en fa
en fa

اخبار و مقالات

ساختار و فرایندهای تولیدلوله های پلی اتیلن مقاوم در برابر دمای بالا(PE-RT)

پلی اتیلن HDPE به عنوان پلیمری که در دماهای بالا استحکام مکانیکی نسبتا خوبی نسبت به سایر پلی اتیلن ها دارد شناخته می شود، با این وجود در دماهای بالا دچار پدیده خزش می شود و برای کاربردهای طولانی مدت در دماهای بالا مثل لوله های آب گرم مناسب نیست. 

ساختار و فرایندهای تولیدلوله های پلی اتیلن مقاوم در برابر دمای بالا(PE-RT)

پلی اتیلن HDPE به عنوان پلیمری که در دماهای بالا استحکام مکانیکی نسبتا خوبی نسبت به سایر پلی اتیلن ها دارد شناخته می شود، با این وجود در دماهای بالا دچار پدیده خزش می شود و برای کاربردهای طولانی مدت در دماهای بالا مثل لوله های آب گرم مناسب نیست. پدیده خزش HDPE با کاهش دانسیته (کاهش بلورینگی) بهبود می یابد هرچند این کاهش اثر معکوس بر استحکام هیدرواستاتیک طولانی مدت می گذارد. با کنترل ساختار مولکولی، رئولوژی مذاب و خواص حالت جامد می توان به یک تعادل مطلوب بین فرایند پذیری و استحکام هیدرو استاتیک رسید. با توسعه کاتالیستها و طراحی فرایند پلیمریزاسیون، مشارکت و نشاندن کومونومر در زنجیر اصلی پلیمر را میتوان کنترل کرد. با این کنترل می توان بر نحوه آرایش میکرو کریستالها در HDPE تاثیر گذاشت و عملکرد مورد نظر را از پلیمر بدست آورد. برای این منظور در فرایند پلیمریزاسیون اتیلن باید در مورد را کنترل کرد: بهینه کردن غلظت زنجیرهای گره خورده ( tie chains) و کنترل چگونگی نشاندن کومونومر در زنجیر اصلی تعیین ریز ساختار کریستالها). زنجیرهای گره خورده نقش اساسی در رفتار خزش بلند مدت ایفا می کنند. با وارد کردن زنجیرهای کوتاه جانبی بوسیله مشارکت دادن کومونومرهای حجیم، نقايص ساختاری در بلورینگی پلیمر ایجاد می شود. شاخه جانبی حاصل از کومونومری مانند اکتن (هگزیل) مانع حضور قسمتی از زنجیر در ساختار لایهای کریستال میشود . این قسمت در ناحیه آمورف با سایر زنجیرها گره خوردگی ایجاد می کند. ساختارهای لایهای کریستال از طریق قسمت های آمورف پلیمر (که گرههای زنجیره ای در این ناحیه شکل می گیرند) به هم متصل می شوند. احتمال تشکیل زنجیرهای گره خورده با افزایش طول زنجیر، بیشتر می شود . این زنجیرهای گره خورده در نواحی آمورف، با اتصال نواحی کریستال به هم باعث افزایش چقرمگی انعطاف پذیری)، افزایش مقاومت در برابر رشد ترک در شرایط محیطی ( ESCR ) و کاهش خزش در بلند مدت میشوند. نوع کومونومر بر غلظت زنجیرهای گره خورده موثر است. مونومر 1اکتن نسبت به سایر آلفاالفین ها موثرتر است. کریستال شدن زنجیرها در یک دمای بهینه شانس تشکیل زنجیرهای گره خورده را افزایش میدهد. تاثیر پارامترهای ساختاری میکرو بر خواص پلی اتیلن اصول اصلی را برای طراحی PE - RT و تعیین بهینه ویژگیهای کلیدی آن یعنی انعطاف پذیری، مقاومت رشد آهسته ترک و استحکام هیدرواستاتیک در دماهای بالا فراهم می کند. درجه تبلور چون با مشارکت کومونومر تعدیل میشود بر دمای ذوب تاثیر می گذارد، که بدین مفهوم است که با تنظیم آن میتوان بین انعطاف پذیری و سرویس دهی در دمای بالاتر تعادل برقرار کرد. وقتی که دما به محدوده ذوب میرسد، به علت ناپدید شدن تدریجی اتصالات کریستالی که در سختی و استحکام ماده سهیم هستند، مدول و تنش تسلیم به سرعت افت می کنند. این افت در مدول نمی تواند با شبکه ای کردن پلیمر مانند PEX جلوگیری شود چون که ذوب کریستالها از شبکه کوالانسی اتصالات عرضی تاثیر نمی پذیرد. بنابراین عملکرد فشار هیدرواستاتیک کوتاه مدت در دماهای بالا که تحت تاثیر تنش تسلیم است برای لوله های PE و PEX با دانسیته یکسان، قابل مقایسه است. محدوده مذاب وابسته به توزیع ضخامت کریستال ها است، که به نوبه خود تابعی از توزیع درون مولکولی شاخه های جانبی کوتاه SCB است، بنابراین توزیع شاخه های زنجیر های کوتاه تاثیر بسیار مهمی روی دمای سرویس دهی بالاتر دارد. توزیع SCB می تواند با تکنولوژی های فرایندی و کاتالیست با مهارت مهندسی شود. پلی اتیلن تولیدی با کاتالیستهای تک سایتی مانند متالوسنها یک توزیع باریکتر از طولهای متوالی و محدوده مذاب باریکتر نشان می دهند. در شکل های زیر با هیبرید | در کاتالیست متالوسنی توزیع پهن از .وژن مولکولی گرفته شده است، به علت ماهیت این کاتالیست ها توزیع یکنواخت تر و | کنترل شده تری از کومونومر امکان پذیر است. پلی اتیلن تولیدی با کاتالیست های Z- N یک توزیع پهن از طولهای متوالی و | بنابراین یک محدوده مذاب گسترده نشان میدهند. با تولید اجزاء چندگانه در راکتورها، این امکان را فراهم میکند که با مهارت توزیعی از  SC8 پروفایلهای ذوب برای یک ماده با دانسیته مشخص ایجاد کنیم . نمونه ای از توزیع وزن مولکولی و کومونومر با کاتالیست Z-N در راکتورهای سری در شکل زیر نشان داده شده است . 



