مترجم: صغرا فتحعلی¬پور
نوعی افزودنی پادالکتریسیته ساخته شده که کارائی و عملکرد بلند مدتی را نشان می¬دهد.Entira TMAS برای بسپارهای بر پایه پلی¬الفین مانند PE,PP و همبسپار اتیلن بهینه شده است. در عین حال این ماده زمانی که با بسپارهای مهندسی مانند ABSیا PA استفاده می¬شود نیز موثر است و کاربردهای شاخص شامل بطری¬های رانشی-دمشی و ساختارهای فیلم¬های چند لایه می¬باشد.
الکتریسیته ساکن که به عنوان عایق الکتریکی عمل می¬کند مشکل رایج و متداول دنیای بسپارهاست. یکی از اثرات آزاردهنده الکتریسیته ساکن تمایل سطوح به جذب گرد و خاک یا چسبیدن به هم¬دیگر می¬باشد. نتیجه خطرناک، تخلیه بار ناگهانی آن است که مثلا منجر به انفجار گرد و غبار می¬شود. یک راه حل افزایش یک ماده پادالکتریسیته به بسپار پایه است. این کار مقاومت ویژه¬ی سطح را تا حدی که بار ساکن بتواند از میان رود کاهش می¬دهد.
افزودنی¬های غیر مهاجر دائمی هستند
معمولا عامل¬های پادالکتریسیته موقتی بر پایه ترکیبات جاذب¬رطوبت با وزن مولکولی کم مثل گلوکز، سولفونات¬ها و آمیدها می¬باشند. آنها کمابیش با بسپار پایه ناسازگارند و بنابراین زمانی¬که محصول نهایی تشکیل می¬شود به سطح مهاجرت می¬کنند. نتیجه تشکیل یک لایه سطحی نازک است که در حضور رطوبت کافی هوا، آب را جذب کرده و رسانا می¬شود. سرعت مهاجرت به سطح به ساختار شیمیایی مولکول¬ها بستگی دارد. اثر پادالکتریسیته دائمی نیست چون مقدار پادالکتریسیته در بسپار بعد از مدت زمانی کاهش می¬یابد. پادالکتریسیته¬های دائمی معمولا بر پایه بسپارها می¬باشند. طی فراوری، آنها در داخل بسپاری که نیاز به انتقال پادالکتریسیته است شبکه دوپیوسته¬ای را تشکیل می¬دهند. به این دلیل عاملیت این ماده تقریبا فوری و بدون تاخیر اولیه است، ضمن این که ایجاد شبکه موجب مهاجرت نکردن می¬¬شود. این کار دو مزیت عمده دارد. 1- تمام مدت زمان اثر پادالکتریسیته باقی¬مانده و ماده مصرف نمی¬شود 2-این اثر محدود به لایه سطحی قطعه- بسته¬بندی می¬باشد. احتمال این¬که ماده اثر منفی روی محتویات بسته -اگر به منظور تزئین باشد- و یا روی ویژگی¬های چسبندگی سطح داشته باشد وجود ندارد. پادالکتریسیته-های دائمی رایج بر پایه پلی¬آمید یا پلی¬استرها می¬باشند بنابراین با پلی¬الفین¬ها ناسازگارند. پادالکتریسیته دائمی جدید ساخته شدهTMASMK400Entira توسط Dupont بر پایه تکپار اتیلن می¬باشد. این ماده به دلیل ساختار پلی¬الفینی قابلیت زیاد در فراوری پلی¬اتیلن و پلی پروپیلن بصورت همگن یا همبسپار دارد. ویژگی¬های این عامل پادالکتریسیته جدید در جدول زیر به صورت خلاصه آورده شده است
آزمون آزمایشگاهی
به منظور توضیح و ارزیابی بیشتر این ویژگی¬ها، پادالکتریسیته جدید Dupont با انواع بسپارها از پلی¬اتیلن و پلی¬پروپیلن گرفته تا همبسپار اتیلن (EVA,EMA) بسپارهای مهندسیABS) و پلی آمید) تهیه شده است. روش¬های فراوری بکار رفته شامل فیلم دمشی، قالب¬گیری رانشی-دمشی، قالب¬گیری تزریقی و اختلاط غلتکی می¬باشد. ویژگی¬هایی که بررسی و ارزیابی می¬شوند شامل مقاومت سطحی، زوال الکتریسته¬ی ساکن و جذب گرد و خاک بعد از ایجاد الکتریسیته ساکن روی نمونه نهایی می¬باشد. مورد آخر با مالش پارچه¬ای نخی قبل از تماس با فلس¬های ماهی آزموده می¬شود. مقدار پادالکتریسیته برای این آزمون¬ها بین 10 و 30 درصد وزنی متغیر می¬باشد. در مورد پلی¬اتیلن، آزمایش¬ها نشان داده¬اند که مقاومت سطحی پایین مورد قبول و زمان زوال الکتریسیته¬ی کم با اضافه شدن افزودنی به میزان 15 و 20 درصد وزنی )در رطوبت نسبی50% اندازه گیری شده) بدست می¬آید. این به معنی فقدان بار جزئی روی قسمت پلاستیکی است و بنابراین هیچ گرد و خاک یا فلسی جذب نمی¬شود. شکل 2 تاثیر پادالکتریسیته جدید را روی نتایج آزمون مالشی اعمال شده روی فیلم چند لایه¬ای همرانی شده (کواکسترود شده) با لایه خارجی ساخته شده از OPET و لایه داخلی سه لایه¬ای متالوسن PE- نشان می¬دهد.
