ترموپلاستیک چیست؟ 11 کاربرد ترموپلاستیک
دانشمندان سالها تلاش کردند مادهای بسازند که هم انعطافپذیری لاستیک را داشته باشد و هم قابلیتهای پلاستیک را ارائه دهد. این تحقیقات گسترده در نهایت به نتیجه رسید و از دهه ۷۰ میلادی نخستین محصولات ترموپلاستیک وارد بازار شدند. سپس در دهه ۹۰ میلادی، نسلهای مختلف الاستومرهای ترموپلاستیک (TPE) توسعه یافتند و بهسرعت جایگاه ویژهای در صنایع مختلف پیدا کردند.
ترموپلاستیک چیست؟
ترموپلاستیک (Thermoplastic) که خیلی از شما آن را با اسم گرمانرم میشناسید، در واقع نوعی پلیمر است که با گرم شدن نرم میشود و با سرد شدن دوباره به حالت سفت برمیگردد، بدون اینکه ساختار شیمیاییاش تغییر کند؛ همین ویژگی باعث شده ترموپلاستیکها بهراحتی قابل شکلدهی، بازیافت و استفادهی مجدد باشند و در صنایع مختلفی مثل پلاستیک، بستهبندی، خودروسازی، لوله و حتی پزشکی کاربرد گستردهای داشته باشند.
بد نیست این مطلب هم بدانید که واژه ترموپلاستیک (Thermoplastic) از ترکیب دو کلمه Thermo به معنی گرما و Plastic به معنی شکل پذیر ساخته شده است؛ نامی که بهخوبی رفتار این نوع پلیمرها را توضیح میدهد، چون با گرم شدن نرم و قابل فرمدهی میشوند و بعد از سرد شدن دوباره سفت و پایدار خواهند شد.
کاربرد ترموپلاستیک
ترموپلاستیک ها انواع مختلفی دارند و به طبع آن کاربردهای زیادی دارند که در ادامه با 6 تا از رایج ترین کاربردهای ترموپلاستیک ها آشنا می شویم.
- صنعت بستهبندی: تولید بطریها، ظروف غذایی، فیلمها و کیسههای پلاستیکی
- خودروسازی: ساخت قطعات سبک، مقاوم و قابل بازیافت برای کاهش وزن خودرو
- ساختمانسازی: تولید لوله، اتصالات، عایقها و روکش کابلها
- لوازم خانگی: بدنه و قطعات داخلی انواع وسایل برقی و پلاستیکی
- پزشکی و بهداشت: ساخت سرنگ، تجهیزات یکبارمصرف و قطعات پزشکی
- الکترونیک و برق: روکش سیم و کابل، قطعات عایق و محافظ
انواع ترموپلاستیک ها
خب همان طور که گفتیم، ترموپلاستیک ها انواع مختلفی دارند که در ادامه با پرکاربرد ترین آن ها آشنا می شویم.
1. پلیاتیلن (Polyethylene – PE)
پلی اتیلن یکی از پرمصرفترین ترموپلاستیکهای دنیاست که به دلیل قیمت مناسب، انعطافپذیری و مقاومت شیمیایی بالا شناخته میشود. از این ماده در تولید کیسههای پلاستیکی، بطریها، لولهها و انواع بستهبندی استفاده میشود.
2. پلیپروپیلن (Polypropylene – PP)
پلی پروپیلن ترموپلاستیکی سبک و مقاوم در برابر حرارت است که در صنایع بستهبندی، لوازم خانگی و قطعات خودرو کاربرد زیادی دارد. این ماده دوام خوبی دارد و برای محصولات مصرفی روزمره گزینهای اقتصادی محسوب میشود.
3. پلیوینیل کلراید
PVC یکی از ترموپلاستیکهای پرکاربرد در صنعت ساختمان است که بهخاطر استحکام بالا و مقاومت در برابر رطوبت شناخته میشود. از این ماده برای تولید لوله، پنجرههای UPVC، کفپوش و روکش کابل استفاده میشود.