در حالیکه سفتی و تنش تسلیم عمدتا تحت تاثیر درجه تبلور میباشد. اتصال کریستالها نقش اصلی را در خواص بلند مدت مانند خزش و پاسخ دهی به تغییر شکل ایفا می کند که بر خواصی مانند چقرمگی، مقاومت ضربه، ESCR. و در مورد لوله های مقاومت هیدرواستاتیک بلند مدت و مقاومت در برابر رشد آهسته ترک اثر گذارد. اتصال کریستالها به طور موثر از دو فاکتور اثر پذیر است: وزن مولکولی و اندازه کریستالها. در یک سطح مشخص از تبلور (یا داسیته پلی اتیل). با افزایش وزن مولکولی انتظار میرود به علت افزایش طول زنجیر ، اتصالات افزایش یابد. در مقابل، در وزن مولکولی مشخص، با کاهش ضخامت کریستالها انتظار میرود. اتصالات افزایش یابد. چون تعداد بیشتری از کریستالها میتوانند با یک زنجیر پلیمر درگیر شود.

در مقاله بعدی به نمونه های صنعتی این نوع مواد خواهیم پرداخت

مقاله قبل در زمینه لوله های مقاوم در برابر حرارت بالا

برای اطلاع از قیمت روز لوله اینجا کلیک کنید

لوله پلی اتیلن

تماس با شرکت ایپاکو

تلفکس 28422514-021 ( 10 خط )

 موبایل 09128592975

 


 

دفتر مرکزی : تهران ، بلوار مرزداران ، خیابان ابراهیمی ، خیابان آرش ، کوچه الوند2 ، پلاک13 ، واحد5

 


ایمیل شرکت ایپاکو

iipaco@

info@ipa-co.com


ساعات کاری

شنبه تا چهارشنبه
9:00 صبح الی 18:00 بعد از ظهر
پنجشنبه ها
9:00 صبح الی 18:00 بعد از ظهر
جمعه ها
تعطیل میباشد

سفارشات روز جمعه، روز شنبه ارسال خواهد شد

logo-samandehi