عامل سازگارکننده
عامل سازگارکننده یک ماده شیمیایی است که نقش افزایش چسبندگی یا قدرت بخشیدن به پیوند موجود در سطح الیاف و زمینه پلیمری را برعهده دارد. عامل سازگارکننده به صورت شیمیایی، موادی را که با هم تفاوت ترکیبی دارند ر،ا به هم می‌چسپانند، حتی وقتی محیط اتصال مساعد نباشد. وقتی کامپوزیت‌های پلاستگی با تقویت‌کننده‌های معدنی، الیاف چوب یا سایر پرکنندهها ساخته می‌شوند، این مواد تمایل دارند که اتصال را به‌هم بریزند و جدا شوند و ساختار کامپوزیت را ضعیف کنند. عامل‌های سازگارکننده زمان این جداشدن را به تاخیر می‌اندازند.
در اینجا منظور از کامپوزیت، ماده‌ای است که دو یا بیشتر از دو ماده متفاوت در ترکیب آن استفاده شده، و این ترکیب به صورت شیمیایی صورت نگرفته است. بنابراین، شانس زیادی وجود دارد که در شرایط و محیط‌های متفاوت، این ارتباط سست بشکند و کامپوزیت از هم بپاشد. عامل سازگار کننده در واقع همان عنصری است که فرایند شیمیایی را در کامپوزیت تعریف می‌کند، بدون اینکه خواص مواد موجود در کامپوزیت از بین بروند.
عامل‌های سازگارکننده باعث ارتقای سطح چسبندگی بین مواد پلیمری و فیلرهای موجود در کامپوزیت می‌شوند. دو نوع عامل سازگارکننده داریم؛ انواعی که با مواد پلیمری وارد واکنش می‌شوند و باعث ارتقای سطح بهم‌چسبیدگی موجود در ماده نهایی می‌شوند، و انواعی که با فیلر واکنش می‌دهند.
انواع مختلفی از عامل سازگارکننده وجود دارد که از بین آنها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- عامل سازگارکننده سیلان : تری کلرو وینیل سیلان، تری اتوکسی وینیل سیلان، آمینوپروپیل-تری اتوکسی سیلان، تری کلوپروپن سیلان
- عامل سازگار کننده تیتانات: تترابوتیل تیتانات تریتانات، تیتانات تریوپل، تیتروپل، تری بوتیل تیتاناتوس
- عامل سازگار کننده کروم آلی: کمپلکس متاکریلیک اسید کروم
- عامل سازگارکننده زیرکونیوم
- عامل سازگار کننده پلیمری
عامل سازگارکننده چیست؟
عامل سازگارکننده معمولا برای بهبود پیوند بین ماتریس آبگریز و فیبر چوب آبدوست استفاده می‌شود. عوامل سازگارکننده می‌توانند میزان جذب رطوبت WPC را، با کاهش شکاف‌ها در فصل مشترک چوب و ماتریس و کاهش تعداد گروه‌های هیدروکسیل موجود برای پیوند هیدروژنی با آب، کاهش دهند.
به‌طور دقیق‌تر، عامل سازگارکننده، یا جفت کننده، اساسا مولکولی با دو عملکرد ویژه است، هرکدام از این دو ویژگی عملکردی باعث واکنش آن با سطح و دیگری با پلیمر است، در نهایت، سازگارکننده، دو ماده را به یکدیگر جفت می‌کند.
تمام عامل‌های سازگارکننده دارای ساختار مشابهی به شکل زیر هستند:
Anchor(A)-Buffer(B)/ Bridge-Couplant(C)
چالش اصلی پیش‌روی شیمی‌دان، پیدا کردن نحوه عملکرد A و C و یک ساختار اتصال‌دهنده B است که مولکولی به وجود می‌آورد که پایدار است، خطرآفرین نیست و به راحتی قابل اعمال است. این فرایند به نظر ساده است، اما بیشتر ترکیبات نهایی قابل حل نیستند، به سرعت ذوب می‌شوند، گاها خیلی گران هستند و نمی‌توان به راحتی آنها را پیدا کرد.