لایه درزگیری شده حرارتی mPE آن با یک افزودنی ضدخشک چسبی (antiblocking agent) بدست می¬آید و خارجی¬ترین لایه mPE -تنها با ضخامت 15میکرومتر- پادالکتریسیته را در بر می-گیرد. نتیجه قابل توجه این است که حتی پس از مالش با پارچه نخی سطع هیچ ذره¬ای را جذب نمی¬کند. شکل 3 ارتباط بین اثر TMASMK400 Entira و رطوبت را روی بطری¬های ساخته شده به روش رانشی-دمشی و از جنس PE-HD را نشان می¬دهد.
در آزمون قبلی زمانی¬که افزودنی به لایه خارجی نازک اضافه می¬شود باز عملکرد بطری کامل را انجام می¬دهد. مهاجرت به لایه¬های دیگر اتفاق نمی¬افتد. پادالکتریسیته دائمی جدید عملکرد آن را تا رطوبت30% RH پایین نگه می¬دارد. در سال 2007 به منظور قابلیت استفاده¬های صنعتی یک نسخه برتر طراحی شده که قادر است ویژگی¬های پادالکتریسیته قابل قبول را تا حد رطوبت 12% پایین نگه دارد. یک نتیجه خوب مشابه می¬تواند با فیلم¬های دمشی EVA با مقادیرمتفاوت VA بدست آید. کارایی بالا در آزمون ها باDupont Elvaking1224AC (ماده معدنی پر شده با اتیلن- متیلن¬اکریلات که برای مثال در تولید بسته¬های نرم (بطری¬ها-فیلم) بکار می¬رود) و بسپار مهندسی ABS نیز گزارش شده است.
کاربردها:
از کاربردهای بدیهی TMASMK400 Entira, فیلم¬های چندلایه¬ای جهت بسته¬بندی محصولات پودری و بطری¬های چند لایه¬ای رانشی-دمشی می¬باشند. در چنین مواردی اثر پادالکتریسیته می¬تواند روی لایه¬ای که بیشتر مورد نیاز است قرار گیرد، بدون نگرانی از انتقال به لایه¬های دیگر و یا اثر منفی روی تزئین. به خاطر سازگاری بالای آن با پلی¬الفین¬ها ایجاد ترکیبات با سطح صاف، اگر براق نباشد، امکان¬پذیر می¬باشد.کاربرد دیگر TMASMK400 Entira به عنوان افزودنی در پلی¬اتیلن برای روکش¬های ارتجاعی بارکف¬ها (pallet) می¬باشد. در اینجا پادالکتریسیته ممکن است به آسان باز شدن روکش برای زمان¬های چرخه¬ی بسته¬بندی سریعتر کمک کند. این کار به دلیل عملکرد فوری و دائمی TMASMK400 Entira بدون نیاز به مهاجرت سطح داخلی امکان پذیر است. مورد آخر زمانی که درون حباب کلاهک ارتجاعی، سطحی نباشد که افزودنی¬های مهاجر بتواند به راحتی روی آن مهاجرت کنند مشکل خواهد بود. کاربردهای بیشتری در صنایع دیگر (مثل لوله¬سازی، کابل¬سازی) در حال توسعه و پیشرفت هستند. به زودی نوع جدیدی از این مواد که در رطوبت¬های به نسبت پایین موثرند، مزایای ویژه¬ای را در بسته¬بندی اجزای الکتریکی فراهم خواهند کرد.