4. پلیاستایرن (Polystyrene)
پلی استایرن مادهای سبک و شکننده است که بیشتر در بستهبندیها و ظروف یکبارمصرف کاربرد دارد. این ترموپلاستیک بهصورت معمولی یا فومی (یونولیت) تولید میشود و عایق حرارتی مناسبی است.
5. پلیاتیلن ترفتالات (Polyethylene Terephthalate – PET)
پلی اتیلن ترفتالات ترموپلاستیکی شفاف و مقاوم است که بیشتر در تولید بطریهای نوشیدنی و بستهبندی مواد غذایی استفاده میشود. قابلیت بازیافت بالا و وزن کم، آن را به گزینهای محبوب در صنعت بستهبندی تبدیل کرده است.
6. پلیآمید
پلی آمید یا نایلون ترموپلاستیکی مقاوم و بادوام است که تحمل سایش و حرارت بالایی دارد. این ماده در تولید الیاف، دندان مصنوعی، قطعات صنعتی، چرخدندهها و قطعات خودرو کاربرد گستردهای دارد.
ترموپلاستیک دندان
ترموپلاستیک دندان که با نامهایی مثل دندان مصنوعی ترموپلاستیک یا دندان ژلهای هم شناخته میشود، نوعی پروتز متحرک است که از پلیمرهای خاصی مانند نایلون و پلیآمید ساخته میشود. این مواد بهدلیل ساختار مولکولی ویژه خود، هنگام گرم شدن نرم میشوند و کاملاً با فرم دهان بیمار تطبیق پیدا میکنند و بعد از سرد شدن، استحکام و دوام لازم را به دست میآورند.
7. پلیکربنات (Polycarbonate)
پلی کربنات بهخاطر شفافیت بالا و مقاومت ضربهای فوقالعاده شناخته میشود. از این ترموپلاستیک در تولید شیشههای ایمنی، لنزها، دیسکهای نوری و قطعات الکترونیکی استفاده میشود.
8. آکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS)
ABS ترموپلاستیکی مقاوم، سبک و خوشفرم است که در تولید لوازم خانگی، بدنه تجهیزات الکترونیکی و قطعات خودرو کاربرد دارد. این ماده بهراحتی قالبگیری میشود و ظاهر مناسبی دارد.
9. پلیمتیل متاکریلات (PMMA)
PMMA که بیشتر با نام پلکسی گلاس شناخته میشود، ترموپلاستیکی شفاف و زیباست. این ماده جایگزین مناسبی برای شیشه بوده و در تابلوهای تبلیغاتی، دکوراسیون و نورپردازی استفاده میشود.
10. پلییورتان ترموپلاستیک (TPU)
TPU ترکیبی از انعطافپذیری و استحکام را ارائه میدهد و در برابر سایش و ضربه مقاومت خوبی دارد. از این ترموپلاستیک در تولید کفش، روکش کابل، قطعات صنعتی و محصولات انعطافپذیر استفاده میشود.
11. سایر ترموپلاستیک های پر کاربرد
- پلی استال
- پلی اتر اتر کتون
- پلیاتر سولفون (PES)
- پلیسولفون (PSU)
- پلیاتیلن وینیل استات (EVA)
- پلیوینیلیدن فلوراید (PVDF)
- پلیتترافلوئورواتیلن (PTFE)
- پلی فنیلن اکساید (PPO)
- پلیاتر ایمید (PEI)
- پلیلاکتیک اسید
مزایای ترموپلاستیک ها
همان طور که گفتیم، ترموپلاستیکها به دلیل قابلیت شکلپذیری مجدد با گرما و امکان بازیافت، بسیار اقتصادی و دوستدار محیط زیست هستند. وزن کم، انعطافپذیری مناسب، مقاومت قابل قبول در برابر ضربه و شیمیایی بودن باعث شده این مواد در صنایع بستهبندی، خودروسازی، پزشکی و ساختمان بسیار پرکاربرد شوند. همچنین، فرآیند تولید آسان و تنوع بالای انواع ترموپلاستیکها، آنها را به گزینهای محبوب برای تولید محصولات روزمره و صنعتی تبدیل کرده است.