عامل سازگارکننده پلی پروپیلن
پلی پروپیلن یکی از پرمصرف‌ترین و بنیادی‌ترین پلیمرهای مورد استفاد در صنایع و ترکیبات مختلف است. در حضو کاتالیزگر زیگلر-ناتا، و در دما و فشار مطلوب، عمل پلیمریزاسیون منجر به تولید پلی پروپیلن می‌شود. این ماده قابلیت تبلور 90 درصدی دارد. از جمله کاربردهای استفاده پلی پروپیلن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- قالب گیری دمشی و تزریقی
- تولید ظروف بسته‌بندی
- استفاده در تولیدات نساجی
- ساخت تجهیزات آزمایشگاهی و پزشکی
- تولید لوله و اتصالات آب و فاضلاب
- تولید سازه‌های ساختمانی برای دکوراسیون
- تولید سقف‌های کاذب
- تولید لامپ‌های روشنایی
از جمله ویژگی‌های بارز این ماده:
- مقاومت بالا در برابر ضربه و فشار
- ماندگاری طولانی
- مقاومت در برابر دماهای خیلی بالا یا پایین
- قابل استفاده برای کار با مواد بازی و اسیدی
- قیمت نسبتا مناسب در مقابل مواد با کارایی‌های مشابه
- انعطاف پذیری تجهیزات ساخته شده با این ماده
سازگارکننده‌های پلی پروپیلن از مهمترین اجزا در تولید کامپاندهای پر مصرف هستند. پلی‌پروپیلن بیشترین مقدار تولید را در کشور دارد، چراکه در بین پلاستیک‌ها، بیشترین مصرف‌ها را نیز دارد. دلایلی که این نوع سازگار کننده‌ها کاربرد زیادی در صنعت دارند:
- قیمت کم آنها
- به راحتی در واکنش‌های شیمیایی شرکت می‌کنند
- بسیار در دسترس هستند و در هر کجای کشور می‌توان آنها را تولید کرد
به طور ویژه، کامپوزیت‌های پلیمری با انرژی پایینی که دارند و هیچ گروه عاملی قطبی نیز ندارند، چسپندگی بسیار صعیفی را دارا هستند. بنابراین، این نوع کامپوزیت‌ها به عامل سازگار کننده نیاز حیاتی دارند تا با مواد دیگر مثل پرکنندهها و پلیمرهای دیگر ترکیب شوند.
مستربچ
پلیمر به تنهایی کاربردهای زیادی ندارد، در واقع در حضور مواد دیگر است که به پلیمر قابلیت استفاده در صنایع و تولیدات مختلف داده می‌شود. مستربچ یک ماده افزودنی است که به پلمیر اضافه می‌شود و آن را برای استفاده در صنعت بسته‌بندی آماده می‌کند. همچنین، تولید لوازم خودرو، لوازم برقی، تجهیزات آزمایشگاهی و پزشکی و … را می‌توان با استفاده از این مواد و ترکیب آنها با پلیمر حاصل کرد.
ترکیبات حاصل از مستربچ ها در واقع ترکیبی هستند از پلیمر پایه، سازگارکننده، و افزودنی‌ای که خواص پلیمر را دگرگون می‌کند. این ترکیب چندگانه، توسط سازگارکننده به یک اتصال قوی تبدیل می‌شود و کاربردهای زیادی پیدا می‌کند. انواع مختلف مستربچ:
- مستربچ رنگی
مستربچ‌های رنگی برای تولید قطعات رنگی از مواد پلاستیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. از ویژگی‌های بارز این نوع، ایجاد رنگ دلخواه، بهبود ویژگی‌های فیزیکی و اصلاح ساختار مواد پلاستیکی است.
- مستربچ افزودنی
مستربچ افزودنی به منظور ایجاد تغییر اساسی در خواص فیزیکی و شیمیایی به پلی پروپیلن‌ها اضافه می‌شوند. انواع مختلف مستربچ افزودنی باعث ایجاد شفافیت در پلی پروپیلن، ایجاد لغزندگی در پلیمر، کاهش چسبندگی، ضد الکتریسیته ساکن و …، می‌شوند.
- مستربچ پرکننده
در واقع مستربچ‌ها قیمت پایین‌تری از پلمیر پایه دارند و از انواع پرکننده آنها برای کاهش قیمت محصول نهایی استفاده می‌شود.
سازگارکننده‌ها از مهمترین اجزای تشکیل‌دهند موادی هستند که پایه پلیمری دارند. این مواد استحکام مورد نیاز در ترکیب نهایی را تضمین می‌کنند.