واژه نامه:
1- Antistatic پادالکتریسیته
2- Copolymer همبسپار
3- Roll mill mixing اختلاط غلتکی
4- Hygroscopic compound مواد جاذب الرطوبه
5- Surface resistance مقاومت سطحی
6- Static decay زوال ایستایی
مرجع: Plastics Additives & Compounding May/June 2007
نوعی افزودنی پادالکتریسیته ساخته شده که کارائی و عملکرد بلند مدتی را نشان می¬دهد.Entira TMAS برای بسپارهای بر پایه پلی¬الفین مانند PE,PP و همبسپار اتیلن بهینه شده است. در عین حال این ماده زمانی که با بسپارهای مهندسی مانند ABSیا PA استفاده می¬شود نیز موثر است و کاربردهای شاخص شامل بطری¬های رانشی-دمشی و ساختارهای فیلم¬های چند لایه می¬باشد.
الکتریسیته ساکن که به عنوان عایق الکتریکی عمل می¬کند مشکل رایج و متداول دنیای بسپارهاست. یکی از اثرات آزاردهنده الکتریسیته ساکن تمایل سطوح به جذب گرد و خاک یا چسبیدن به هم¬دیگر می¬باشد. نتیجه خطرناک، تخلیه بار ناگهانی آن است که مثلا منجر به انفجار گرد و غبار می¬شود. یک راه حل افزایش یک ماده پادالکتریسیته به بسپار پایه است. این کار مقاومت ویژه¬ی سطح را تا حدی که بار ساکن بتواند از میان رود کاهش می¬دهد.
افزودنی¬های غیر مهاجر دائمی هستند
معمولا عامل¬های پادالکتریسیته موقتی بر پایه ترکیبات جاذب¬رطوبت با وزن مولکولی کم مثل گلوکز، سولفونات¬ها و آمیدها می¬باشند. آنها کمابیش با بسپار پایه ناسازگارند و بنابراین زمانی¬که محصول نهایی تشکیل می¬شود به سطح مهاجرت می¬کنند. نتیجه تشکیل یک لایه سطحی نازک است که در حضور رطوبت کافی هوا، آب را جذب کرده و رسانا می¬شود. سرعت مهاجرت به سطح به ساختار شیمیایی مولکول¬ها بستگی دارد. اثر پادالکتریسیته دائمی نیست چون مقدار پادالکتریسیته در بسپار بعد از مدت زمانی کاهش می¬یابد. پادالکتریسیته¬های دائمی معمولا بر پایه بسپارها می¬باشند. طی فراوری، آنها در داخل بسپاری که نیاز به انتقال پادالکتریسیته است شبکه دوپیوسته¬ای را تشکیل می¬دهند. به این دلیل عاملیت این ماده تقریبا فوری و بدون تاخیر اولیه است، ضمن این که ایجاد شبکه موجب مهاجرت نکردن می¬¬شود. این کار دو مزیت عمده دارد. 1- تمام مدت زمان اثر پادالکتریسیته باقی¬مانده و ماده مصرف نمی¬شود 2-این اثر محدود به لایه سطحی قطعه- بسته¬بندی می¬باشد. احتمال این¬که ماده اثر منفی روی محتویات بسته -اگر به منظور تزئین باشد- و یا روی ویژگی¬های چسبندگی سطح داشته باشد وجود ندارد. پادالکتریسیته-های دائمی رایج بر پایه پلی¬آمید یا پلی¬استرها می¬باشند بنابراین با پلی¬الفین¬ها ناسازگارند. پادالکتریسیته دائمی جدید ساخته شدهTMASMK400Entira توسط Dupont بر پایه تکپار اتیلن می¬باشد. این ماده به دلیل ساختار پلی¬الفینی قابلیت زیاد در فراوری پلی¬اتیلن و پلی پروپیلن بصورت همگن یا همبسپار دارد. ویژگی¬های این عامل پادالکتریسیته جدید در جدول زیر به صورت خلاصه آورده شده است
آزمون آزمایشگاهی
به منظور توضیح و ارزیابی بیشتر این ویژگی¬ها، پادالکتریسیته جدید Dupont با انواع بسپارها از پلی¬اتیلن و پلی¬پروپیلن گرفته تا همبسپار اتیلن (EVA,EMA) بسپارهای مهندسیABS) و پلی آمید) تهیه شده است. روش¬های فراوری بکار رفته شامل فیلم دمشی، قالب¬گیری رانشی-دمشی، قالب¬گیری تزریقی و اختلاط غلتکی می¬باشد. ویژگی¬هایی که بررسی و ارزیابی می¬شوند شامل مقاومت سطحی، زوال الکتریسته¬ی ساکن و جذب گرد و خاک بعد از ایجاد الکتریسیته ساکن روی نمونه نهایی می¬باشد. مورد آخر با مالش پارچه¬ای نخی قبل از تماس با فلس¬های ماهی آزموده می¬شود. مقدار پادالکتریسیته برای این آزمون¬ها بین 10 و 30 درصد وزنی متغیر می¬باشد. در مورد پلی¬اتیلن، آزمایش¬ها نشان داده¬اند که مقاومت سطحی پایین مورد قبول و زمان زوال الکتریسیته¬ی کم با اضافه شدن افزودنی به میزان 15 و 20 درصد وزنی )در رطوبت نسبی50% اندازه گیری شده) بدست می¬آید. این به معنی فقدان بار جزئی روی قسمت پلاستیکی است و بنابراین هیچ گرد و خاک یا فلسی جذب نمی¬شود. شکل 2 تاثیر پادالکتریسیته جدید را روی نتایج آزمون مالشی اعمال شده روی فیلم چند لایه¬ای همرانی شده (کواکسترود شده) با لایه خارجی ساخته شده از OPET و لایه داخلی سه لایه¬ای متالوسن PE- نشان می¬دهد.
