پلی ال چیست؟
مقدمه
پلی ال ها ترکیبات پلیمری هستند، که از ترکیب چند گروه هیدروکسیل(OH) تشکیل می شوند. این ترکیبات ها یکی از دو ماده اصلی سازنده پلی اورتان ها می باشند.
پلی ال ها در واقع نوعی رزین پلیمری مایع و ویسکوز می باشند که دارای گروه های عاملی الکلی یا همان هیدروکسیل هستند. بطور عمده این ترکیبات را با توجه به ساختار مولکولی آن ها به چهار نوع مختلف، پلی اتر پلی ال، پلی استر پلی ال، پلی کربنات و پلی کاپرولاکتون پلی ال تقسیم بندی می کنند. که از این میان پلی اتر پلی ال و پلی استر پلی ال بیشترین مقدار مصرف را به خود اختصاص داده اند.
دسته بندی پلی ال ها
این ترکیبات ها را می توان بر اساس شیمی آنها طبقه بندی کرد.برخی از این ترکیبات شیمیایی عبارتند از: پلی اتر، پلی استر، پلی کربنات و همچنین پلی ال های اکریلیک. پلی‌ال‌های پلی‌اتر ممکن است بیشتر تقسیم‌بندی شوند و به‌عنوان پلی‌اتیلن اکسید یا پلی‌اتیلن گلیکول (PEG)، پلی‌پروپیلن گلیکول (PPG) و پلی‌تترا هیدروفوران یا PTMEG طبقه‌بندی شوند. اینها به ترتیب 2، 3 و 4 کربن در هر اتم اکسیژن در واحد تکرار دارند. پلی‌ال‌های پلی‌کاپرولاکتون نیز به‌صورت تجاری در دسترس هستند.همچنین روند رو به افزایشی برای استفاده از پلی ال های زیستی (و در نتیجه قابل تجدید) وجود دارد.
معمولا در تولید پلی یورتان‌ها از چهار نوع پلی ال کلّی زیر استفاده میشود:
1-پلی‌اتر پلی ال
این مواد از واکنش اپوکسیدهایی مانند اتیلن اکسید یا پروپیلن اکسید در حضور یک کاتالیست بدست می‌آیند. این کاتالیست معمولا یک باز قوی مانند پتاسیم هیدروکسید است.پلی‌اتیلن گلایکول و پلی‌پروپیلن گلایکول از دسته پلی‌اتر دی‌ال‌ها هستند. تری‌ال‌هایی با جرم مولکولی پایین نیز موجود می‌باشند که بر پایه گلیسرین هستند و از پروپیلن دی‌اکسید و یا اتیلن دی‌اکسید و یا ترکیبی از هر دو تشکیل شده‌اند.
بخش نرم پلی اورتانی که از اتر تهیه می شود قدرت کمتری نسبت به پلی اورتان استری دارد،زیرا وزن مولکولی پلی اتر نسبت به پلی استر بیشتر است.ولی پلی اورتان اتری طول عمر بیشتری دارد.پلی اورتان اتری مقاومت میکروبی کم و مواد خام تولیدی بالاتری دارد.اگر بخواهیم TPU(پلی یورتان ترمو پلاستیک) اتری را تغییر شکل دائمی دهیم کار دشواری است چرا که بسیار انعطاف پذیر است.
2-پلی‌استر پلی ال
پلی‌استرها از واکنش دی‌ال‌ها و دی‌کربوکسیلیک اسیدها تشیل می‌شوند. به عنوان مثال می‌توان واکنش میان فتالیک اسید و دی‌اتیلن گلایکول را نام برد. همچنین الکل‌های گیاهی اغلب دارای گروه های استری می‌باشند.
پلی استر چیست؟
یک الیاف مصنوعی است که از ترکیب دو ماده گلیکول(الکل) و دی متیل تر فتالات(استر)،طی واکنش تبادل استری تشکیل می شود.همچنین پلی استرها میتواند از واکنش اسید ها و الکل ها هم سنتز شود.منابع این الیاف،آب ،هوا،زغال سنگ و نفت می باشد.عایق و غیر آلرژی زا بودن و همچنین مقاومت بالا و ضربه گیری این ماده باعث شده که از آن در ساخت لباس های کار که به دوام زیاد نیاز دارند،کاپشن ها و همچنین پر کردن بالش،لحاف و …استفاده شود. پلی استر پلیول به رزین پلی استری گفته می شود که دارای گروه های عاملی هیدروکسیل باشد.
مزایای پلی استر ها
قیمت مناسبی دارند.
در برابر حلال های مختلف مقاوم اند.
در برابر عوامل فیزیکی و شیمیایی مقاوم هستند.
قابلیت کشش و خمش بالایی دارند.
معایب رزین های پلی استر
بوی نامطبوع زیادی دارند.
نسبت به سایر رزین ها به سختی مخلوط می شوند.
با بسیاری از سطوح به سختی تشکیل پیوند می دهند.
خواص ضعیف تری نسبت به رزین های اپوکسی دارند.