معایب ترموپلاستیکها
خب تا الان هر چی گفتیم، راجب مزایای ترموپلاستیک ها حرف زدیم، نوبتی هم باشه نوبت بررسی معایب این دسته پلاستیکی است. ترموپلاستیکها در دماهای بالا مقاومت محدودی دارند و ممکن است تغییر شکل دهند یا نرم شوند، بنابراین در کاربردهای حرارتی شدید محدودیت دارند.
تفاوت ترموست و ترموپلاستیک چیست؟
در دنیای پلیمر ما دو دسته اصلی مواد پلاستیکی داریم:
- ترموپلاستیکها
- ترموست ها
خب با ما در شیمی داکس همراه شوید تا به بررسی تفاوت این دو دسته مواد پلاستیکی بپردازیم.
همان طور که گفتیم، ترموپلاستیک ها با گرم شدن نرم میشوند و با سرد شدن دوباره سفت میشوند، بدون اینکه ساختار شیمیایی آنها تغییر کند؛ به همین دلیل قابلیت شکلدهی مجدد و بازیافت دارند و در صنایع پرمصرفی مثل بستهبندی، خودروسازی و ساختمان استفاده میشوند.
در مقابل، ترموست ها پس از یکبار حرارت دیدن و شکلگیری، وارد فرآیند پخت میشوند و ساختار شیمیایی آنها بهصورت دائمی تغییر میکند. به همین خاطر بعد از سفت شدن دیگر با حرارت نرم نمیشوند و امکان بازیافت یا قالبگیری مجدد ندارند، اما در عوض مقاومت حرارتی، شیمیایی و مکانیکی بالاتری نسبت به ترموپلاستیکها دارند و بیشتر در کاربردهای صنعتی و تخصصی استفاده میشوند.
| ویژگی | ترموپلاستیک | ترموست |
|---|---|---|
| رفتار در برابر حرارت | با گرما نرم و با سرما سفت میشود | پس از پخت، دیگر نرم نمیشود |
| قابلیت بازیافت | دارد | ندارد |
| امکان قالبگیری مجدد | بله | خیر |
| مقاومت حرارتی | متوسط | بالا |
| ساختار شیمیایی | خطی یا شاخهای | شبکهای و پیوندی |
| نمونه مواد | PE، PP، PVC، PET | اپوکسی، فنولیک، پلیاستر |
| کاربرد رایج | بستهبندی، لوله، قطعات مصرفی | قطعات صنعتی، عایقها، چسبها |
نتیجه گیری
ما امروز در شیمی داکس یاد گرفتیم که ترموپلاستیکها و ترموستها دو گروه اصلی پلیمرها هستند که هر کدام ویژگیها و کاربردهای خاص خود را دارند. ترموپلاستیکها با قابلیت نرم شدن با گرما و سفت شدن پس از سرد شدن، انعطاف و امکان بازیافت بالایی دارند و در صنایع مختلفی مثل بستهبندی، خودروسازی، ساختمان و پزشکی کاربرد دارند. انواع مختلف ترموپلاستیکها، از پلیاتیلن و پلیپروپیلن گرفته تا TPU و پلیکربنات، نشاندهنده تنوع گسترده این مواد و تطبیق آنها با نیازهای مختلف صنعتی و روزمره است.
همچنین آموختیم که ترموپلاستیکهای خاص مانند ترموپلاستیک الاستومر (TPE) در پزشکی و دندانسازی نقش مهمی دارند و با انعطافپذیری و دوام بالا، تجربه بهتری برای بیمار و استفادهکننده فراهم میکنند. در نهایت، شناخت تفاوت ترموپلاستیک و ترموست، مزایا و معایب هر کدام و کاربردهای متنوع آنها به ما کمک میکند تا انتخاب مناسبی در طراحی محصولات و کاربردهای صنعتی داشته باشیم و از ظرفیت بالای این مواد بیشترین بهره را ببریم.
