گازگیری پلاستیک ها

گازگیری یکی از عوامل اصلی در کیفیت نهایی قطعات پلاستیکی به خصوص پلاستیک های مهندسی می باشد. این نوع مواد در طی فرایند تولید در پتروشیمی، حمل و نقل و انبارداری رطوبت جذب می کنند. به بیان ساده تمامی پلیمرها با توجه به شرایط محیطی دارای درصد متفاوتی رطوبت هستند و اگر رطوبت گرانول گرفته نشود کیفیت قطعه تزریقی کاهش خواهد یافت. با توجه به اینکه اغلب تولید کنندگان قطعات پلاستیکی با فرایند گازگیری آشنا هستند و همچنین از تأثیرات نامطلوب گازگیری ناقص تا حدودی آشنا هستند به تأثیرات رطوبت بر کیفیت قطعات تولیدی به تفصیل نخواهیم پرداخت و در انتها به آن ها اشاره خواهد شد.

در این مقاله به گازگیری گرانول و آنچه در بازار رایج است پرداخته خواهد شد و موضوع را با این نکته مهم آغاز می نماییم که پلاستیک ها در این خصوص به دو گروه ذیل تقسیم می شوند:

1. پلاستیک های سطح مرطوب (Nonhygroscopic Plastics)، و

2. پلاستیک های مغز مرطوب (Hygroscopic Plastics)

پلاستیک های نوع اول (سطح مرطوب) رطوبت را فقط بر روی سطح شان نگهداری می کنند، PP, PS, Polyolefins از این نوع مواد هستند. برای رطوبت گیری این مواد از دمش هوای گرم توسط دستگاهی که به آن گازگیر (Dryer) می گوییم استفاده می شود.

در نوع دوم پلاستیک ها (مغز مرطوب)، علاوه بر سطح، رطوبت در هسته مواد اولیه نیز وجود دارد و عدم توجه به رطوبت داخل گرانول می تواند باعث افت کیفیت قطعه تزریقی شود. برای خارج نمودن این رطوبت چه باید کرد؟

در این نوع از پلاستیک ها با گازگیر نمی توان تمام رطوبت گرانول بخصوص رطوبت مغز ماده اولیه را از آن خارج نمود و بهترین روش برای خشک کردن، استفاده از خشک کننده های رطوبت گیر می باشد (Dehumidifying dryer). در این روش علاوه بر دمش هوای گرم بدلیل اینکه فشار بخار محیط بیرون گرانول، از فشار بخار داخل گرانول پایین تر است، رطوبت از درون گرانول به بیرون هدایت می شود. برای اینکار از رطوبت گیرهایی همچون سیلیکا ژل گرفته می شود و دستگاه های رطوبت گیر به آنچه ما بعنوان گازگیر می شناسیم متفاوت می باشد.

قبل از تولید قطعاتی از موادهایی همچون PA, PC, PET, PMMA, ABS که تمایل فراوانی برای جذب رطوبت در درون خود دارند جهت اطمینان از رسیدن به یک محصول نهایی با کیفیت مناسب، باید رطوبت گیری توسط دستگاه رطوبت گیر انجام شود.

رطوبت گیری نامناسب می تواند باعث کاهش خواص مکانیکی مانند: مقاومت ضربه ای، مقاومت کششی و اثرات نامطلوب در ظاهر قطعه تولیدی گردد.

اهمیت خشک کردن پلاستیک ها:

 یکی از مزایای پلاستیک های مهندسی نسبت به فلزات، مقاومت مناسب آن ها در برابر رطوبت و زنگ زدن و خوردگی می باشد. اثرات منفی رطوبت گیری نامناسب و  مشکلات رایج خشک کردن نامناسب اغلب پلیمرها مانند پلی آمید، پلی کربنات و پلی اولفین ها به شرح ذیل می باشد:

1. سطح ظاهری

تبخیر آب داخل گرانول در اثر ذوب مواد پلاستیک به حباب تبدیل شده و باعث خرابی سطح ظاهری قطعه می شود، این اثرات منفی به صورت ذیل نمایان می گردد:

• رگه های براق در سطوح
• انواع لک
• حبابهای داخلی
• نواقص ظاهری (مانند حفره …)

2. خواص فیزیکی و مکانیکی

رطوبت می تواند باعث افت خواص فیزیکی و مکانیکی هم در پلیمر بشود. حبابهای به وجود آمده از رطو بت می تواند باعث ایجاد حفره در داخل قطعه گردد. رطوبت همچنان می تواند باعث کاهش در وزن مولکولی بخاطر پدیده هیدرولیز شود.

کاهش خواص فیزیکی به صورت های ذیل رخ می دهد:

• کاهش مقاومت ضربه ای
• کاهش مقاومت کششی و کاهش در ازدیاد طول

برای پلاستیک هایی مانند پلی کربنات و پلی استر که مقاومت ضربه ای بسیار مهم می باشد رطوبت گیری و خشک کردن بسیار پر اهمیت است.

محتوی رطوبت در پلاستیک:

مقدار رطوبتی که یک پلیمر جذب می کند وابسته به چندین عامل می باشد. اولین عامل نوع پلیمر بوده به طوریکه هر نوع دارای مشخصات جذب خاص خود می باشد. برخی از پلاستیک ها تمایل بیشتری به جذب رطوبت دارند بنابراین رطوبت بیشتری نسبت به بقیه مواد جذب می کند. نه تنها هر پلاستیک مشخصه جذب رطوبت خاص خود را دارد بلکه هر گریدی از یک نوع پلیمر هم می تواند مشخصات جداگانه ای داشته باشد.

شرایط آب و هوایی یا رطوبت در هوا، همچنین درجه حرارت هوای محیط بر میزان جذب رطوبت مؤثر می باشد.

عوامل مؤثر در خشک کردن:

متغیرهایی که مؤثر در خارج نمودن رطوبت یا خشک کردن می باشند عبارتند از: طبیعت پلیمر، خشکی هوا، درجه حرارت هوا و گرانول ها، مدت زمانی که پلیمر در معرض هوا قرار می گیرد. بهمین دلیل در گازگیرهایی که بروی دستگاه نصب می شوند بایستی محاسبه نمود که تا زمان رسیدن به سیلندر عمل خشک کردن انجام شود و در صورتی که این زمان کافی نباشد در بیرون از قیف گازگیر ابتدا گازگیری انجام و بخشی از زمان باقی مانده در گازگیر روی دستگاه انجام شود.

رطوبت گیری و خشک کردن مناسب:

خشک کردن بر عکس عمل جذب می باشد یعنی خارج نمودن رطوبت از گرانول به حدی که رطوبت به حداقل میزان خود رسیده باشد. خشک کردن مناسب باعث یکنواختی تولید می گردد.

در این مقاله سعی شده به طور مختصر به اهمیت رطوبت گیری اشاره شود و سازمان هایی که نیازمند اطلاعات بیشتر هستند میتوانند با کلید واژه های اشاره شده در فوق، به مراجع معتبر صنعت پلاستیک مراجعه نمایند و یا حداقل واقف باشند که حداکثر کیفیت در مواد پلاستیک مغز مرطوب با گازگیر حاصل نخواهد شد.