پلی اتر پلی ال ها عمدتا در تولید فوم های نرم پلی یورتان مورد استفاده قرار میگیرند. اما پلی استر پلی ال ها با توجه به گروه های قطبی و سخت استری که در زنجیره اصلی خود دارند، دارای انعطاف پذیری کمتری می باشند و به همین دلیل اغلب پایه اصلی فوم های سخت پلی یورتان مانند فوم های ساندویچ پنل ها و یخچال ها رو تشکیل می دهند. گروه های استری موجود در زنجیره پلی استرها، علاوه بر اینکه انعطاف پذیری خود زنجیره را کمتر می کنند، همچنین با ایجاد پیوند های شیمیایی کووالانسی قطبی بین یکدیگر، سبب سخت تر شدن محصول نهایی خواهند شد.
انواع پلی استر ها به ترتیب استفاده
پلی استر ایزو فتالیک
مقاومت شیمیایی و استحکام مکانیکی این پلی استر باعث شده که از آن در کارهای فنی مهندسی استفاده شود.
پلی استر ترفتالیک
از ویژگی های منحصر به فرد این رزین جذب آب کمتر و خواص مکانیکی بالاتری نسبت به دو نوع دیگر دارد.
پلی استر اورتوفتالیک
مقدار کمتری نسبت به دو رزین دیگر مورد استفاده قرار می گیرد.بیشترین استفاده آن در تعمیر کشتی ها و تولید فایبر گلاس می باشد.
3-پلی‌کربنات پلی ال
پلی کربنات اولین بار در سال ۱۹۹۳ توسط شرکت جنرال الکتریک آماده شد. پلی کربنات یا pc از خانواده پلیمر های ترمو پلاستیک است.pc سخت ترین ماده شفاف است. سبک تر و ارزانتر بودن ورقه های پلی کربنات نسبت به شیشه،و همچنین عایق سرما و گرما بودن، آن ها را به جایگزین مناسبی برای شیشه در برخی کارهای ساختمانی تبدیل کرده است.این ورق یک محافظ در برابر پرتوهای UV که سرطان زا هستند،می باشد.می توان این ورق در رنگ های مختلف تهیه کرد. ورق های پلی کربنات با دارا بودن خاصیت آنتی استاتیک، به محض نشستن گرد و غبار روی آن به راحتی با اولین شستشو تمیز می شود. یکی از معایب ورقه های پلی کربنات خش پذیری است. بعلاوه در اثر رسیدن گرمای زیاد به آن آتش نمی گیرد ولی دود تولید می کند. و در فصل های گرم سال گرمای زیادی تولید می کند.
پلی کربنات‌ها دسته‌ای از پلیمرهای ترموپلاستیک هستند که در ساختارشان گروه کربنات دارند. پلی‌کربنات‌ها به عنوان موادی مقاوم و مستحکم در فرایندهای مهندسی کاربرد دارند. همچنین در برخی موارد بسیار شفّاف هستند. ماده اصلی پلی کربنات‌ها از واکنش میان بیس فنول نوع A و فسژن (COCl2) تولید میشود. واکنش کلّی را می‌توان به صورت زیر نمایش داد:
مزیت و کاربرد های پلی کربنات ها
همچنین امروزه پوشش‌های پلی‌کربنات به شدت مورد استفاده قرار گرفته‌اند. از جمله مزیت‌های پوشش پلی‌کربنات به جای شیشه هزینه کمتر و نیز وزن سبک‌تر آن می‌باشد، همچنین مقاومت بالای آن نسبت به پلاستیک باعث تقاضای روزافزون آن به عنوان پوشش در صنعت گلخانه گردیده است. پوشش پلی‌کربنات اغلب جهت پوشش قسمت‌های جلو، عقب و نیم دایره‌های مربوطه و یا کناره‌ها و سقف گلخانه درصورت تقاضای مشتری درنظرگرفته میشود. ورق‌های پلی‌کربنات جایگزین مناسبی برای شیشه بوده و باعث صرفه جویی در انرژی می‌شوند. بطوری‌که در تابستان از ورود گرما به داخل جلوگیری کرده و در زمستان مانع خروج و هدر رفتن گرمای داخل می‌شوند.
به طور خلاصه می‌توان سایر کاربردهای آن را به صورت زیر مطرح کرد:
ساختمان سازی – صنعت حمل و نقل – کاربردهای شیشه – عملکرد شیشه ایمنی – پنجره سقفی- گنبدهای تزیینی و اتاقک سازی – استادیوم‌های فضای باز یا بسته – پوشش استخر – پوشش گلخانه – پوشش نورگیری انبارها و …
4-پلی‌کاپرولاکتون پلی ال
یک پلی استر زیست تخریب پذیر،با فرمول مولکولیn(C6H10O2) می باشد.واحدهای سازنده آن هگزانوات است.از پلیمریزاسیون حلقه ای ۴-کاپرولاکتون در حضور کاتالیزور اکتوات استن تهیه می شود.در تولید پلی اورتان ها نقش نقش اساسی دارد.مقاومت خوبی در برابر آب،حلال ها و کلر و روغن دارند.PCL(پلی کاپرولاکتون)کاربردهای پزشکی فراوانی دارند. دمای ذوب و دمای انتقال شیشه‌ای آن به ترتیب ۶۰ و ۶۰- درجه سانتی گراد است. بیشترین استفاده این ماده در تولید پلی‌‌یورتان است. این پلیمر معمولاً به رزین‌ها افزوده میشود که منجر به بهبودی خواص فرایندی و خواص نهایی آنها میشود. این ماده در یک واکنش پلیمری حلقه باز در حضور یک کاتالیزور مانند استانوس اکتات[1](نوعی کاتالیزور قلع) انجام می‌گیرد.
