تفلون پلی آمید نوعی پلیمر نسوز صنعتی محسوب می شود. از این محصول بیشتر به صورت ورق و میلگرد استفاده می شود. در این مقاله به بررسی انواع روش های تولید تفلون پلی آمید و چالش های تولید این محصول می پردازیم. این محصول یکی از پرکاربردترین محصولات صنعتی است. همچنین می توانید کاربرد های تفلون ضد سایش را در مقاله مربوطه بخوانید.
5 روش تولید تفلون پلی آمید
روش پلیمریزاسیون باد شده (Expandable Polymerization)
روش پلیمریزاسیون باد شده یا FEP PTFE Expand ، یکی از روش‌های تولید تفلون پلی آمید ضد سایش است. در این روش، یک محلول تفلون پلی آمید با حلال آلی قابل انعقاد، مثل فلوئورین محلول شده و سپس به طور کامل خشک شده و به صورت گرانول‌هایی به دست می‌آید. در مرحله بعد، گرانول‌های تفلون پلی آمید با یک پودر فشرده‌کننده مانند کربنات کلسیم مخلوط می‌شود و بعد از یک عملیات نیمه‌گرمایی، با تخلیص در محلول پلیمریزاسیون تحت فشار بالا قرار می‌گیرد. در این مرحله، حلال آلی از گرانول‌های تفلون پلی آمید برداشته می‌شود و به جای آن گاز ازت به مخلوط اضافه می‌شود. با اضافه کردن گاز به این مخلوط، فشار بالا تحت نظر دائمی برای تبدیل گرانول‌های تفلون پلی آمید به فیلم نهایی ایجاد می‌شود. در این فرآیند، گاز ازت به عنوان عامل پخش و فشار، عملکرد مهمی برای تولید فیلم تفلون پلی آمید ضد سایش دارد.
روش پلیمریزاسیون تحت فشار (Compression Molding)
روش پلیمریزاسیون تحت فشار یکی از روش‌های تولید تفلون پلی آمید ضد سایش است. در این روش، ماده پیش‌ماده تحت فشار بالا و در دمای بالا قرار می‌گیرد. این فشار و دما باعث شکستن پیوندهای گرمایی و ایجاد مرحله گازی از ماده پیش‌ماده می‌شود. در این شرایط، رآکشن پلیمریزاسیون اتفاق می‌افتد و به تشکیل زنجیره‌های پلیمری از تفلون پلی آمید می‌انجامد.
در این روش، تفلون پلی آمید به دلیل دارا بودن دمای نقطه ذوب بالا، به صورت پودری در می‌آید که سپس با اضافه کردن یک کاتالیزور، به ماده پلیمری تبدیل می‌شود. این روش از نظر هزینه تولیدی ارزان‌تر از روش پلیمریزاسیون باد شده است و به دلیل شرایط بالای فشار و دما، تفلون پلی آمید تولید شده دارای خواص فیزیکی و شیمیایی بهتری است.
روش پلیمریزاسیون تزریقی (Injection Molding)
روش پلیمریزاسیون تزریقی یا Injection Polymerization یکی از روش های تولید تفلون پلی آمید ضد سایش است. در این روش، ماده تفلون به همراه کاتالیزور و تثبیت کننده در حلال مناسبی مثل هپتان، دیکلروئید متیلن (DCM)، تتراهیدروفوران (THF) و یا اسید فلوروبنزوئیک (FBA) حل می‌شود. سپس این مخلوط به یک کوره حرارتی منتقل می‌شود و در دمای بالا و فشار بالا به واکنش در می‌آید.
در این روش، ناخالصی های آب و هوا حین تزریق حلال به داخل راکتور، تحت فشار وارد آن می‌شوند که باعث پایین آمدن کیفیت و افزایش سایش و خوردگی در نهایتی تولید می‌شوند. برای جلوگیری از این مشکل، از مخلوط کردن مواد تحت فشار بالا استفاده می‌شود و پس از اتمام واکنش، ماده حاصله از محلول جدا می‌شود و با استفاده از مواد حلال گرم مانند تتراهیدروفوران به خوبی تصفیه می‌شود. سپس محصول نهایی به شکل پودر قابلیت استفاده در صنایع مختلف از جمله صنایع خودروسازی و هواپیمایی را دارد.
روش پلیمریزاسیون پرس سرد (Cold Press Molding)
روش پلیمریزاسیون پرس سرد یکی از روش‌های تولید تفلون پلی آمید ضد سایش است که با استفاده از یک دستگاه پرس سرد انجام می‌شود. در این روش، پودر تفلون به همراه عامل پلیمریزاسیون (معمولاً اسید فتالیک یا هیدروکینون) در یک قالب قرار می‌گیرد و سپس تحت فشار و دمای کم پرس می‌شود. به این ترتیب، پلیمریزاسیون پودر تفلون رخ می‌دهد و تفلون پلی آمید به دست می‌آید.