لایه درزگیری شده حرارتی mPE آن با یک افزودنی ضدخشک چسبی (antiblocking agent) بدست می¬آید و خارجی¬ترین لایه mPE -تنها با ضخامت 15میکرومتر- پادالکتریسیته را در بر می-گیرد. نتیجه قابل توجه این است که حتی پس از مالش با پارچه نخی سطع هیچ ذره¬ای را جذب نمی¬کند. شکل 3 ارتباط بین اثر TMASMK400 Entira و رطوبت را روی بطری¬های ساخته شده به روش رانشی-دمشی و از جنس PE-HD را نشان می¬دهد.
در آزمون قبلی زمانی¬که افزودنی به لایه خارجی نازک اضافه می¬شود باز عملکرد بطری کامل را انجام می¬دهد. مهاجرت به لایه¬های دیگر اتفاق نمی¬افتد. پادالکتریسیته دائمی جدید عملکرد آن را تا رطوبت30% RH پایین نگه می¬دارد. در سال 2007 به منظور قابلیت استفاده¬های صنعتی یک نسخه برتر طراحی شده که قادر است ویژگی¬های پادالکتریسیته قابل قبول را تا حد رطوبت 12% پایین نگه دارد. یک نتیجه خوب مشابه می¬تواند با فیلم¬های دمشی EVA با مقادیرمتفاوت VA بدست آید. کارایی بالا در آزمون ها باDupont Elvaking1224AC (ماده معدنی پر شده با اتیلن- متیلن¬اکریلات که برای مثال در تولید بسته¬های نرم (بطری¬ها-فیلم) بکار می¬رود) و بسپار مهندسی ABS نیز گزارش شده است.
کاربردها:
از کاربردهای بدیهی TMASMK400 Entira, فیلم¬های چندلایه¬ای جهت بسته¬بندی محصولات پودری و بطری¬های چند لایه¬ای رانشی-دمشی می¬باشند. در چنین مواردی اثر پادالکتریسیته می¬تواند روی لایه¬ای که بیشتر مورد نیاز است قرار گیرد، بدون نگرانی از انتقال به لایه¬های دیگر و یا اثر منفی روی تزئین. به خاطر سازگاری بالای آن با پلی¬الفین¬ها ایجاد ترکیبات با سطح صاف، اگر براق نباشد، امکان¬پذیر می¬باشد.کاربرد دیگر TMASMK400 Entira به عنوان افزودنی در پلی¬اتیلن برای روکش¬های ارتجاعی بارکف¬ها (pallet) می¬باشد. در اینجا پادالکتریسیته ممکن است به آسان باز شدن روکش برای زمان¬های چرخه¬ی بسته¬بندی سریعتر کمک کند. این کار به دلیل عملکرد فوری و دائمی TMASMK400 Entira بدون نیاز به مهاجرت سطح داخلی امکان پذیر است. مورد آخر زمانی که درون حباب کلاهک ارتجاعی، سطحی نباشد که افزودنی¬های مهاجر بتواند به راحتی روی آن مهاجرت کنند مشکل خواهد بود. کاربردهای بیشتری در صنایع دیگر (مثل لوله¬سازی، کابل¬سازی) در حال توسعه و پیشرفت هستند. به زودی نوع جدیدی از این مواد که در رطوبت¬های به نسبت پایین موثرند، مزایای ویژه¬ای را در بسته¬بندی اجزای الکتریکی فراهم خواهند کرد.
واژه نامه:
1- Antistatic پادالکتریسیته
2- Copolymer همبسپار
3- Roll mill mixing اختلاط غلتکی
4- Hygroscopic compound مواد جاذب الرطوبه
5- Surface resistance مقاومت سطحی
6- Static decay زوال ایستایی
مرجع: Plastics Additives & Compounding May/June 2007