مقاله تحلیلی: ۸ ویژگی مهم مصالح پلیمری

قبل از اینکه تصمیم بگیرید از مصالح پلیمری در ساخت و ساز استفاده کنید باید با ویژگی‌های شیمیایی و مکانیکی آنها آشنا باشید. از این مصالح به طور گسترده‌ای در ساخت زیرساخت‌ها به عنوان المان‌های سازه‌ای، پوشش‌های محافظ و غیره استفاده می‌شود.

ویژگی‌های شیمیایی و مکانیکی مصالح پلیمری برای طراحان و مهندسان بسیار حائز اهمیت است. این خصوصیات نشان می‌دهند که آیا می‌توان از این مصالح در ساخت و ساز استفاده کرد یا خیر.

مقاومت یا نسبت مدول به وزن بالا، چقرمگی، خاصیت ارتجاعی، مقاومت در برابر خوردگی، رسانا نبودن (گرما و الکتریسیته)، رنگ و شفافیت از ویژگی‌هایی هستند که در اغلب مصالح پلیمری وجود دارند. این ویژگی‌ها را می‌توان  با افزودن تثبیت کننده‌ها یا روان سازها تغییر داد.

مهندسان عمدتاً بر خواص مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی که تعیین کننده دوام مصالح هستند، تمرکز دارند. پاسخ مکانیکی مواد پلیمری ممکن است در طیف محدودی از دما تغییرات  زیادی داشته باشد.

ویژگی‌های مصالح پلیمری

۱- چگالی

چگالی مصالح پلیمری کم است زیرا عمدتاً از  مواد سبک ساخته می‌شوند. چگالی پلی متیل پنتان ۸۰ کیلوگرم بر مترمکعب، پلی پروپیلن ۹۰۵ کیلوگرم بر مترمکعب و پلی تترافلورواتیلن ۲۱۵۰ کیلوگرم بر مترمکعب است. این مقادیر به طور قابل توجهی در مقایسه با  فولاد که چگالی آن ۷۸۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب است، کم هستند.

۲- انبساط حرارتی

انبساط حرارتی پلیمرها نسبتاً زیاد است. این فاکتور در طراحی و استفاده از پلیمرها به خصوص وقتی از آنها همراه با مصالح مهندسی استفاده می‌شود، حائز اهمیت است.

۳- رسانایی حرارتی

رسانایی حرارتی (ضریب K)  پلیمرها بسیار کم است. به همین دلیل این مصالح عایق‌های خوبی هستند. پلیمرها عایق‌های فوق العاده ای در برابر الکتریسیته هستند.

۴- نفوذ پذیری

به طور کلی پلیمرهای جامد فاقد منافذ به هم پیوسته هستند و به همین دلیل معمولاً نفوذناپذیر تلقی می‌شوند. به همین دلیل پلیمرها غالبا به عنوان روکش‌های محافظ، عایق در برابر بخار، درزگیر، آب بند و مصالح ضد گاز و بخار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

۵- مقاومت شیمیایی

پلیمرها به دلیل داشتن مقاومت شیمیایی، کاربرد گسترده‌ای در ساخت و ساز در شرایط مختلف دارند.

۶- مقاومت

مقاومت انواع  مختلفی همچون کششی، فشاری،  خمشی، پیچشی و ضربه‌ای  دارد. مقاومت در برابر ضربه به شدت وابسته به تغییرات دما است و به طور کلی با کاهش دما کاهش می‌یابد.

 مقاومت مصالح پلیمری وابسته به  وزن مولکولی، اتصالات عرضی و بلورینگی است. مقاومت کششی پلیمرها با افزایش وزن مولکولی، افزایش می‌یابد. هر چه وزن مولکولی  بیشتر باشد، مقاومت بیشتر خواهد بود.

علاوه بر این اتصالات عرضی حرکت زنجیره‌ها را کاهش و مقاومت پلیمر را افزایش می‌دهند.  هر چه درجه بلورینگی پلیمر بیشتر باشد،  مقاومت هم بیشتر خواهد بود زیرا در فاز بلورینگی  پیوند بین مولکولی به طور قابل توجهی بیشتر است.

۷- دوام

دوام بستگی به نوع پلیمر، ترکیبات و ساختار آن دارد. دوام یک پلیمر عامل تعیین کننده مناسب بودن یا نبودن آن در ساخت و ساز است.

دوام  پلیمر تحت تأثیر عواملی همچون اشعه ماوراء بنفش نور خورشید، گرما، اکسیژن، ازن و آب است.

۸- سمی بودن

برخی از مونومرهای آلی که پلیمرها از آنها ساخته می‌شوند، از عواملی هستند که بر سمیت پلیمرها تأثیر می‌گذارند. مقدار مونومرهای آزاد باقی مانده در ترموپلاستیک ها  بسیار کم است به طوری که معمولاً این مواد خطرناک تلقی نمی‌شوند.

با این حال اگر در معرض دمای بالا قرار گیرند،  ممکن است تجزیه پیرولیتی رخ دهد و مونومر یا مواد سمی دیگر آزاد شود. این موضوعی است که باید به شدت در مورد مواد پولیمریزه نشده مورد توجه قرار گیرد.

علاوه بر این سمیت باید در مورد افزودنی‌های خاص پلیمر و افزودنی‌های مجاز در فرمولاسیون در تماس با آب به شدت کنترل شود.

منبع

نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.