مزیت این روش نسبت به روش‌های دیگر، مانند پلیمریزاسیون باد شده، کاهش هزینه‌ها و زمان تولید است. همچنین، تفلون پلی آمید تولید شده از این روش خواص مکانیکی و سایشی مطلوبی دارد. با این حال، محصولات تولید شده با این روش به دلیل فشار کم و دمای پایینی که در طی پرس اعمال می‌شود، به شکل نامناسبی فشرده می‌شوند و به همین دلیل مقاومت نسبتاً کمتری نسبت به محصولات تولید شده با روش‌های دیگر دارند.
روش پلیمریزاسیون چرخه حرارتی (Thermal Cycling Polymerization)
روش پلیمریزاسیون چرخه حرارتی (Thermocycling Polymerization) یکی از روش‌های تولید تفلون پلی آمید ضد سایش است که در آن، تفلون به همراه ماده‌ی پلیمریزه کننده در دماهای بالا قرار گرفته و به صورت چرخه‌ای سرد و گرم شده و بعد از چند بار این چرخه‌ی حرارتی، پلیمریزه می‌شود.
در این روش، مواد شیمیایی شامل تفلون، پلیمریزه کننده، کاتالیزور، ماده‌ی نگهدارنده و … در کوره‌ی حرارتی درج می‌شوند. در ابتدا، ماده پلیمریزه کننده در دمای بالا به صورت مایع شده و سپس تفلون به همراه کاتالیزور به آن اضافه می‌شود. سپس در دمای بالا، مواد شیمیایی شروع به واکنش می‌کنند و پلیمر تفلونی شکل می‌گیرد. سپس با کاهش دما، ماده پلیمریزه شده به حالت جامد در می‌آید و بعد از خنک شدن، پلیمر تفلونی ضد سایش نهایی به دست می‌آید.
این روش، در مقایسه با دیگر روش‌های تولید تفلون پلی آمید ضد سایش مزیت‌هایی دارد. به عنوان مثال، در این روش، میزان تولید پلیمر بیشتر است و با کاهش زمان تولید، هزینه تولید نیز کاهش می‌یابد. علاوه بر این، این روش قابلیت کنترل دمای پلیمریزاسیون را دارد که این امر می‌تواند باعث بهبود خواص مکانیکی و حرارتی پلیمر تفلونی ضد سایش شود.
جدول مقایسه روش های تولید تفلون پلی آمید
| روش تولید | مزایا | معایب |
|---|---|---|
| پلیمریزاسیون باد شده | تولید با کیفیت و سرعت بالا | قیمت بالای تجهیزات و فرآیند، محدودیت در حجم تولید |
| پلیمریزاسیون تحت فشار | تولید با کیفیت بالا و محصولی یکنواخت | هزینه بالای تجهیزات و فرآیند، محدودیت در حجم تولید |
| پلیمریزاسیون تزریقی | سادگی فرآیند و قابلیت اجرا در مقیاس بزرگ | محدودیت در کنترل کیفیت و تولید محصول یکنواخت، احتمال داشتن ناخالصی های پایین کیفیت در محصول |
| پلیمریزاسیون پرس سرد | تولید محصول با چگالی بالا و قابلیت توزیع یکنواخت | هزینه بالای تجهیزات و فرآیند، نیاز به پردازش پس از تولید محصول |
| چرخه حرارتی | استفاده از طیف وسیعی از پلیمرها و تنظیم خواص دقیق | هزینه بالای تجهیزات و فرآیند، نیاز به پردازش پس از تولید محصول |
روش های مختلفی برای تولید تفلون پلی آمید ضد سایش وجود دارند و هر یک از این روش ها مزایا و معایب خود را دارند. انتخاب بهترین روش بستگی به نیازهای تولید و محصولات مورد نظر دارد.
منابع:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/app.24684
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/app.38606
https://4spepublications.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/pc.20414
مطالب بی نظیری دارید.
خیلی دنبال این اطلاعات بودم. ممنون واقعا.
تنوع محصولاتتون خیلی خوبه
بی نظیر هستید.
سایتتون محشره. خداقوت
چقد خوبین شما 👌🏻
واقعا ارزش وقت گذاشتن و خوندن داشت!
خیلی سایت خوبی دارین.
سلام عالی بود.
مطلب تخصصی و درجه 1. ممنون از شما 👌🏻
راهنمایی هاتون هنگام مشاوره تلفنی عالی بود.