ویژگی های پلی کاپرولاکتون
قابلیت انعطاف پذیری بالا.
نقطه ی ذوب پایین حدود ۶۰ درجه سانتی گراد.غیر سمی است.
PCL اغلب به عنوان افزودنی به دیگر رزین ها استفاده میشود،از دیگر کاربردهای آن،در ساخت چاپگرهای سه بعدی،مدل سازی،آتل بندی و استفاده به عنوان یک ماده زیستی کاشتی در بدن انسان می توان نام برد.
کاربرد پلی ال ها
پلی‌ال‌های پلی‌اتر کاربردهای متعددی دارند. به عنوان مثال، فوم پلی یورتان یکی از کاربران بزرگ پلی اترهای پلی اتر است.
پلی ال های پلی استر را می توان برای تولید فوم سفت و سخت استفاده کرد. آنها در هر دو نسخه آروماتیک و آلیفاتیک موجود هستند. آنها همچنین در نسخه های مخلوط آلیفاتیک-آروماتیک که اغلب از مواد خام بازیافتی، معمولاً پلی اتیلن ترفتالات (PET) ساخته می شوند، موجود هستند.
پلی‌ال‌های اکریلیک عموماً در کاربردهای با کارایی بالاتر استفاده می‌شوند که در آن پایداری در برابر نور ماوراء بنفش مورد نیاز است. کاربردهای دیگر عبارتند از مستقیما به عنوان پوشش های فلزی استفاده می شوند. از آنجایی که از آنها در جاهایی استفاده می‌شوند که مقاومت خوبی در برابر اشعه ماوراء بنفش لازم است، مانند پوشش‌های خودرو، جزء ایزوسیانات نیز تمایل به مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش دارد و از این رو الیگومرهای ایزوسیانات یا پیش پلیمرهای مبتنی بر دی ایزوسیانات ایزوفرون معمولاً استفاده می‌شوند.
پلی ال های مبتنی بر کاپرولاکتون پلی یورتان هایی با مقاومت هیدرولیز افزایش یافته تولید می کنند.
پلی‌ال‌های پلی کربنات گران‌تر از پلی‌ال‌های دیگر هستند. بنابراین در کاربردهای سخت‌تر مورد استفاده قرار میگیرند.آنها برای ساختن یک پیش پلیمر مبتنی بر دی ایزوسیانات ایزوفورون استفاده شده اند که سپس در پوشش های شیشه ای استفاده می شود.آنها ممکن است در چسب های گرم ذوب واکنشی استفاده شوند.
همه پلی ال ها ممکن است برای تولید پیش پلیمرهای پلی اورتان استفاده شوند.اینها سپس در پوشش‌ها، چسب‌ها، درزگیرها و الاستومرها استفاده می‌شوند.
پلی ال های با وزن مولکولی کم
پلی ال های با وزن مولکولی کم به طور گسترده در شیمی پلیمرها استفاده می شوند که در آن به عنوان عوامل اتصال عرضی و گسترش دهنده زنجیره عمل می کنند. به عنوان مثال رزین های آلکیدی از پلی ال ها در سنتز خود استفاده می کنند و در رنگ ها و قالب های ریخته گری استفاده می شوند. آنها رزین غالب یا “بایندر” در اکثر پوشش های تجاری “بر پایه روغن” هستند. سالانه حدود 200000 تن رزین آلکیدی تولید می شود. آنها مبتنی بر پیوند مونومرهای فعال از طریق تشکیل استر هستند. پلیول های مورد استفاده در تولید رزین های آلکیدی تجاری عبارتند از گلیسرول، تری متیلولپروپان و پنتا اریتریتول.در تولید پیش پلیمر پلی یورتان، یک پلیول-دیول با وزن مولکولی کم مانند 1،4-بوتان دیول ممکن است به عنوان گسترش دهنده زنجیره برای افزایش بیشتر وزن مولکولی استفاده شود، هرچند که ویسکوزیته را افزایش می دهد زیرا پیوند هیدروژنی بیشتری به وجود می آید.
شما عزیزان می توانید برای مشاوره و اطلاع از قیمت انواع پلی ال های خام و فرموله شده با همکاران ما در واحد بازرگانی فومیران پلیمر تماس بگیرید.
لیست انواع پلی ال های قابل عرضه: