გამაგრებული რეზინის ულტრაბგერითი მომზადება
- არმირებული რეზინები ავლენენ უფრო მაღალ გაჭიმვის სიმტკიცეს, გაწელვას, აბრაზიის მიმართ მდგრადობას და უკეთეს დაძველების სტაბილურობას.
- შემავსებლები, როგორიცაა ნახშირბადის შავი (მაგ. CNT-ები, MWNT-ები), გრაფენი ან სილიკა, უნდა იყოს ერთგვაროვნად გადანაწილებული მატრიცაში სასურველი მასალის თვისებების უზრუნველსაყოფად.
- მძლავრი ულტრაბგერა უზრუნველყოფს მაღალარმირებელი თვისებების მქონე მონოდისპერსიული ნანონაწილაკების უპირატესი ხარისხის გადანაწილებას.
ულტრაბგერითი დისპერგირება
ულტრაბგერითი დამუშავება ფართოდ გამოიყენება ნანომასალების, როგორიცაა მონოდისპერსიული ნანონაწილაკები და ნანომილაკები, გასანაწილებლად, რადგან ულტრაბგერა მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს ნაწილაკებისა და მილების სეპარაციასა და ფუნქციონალიზაციას.
ულტრაბგერითი დისპერგირების აღჭურვილობა ქმნის კავიტაციას და მაღალ ძვრის ძალებს ნანონაწილაკებისა და ნანომილების დასამსხვრევად, დეაგლომერაციისთვის, დახვევის მოსახსნელად და გასანაწილებლად. ულტრაბგერითი დამუშავების ინტენსივობა შეიძლება ზუსტად იყოს მორგებული და კონტროლირებადი ისე, რომ ულტრაბგერითი დამუშავების პარამეტრები იდეალურად იყოს შეთანხმებული ნანომასალის კონცენტრაციასთან, აგლომერაციასა და ორიენტაციასთან/გადახვევასთან. ამრიგად, ნანომასალები შეიძლება იყოს ოპტიმალურად დამუშავებული მათი კონკრეტული მასალის მოთხოვნების შესაბამისად. ოპტიმალური დისპერგირების პირობები, ინდივიდუალურად მორგებული ულტრაბგერითი პროცესის პარამეტრების გამო, იძლევა მაღალი ხარისხის საბოლოო რეზინის ნანოკომპოზიტს, ნანოდამატებისა და -შემავსებლების უპირატესი არმირების მახასიათებლებით.
ულტრაბგერის უპირატესი დისპერგირების ხარისხისა და ამით მიღწეული ერთგვაროვანი გადანაწილების გამო, მასალის შესანიშნავი მახასიათებლების მისაღებად საკმარისია შემავსებლის ძალიან დაბალი დატვირთვა.
სამრეწველო ულტრაბგერითი სისტემა
ულტრაბგერითად ნახშირბადის შავით არმირებული რეზინი
ნახშირბადის შავი არის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი შემავსებელი რეზინებში, განსაკუთრებით საბურავებში, რეზინის მასალას აბრაზიის მიმართ მდგრადობისა და გაჭიმვის სიმტკიცის მისაცემად. ნახშირბადის შავის ნაწილაკები ძლიერ მიდრეკილნი არიან აგრეგატების წარმოქმნისკენ, რომლებიც რთულია ერთგვაროვნად გადანაწილება. ნახშირბადის შავი ჩვეულებრივ გამოიყენება საღებავებში, ემალებში, საბეჭდი მელნებში, ნეილონისა და პლასტმასის შეღებვებში, ლატექსის ნარევებში, ცვილის ნარევებში, ფოტოსაფარებში და სხვა.
ულტრაბგერითი დისპერგირება საშუალებას იძლევა მოხდეს ნაწილაკების დეაგლომერაცია და ერთგვაროვანი შერევა ნაწილაკების ძალიან მაღალი მონოდისპერსიულობით.
გაიგეთ მეტი არმირებული კომპოზიტებისთვის ულტრაბგერითი დისპერგირების შესახებ!
ულტრაბგერითად CNT- / MWCNT-ით არმირებული რეზინი
ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორები არის მძლავრი დისპერგირების სისტემები, რომლებიც შეიძლება ზუსტად იყოს კონტროლირებადი და მორგებული პროცესისა და მასალის მოთხოვნებზე. ულტრაბგერითი პროცესის პარამეტრების ზუსტი კონტროლი განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ნანომილების, როგორიცაა MWNT-ები ან SWNT-ები, გასანაწილებლად, რადგან ნანომილები უნდა იყოს დახვევისგან თავისუფალი ცალკეული მილების სახით დაზიანების გარეშე (მაგ. გაწყვეტის გარეშე). დაუზიანებელი ნანომილები გთავაზობთ მაღალ ასპექტურ თანაფარდობას (132 000 000:1-მდე), რაც მათ აძლევს შესანიშნავ სიმტკიცესა და სიხისტეს კომპოზიტში ჩასმისას. მძლავრი, ზუსტად მორგებული ულტრაბგერითი დამუშავება სძლევს ვან დერ ვაალსის ძალებს და ანაწილებს და ახსნის ნანომილების დახვევას, რის შედეგადაც მიიღება მაღალი წარმადობის რეზინის მასალა შესანიშნავი გაჭიმვის სიმტკიცითა და ელასტიური მოდულით.
გარდა ამისა, ულტრაბგერითი ფუნქციონალიზაცია გამოიყენება ნახშირბადის ნანომილების მოდიფიკაციისთვის სასურველი თვისებების მისაღებად, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას მრავალმხრივ დანიშნულებით.
ულტრაბგერითი აპარატები ნანომასალების, ნახშირბადის შავის ან აქტივირებული ნახშირის უწყვეტი დისპერგირებისთვის.
ულტრაბგერითად ნანო-სილიკით არმირებული რეზინი
ულტრაბგერითი დისპერგატორები უზრუნველყოფენ სილიკის (SiO2) ნანონაწილაკების ძალიან ერთგვაროვან გადანაწილებას რეზინის პოლიმერულ ხსნარებში. სილიკის (SiO2) ნანონაწილაკები უნდა იყოს ერთგვაროვნად გადანაწილებული როგორც მონოდისპერსიული ნაწილაკები პოლიმერიზებულ სტიროლ-ბუტადიენსა და სხვა რეზინებში. მონოდისპერსიული ნანო-SiO2 მოქმედებს როგორც გამაგრებელი აგენტები, რომლებიც მნიშვნელოვნად აუმჯობესებენ დარტყმამედეგობას, სიმტკიცეს, გაჭიმვას, ღუნვას და დაბერების საწინააღმდეგო მუშაობას. ნანონაწილაკებისთვის მოქმედებს: რაც უფრო მცირეა ნაწილაკის ზომა, რაც უფრო დიდია ნაწილაკების კუთრი ზედაპირის ფართობი. უფრო მაღალი ზედაპირის ფართობის/მოცულობის (S/V) შეფარდებით, მიიღება უკეთესი სტრუქტურული და გამაგრებელი ეფექტები, რაც ზრდის რეზინის პროდუქტების გაჭიმვის სიმტკიცეს და სიხისტეს.
სილიკის ნანონაწილაკების ულტრაბგერითი დისპერსია საშუალებას იძლევა ზუსტად კონტროლდებოდეს პროცესის პარამეტრები ისე, რომ მიიღება სფერული მორფოლოგია, ზუსტად მორგებული ნაწილაკის ზომა და ძალიან ვიწრო ზომის განაწილება.
ულტრაბგერითად დისპერგირებული სილიკა იძლევა ამ გზით გამაგრებული რეზინის უმაღლეს მასალის მუშაობას.
გადადით აქ, რომ მეტი გაიგოთ SiO2!
გამაგრებელი დანამატების ულტრაბგერითი დისპერსია
დადასტურდა, რომ ულტრაბგერითი დამუშავება ანაწილაკებს ბევრ სხვა ნანონაწილაკოვან მასალას, რათა გააუმჯობესოს რეზინის კომპოზიტების მოდული, გაჭიმვის სიმტკიცე და დაღლილობის თვისებები. ვინაიდან ნაწილაკების ზომა, ფორმა, ზედაპირის ფართობი და ზედაპირული აქტივობა შემავსებლებისა და გამაგრებელი დანამატებისთვის მათი მუშაობისთვის გადამწყვეტია, მძლავრი და საიმედო ულტრაბგერითი დისპერგატორები არის ერთ-ერთი ყველაზე ხშირად გამოყენებული მეთოდი მიკრო- და ნანოზომის ნაწილაკების რეზინის პროდუქტებში ფორმულირებისთვის.
ტიპიური დანამატები და შემავსებლები, რომლებიც ულტრაბგერითი დამუშავებით ერთგვაროვნად განაწილებული ან მონოდისპერსიული ნაწილაკების სახით შეჰყავთ რეზინის მატრიცებში, არის კალციუმის კარბონატი, კაოლინის თიხა, პიროგენური სილიკა, ნალექიანი სილიკა, გრაფიტის ოქსიდი, გრაფენი, მიკა, ტალკი, ბარიტი, ვოლასტონიტი, ნალექიანი სილიკატები, პიროგენური სილიკა და დიატომიტი.
როდესაც ოლეინის მჟავით ფუნქციონალიზებული TiO2 ნანონაწილაკები ულტრაბგერითად დისპერგირდება სტიროლ-ბუტადიენის რეზინში, ოლეინ-SiO2 ძალიან მცირე რაოდენობაც კი იძლევა მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებულ მოდულს, გაჭიმვის სიმტკიცეს და დაღლილობის თვისებებს და ფუნქციონირებს როგორც დამცავი აგენტი ფოტო და თერმული დეგრადაციის წინააღმდეგ.
- ალუმინის ტრიჰიდრატი (Al2O3) ემატება როგორც ცეცხლგამძლე აგენტი, თბოგამტარობის გასაუმჯობესებლად და ტრეკინგისა და ეროზიის მიმართ მდგრადობისთვის.
- თუთიის ოქსიდის (ZnO) შემავსებლები ზრდის ფარდობით დიელექტრიკულ შეღწევადობას, ასევე თბოგამტარობას.
- ტიტანის დიოქსიდი (TiO2) აუმჯობესებს თბო და ელექტროგამტარობას.
- კალციუმის კარბონატი (CaCO3) გამოიყენება როგორც დანამატი მისი მექანიკური, რეოლოგიური და ცეცხლგამძლე თვისებების გამო.
- ბარიუმის ტიტანატი (BaTiO3) ზრდის თბურ სტაბილურობას.
- გრაფენი და გრაფენის ოქსიდი (GO) იძლევა უმაღლეს მექანიკურ, ელექტრულ, თბურ და ოპტიკურ მასალის მახასიათებლებს.
- ნახშირბადის ნანომილაკები (CNTs) მნიშვნელოვნად აუმჯობესებენ მექანიკურ თვისებებს, როგორიცაა გაჭიმვის სიმტკიცე, ელექტრული და თბოგამტარობა.
- მრავალკედოვანი ნახშირბადის ნანომილაკები (MWNTs) აუმჯობესებენ იუნგის მოდულს და დენადობის სიმტკიცეს. მაგალითად, MWNT-ების უმცირესი 1 wt.% ეპოქსიდში იძლევა იუნგის მოდულისა და დენადობის სიმტკიცის შესაბამისად, 100% და 200% ზრდას, სუფთა მატრიცასთან შედარებით.
- ერთკედოვანი ნახშირბადის ნანომილაკები (SWNTs) აუმჯობესებენ მექანიკურ თვისებებს და თბოგამტარობას.
- ნახშირბადის ნანობოჭკოები (CNF) უმატებენ სიმტკიცეს, სიცხემდგრადობას და გამძლეობას.
- მეტალური ნანონაწილაკები, როგორიცაა ნიკელი, რკინა, სპილენძი, თუთია, ალუმინი და ვერცხლი ემატება ელექტრული და თბოგამტარობის გასაუმჯობესებლად.
- ორგანული ნანომასალები, როგორიცაა მონტმორილონიტი აუმჯობესებენ მექანიკურ და ცეცხლგამძლე თვისებებს.
ულტრაბგერითი დისპერსიის სისტემები
Hielscher Ultrasonics სთავაზობს ულტრაბგერითი აღჭურვილობის ფართო პროდუქციის დიაპაზონს – პატარა სალაბორატორიო სისტემებიდან შესაძლებლობის ტესტისთვის, მძიმე სამრეწველო ულტრაბგერითი დისპერგატორების ერთეულებამდე, მაქსიმუმ 16kW ერთეულზე. სიმძლავრე, საიმედოობა, ზუსტი კონტროლირებადობა, ასევე მათი მდგრადობა, Hielscher-ის ულტრაბგერით დისპერსიულ სისტემებს აქცევს მიკრო- და ნანონაწილაკოვანი ფორმულირებების წარმოების ხაზის “სამუშაო ცხენად”. ჩვენი ულტრაბგერითი დისპერგატორები შეუძლიათ დამუშავება წყალზე და გამხსნელზე დაფუძნებული დისპერსიების მაქსიმუმ მაღალ სიბლანტემდე (მაქსიმუმ 10 000cp) მარტივად. სხვადასხვა სონოტროდები (ულტრაბგერითი რქები), ბუსტერები (ინტენსიფიკატორი/დეინტენსიფიკატორი), ნაკადის კამერის გეომეტრიები და სხვა აქსესუარები საშუალებას იძლევა, ულტრაბგერითი დისპერგატორი ოპტიმალურად იქნას ადაპტირებული პროდუქტისა და მისი პროცესის მოთხოვნების შესაბამისად.
Hielscher Ultrasonics-ის სამრეწველო ულტრაბგერითი პროცესორები შეუძლიათ მიიღონ ძალიან მაღალი ამპლიტუდები. 200µm-მდე ამპლიტუდები შეიძლება უწყვეტად გამოიყენებოდეს 24/7 რეჟიმში მუშაობისას. კიდევ უფრო მაღალი ამპლიტუდებისთვის ხელმისაწვდომია ინდივიდუალურად მორგებული ულტრაბგერითი სონოტროდები. Hielscher-ის ულტრაბგერითი აღჭურვილობის გამძლეობა საშუალებას იძლევა 24/7 მუშაობის მძიმე რეჟიმში და რთულ გარემოში. Hielscher-ის ულტრაბგერითი დისპერგატორები მსოფლიოს მასშტაბით არის დამონტაჟებული მასშტაბური კომერციული წარმოებისთვის.
ინდივიდუალურად მორგებული ულტრაბგერითი სისტემა ნანოდისპერსიებისთვის
| პარტიის მოცულობა | მოცულობითი ხარჯი | რეკომენდებული მოწყობილობები |
|---|---|---|
| 10-დან 2000mL-მდე | 20-დან 400mL/min-მდე | UP200Ht, UP400St |
| 0,1-დან 20L-მდე | 0,2-დან 4L/min-მდე | UIP2000hdT |
| 10-დან 100L-მდე | 2-დან 10L/min-მდე | UIP4000 |
| n.a. | 10-დან 100L/min-მდე | UIP16000 |
| n.a. | უფრო დიდი | ჯგუფი UIP16000 |
ლიტერატურა / რეფერენსები
- Bitenieks, Juris; Meria, Remo Merijs; Zicans, Janis; Maksimovs, Roberts; Vasilec, Cornelia; Musteata, Valentina Elena (2012): Styrene–acrylate/carbon nanotube nanocomposites: mechanical, thermal, and electrical properties. Proceedings of the Estonian Academy of Sciences, 2012, 61, 3, 172–177.
- Kaboorani, Alireza; Riedl, Bernard; Blanchet, Pierre (2013): Ultrasonication Technique: A Method for Dispersing Nanoclay in Wood Adhesives. Journal of Nanomaterials 2013.
- Momen, G.; Farzaneh, M. (2011): Survey of Micro/Nano Filler Use to improve Silicone Rubber For Outdoor Insulators. Review of Advanced Materials Science 27, 2011. 1-3.
- Sharma, S.D.; Singh, S. (2013): Synthesis and Characterization of Highly Effective Nano Sulfated Zirconia over Silica: Core-Shell Catalyst by Ultrasonic Irradiation. American Journal of Chemistry 2013, 3(4): 96-104.
ფაქტები, რომელთა ცოდნაც ღირს
სინთეზური რეზინი
სინთეზური რეზინი ნებისმიერი ხელოვნური ელასტომერია. სინთეზური რეზინები ძირითადად არის ნავთობის გვერდითი პროდუქტებისგან სინთეზირებული პოლიმერები და, როგორც სხვა პოლიმერები, მზადდება სხვადასხვა ნავთობზე დაფუძნებული მონომერებისგან. ყველაზე გავრცელებული სინთეზური რეზინია სტიროლ-ბუტადიენის რეზინი (SBR), რომელიც მიღებულია სტიროლისა და 1,3-ბუტადიენის კოპოლიმერიზაციით. სხვა სინთეზური რეზინები მზადდება იზოპრენისგან (2-მეთილ-1,3-ბუტადიენი), ქლოროპრენისგან (2-ქლორო-1,3-ბუტადიენი) და იზობუტილენისგან (მეთილპროპენი) იზოპრენის მცირე პროცენტული რაოდენობით ჯვარედინი ბმებისთვის. ეს და სხვა მონომერები შეიძლება შერეული იქნას სხვადასხვა პროპორციებში კოპოლიმერიზაციისთვის, რათა მივიღოთ პროდუქტები ფიზიკური, მექანიკური და ქიმიური თვისებების სპექტრით. მონომერები შეიძლება წარმოიქმნას სუფთა სახით და მინარევების ან დამატებების დამატება შეიძლება კონტროლდებოდეს დიზაინით ოპტიმალური თვისებების მისაღებად. სუფთა მონომერების პოლიმერიზაცია შეიძლება უკეთესად კონტროლდებოდეს ცის და ტრანს ორმაგი ბმების სასურველი პროპორციის მისაღებად.
სინთეზური რეზინი, ისევე როგორც ბუნებრივი რეზინი, ფართოდ გამოიყენება საავტომობილო მრეწველობაში საბურავების, კარისა და ფანჯრის პროფილების, შლანგების, ღვედების, რეზინის ხალიჩებისა და იატაკის საფარების დასამზადებლად.
ბუნებრივი რეზინი
ბუნებრივი რეზინი ასევე ცნობილია როგორც ინდური რეზინი ან კაუჩუკი. ბუნებრივი რეზინი მიეკუთვნება ელასტომერებს და ძირითადად შედგება ორგანული ნაერთის, პოლი-ცის-იზოპრენის, პოლიმერებისა და წყლისგან. ის შეიცავს მინარევების კვალს, როგორიცაა ცილა, ჭუჭყი და ა.შ. ბუნებრივი რეზინი, რომელიც ლატექსის სახით მიიღება კაუჩუკის ხისგან Hevea Brasiliensis, აჩვენებს შესანიშნავ მექანიკურ თვისებებს. თუმცა, სინთეზურ რეზინებთან შედარებით, ბუნებრივ რეზინს აქვს დაბალი მასალის ეფექტურობა, განსაკუთრებით მისი თერმული სტაბილურობისა და ნავთობპროდუქტებთან თავსებადობის თვალსაზრისით. ბუნებრივ რეზინს აქვს გამოყენების ფართო სპექტრი, როგორც ცალკე, ისე სხვა მასალებთან კომბინაციაში. ძირითადად, ის გამოიყენება მისი დიდი გაჭიმვის კოეფიციენტის, მაღალი დრეკადობისა და უკიდურესად მაღალი წყალგამძლეობის გამო. რეზინის დნობის ტემპერატურა არის დაახლოებით 180°C (356°F).
ქვემოთ მოცემული ცხრილი გთავაზობთ მიმოხილვას რეზინის სხვადასხვა ტიპებზე:
| ISO | ტექნიკური სახელი | ზოგადი სახელი |
|---|---|---|
| ACM | პოლიაკრილატის რეზინი | |
| AEM | ეთილენ-აკრილატის რეზინი | |
| AU | პოლიესტერის პოლიურეთანი | |
| BIIR | ბრომ იზობუტილენ იზოპრენი | ბრომობუტილი |
| BR | პოლიბუტადიენი | Buna CB |
| CIIR | ქლორო იზობუტილენ იზოპრენი | ქლორობუტილი, ბუტილი |
| CR | პოლიქლოროპრენი | ქლოროპრენი, ნეოპრენი |
| CSM | ქლორსულფონირებული პოლიეთილენი | Hypalon |
| ECO | ეპიქლოროჰიდრინი | ECO, ეპიქლოროჰიდრინი, ეპიქლორი, ეპიქლორიდრინი, Herclor, Hydrin |
| EP | ეთილენ პროპილენი | |
| EPDM | ეთილენ პროპილენ დიენ მონომერი | EPDM, Nordel |
| EU | პოლიეთერის პოლიურეთანი | |
| FFKM | პერფტორნახშირბადოვანი რეზინი | Kalrez, Chemraz |
| FKM | ფტორირებული ნახშირწყალბადი | Viton, Fluorel |
| FMQ | ფტორსილიკონი | FMQ, სილიკონის რეზინი |
| FPM | ფტორნახშირბადოვანი რეზინი | |
| HNBR | ჰიდროგენირებული ნიტრილი ბუტადიენი | HNBR |
| IR | პოლიიზოპრენი | (სინთეზური) ბუნებრივი რეზინი |
| IIR | იზობუტილენ იზოპრენ ბუტილი | ბუტილი |
| NBR | აკრილონიტრილი ბუტადიენი | NBR, ნიტრილი, Perbunan, Buna-N |
| PU | პოლიურეთანი | PU, პოლიურეთანი |
| SBR | სტიროლ ბუტადიენი | SBR, Buna-S, GRS, Buna VSL, Buna SE |
| SEBS | სტიროლ ეთილენ ბუტილენ სტიროლ კოპოლიმერი | SEBS რეზინი |
| SI | პოლისილოქსანი | სილიკონის რეზინი |
| VMQ | ვინილმეთილსილოქსანი | სილიკონის რეზინი |
| XNBR | აკრილონიტრილ-ბუტადიენ-კარბოქსი მონომერი | XNBR, კარბოქსილირებული ნიტრილი |
| XSBR | სტიროლ-ბუტადიენ-კარბოქსი მონომერი | |
| YBPO | თერმოპლასტიკური პოლიეთერ-ესტერი | |
| YSBR | სტიროლ-ბუტადიენის ბლოკ-კოპოლიმერი | |
| YXSBR | სტიროლ-ბუტადიენ-კარბოქსის ბლოკ-კოპოლიმერი |
SBR
სტიროლ-ბუტადიენი ანუ სტიროლ-ბუტადიენის რეზინი (SBR) აღნიშნავს სინთეზურ რეზინებს, რომლებიც მიიღება სტიროლისა და ბუტადიენისგან. გამაგრებული სტიროლ-ბუტადიენი ხასიათდება მაღალი ცვეთამედეგობითა და დაძველებისადმი კარგი მდგრადობით. სტიროლისა და ბუტადიენის შეფარდება განსაზღვრავს პოლიმერის თვისებებს: სტიროლის მაღალი შემცველობისას რეზინი უფრო ხისტი და ნაკლებად ელასტიური ხდება.
გაუმაგრებელი SBR-ის შეზღუდვები განპირობებულია გამაგრების გარეშე მისი დაბალი სიმტკიცით, დაბალი დრეკადობით, გახევისადმი დაბალი მედეგობით (განსაკუთრებით მაღალ ტემპერატურაზე) და ცუდი წებოვნებით. ამიტომ SBR-ის თვისებების გასაუმჯობესებლად საჭიროა გამამაგრებელი დანამატები და შემავსებლები. მაგალითად, ტექნიკური ნახშირბადის შემავსებლები გამოიყენება სიმტკიცისა და ცვეთამედეგობის მნიშვნელოვნად გასაზრდელად.
სტიროლი
სტიროლი (C8H8) ცნობილია სხვადასხვა სახელით, როგორიცაა ეთენილბენზოლი, ვინილბენზოლი, ფენილეთენი, ფენილეთილენი, ცინამენი, სტიროლი, diarex HF 77, სტიროლენი და სტიროპოლი. ეს არის ორგანული ნაერთი ქიმიური ფორმულით C6H5CH=CH2. სტიროლი არის პრეკურსორი პოლისტიროლისა და რამდენიმე კოპოლიმერისთვის.
ეს არის ბენზოლის წარმოებული და ჩანს როგორც უფერო ზეთისებრი სითხე, რომელიც მარტივად აორთქლდება. სტიროლს აქვს ტკბილი სუნი, რომელიც მაღალ კონცენტრაციებში ნაკლებად სასიამოვნო სუნად იცვლება.
ვინილის ჯგუფის არსებობისას სტიროლი წარმოქმნის პოლიმერს. სტიროლზე დაფუძნებული პოლიმერები კომერციულად მზადდება ისეთი პროდუქტების მისაღებად, როგორიცაა პოლისტიროლი, ABS, სტიროლ-ბუტადიენის (SBR) რეზინი, სტიროლ-ბუტადიენის ლატექსი, SIS (სტიროლ-იზოპრენ-სტიროლი), S-EB-S (სტიროლ-ეთილენ/ბუტილენ-სტიროლი), სტიროლ-დივინილბენზოლი (S-DVB), სტიროლ-აკრილონიტრილის ფისი (SAN) და უჯერი პოლიესტერები, რომლებიც გამოიყენება ფისებსა და თერმორეაქტიულ ნაერთებში. ეს მასალები მნიშვნელოვანი კომპონენტებია რეზინის, პლასტმასის, იზოლაციის, მინაბოჭკოს, მილების, ავტომობილისა და ნავის ნაწილების, საკვების კონტეინერებისა და ხალიჩის საფუძვლის წარმოებისთვის.
რეზინის გამოყენება
რეზინს აქვს მრავალი თვისება, როგორიცაა სიმტკიცე, ხანგრძლივი ექსპლუატაციის ვადა, წყალგამძლეობა და თბომედეგობა. ეს თვისებები რეზინს მრავალმხრივ მასალად აქცევს, რის გამოც იგი მრეწველობის მრავალ დარგში გამოიყენება. რეზინის გამოყენების მთავარი სფეროა საავტომობილო მრეწველობა, ძირითადად საბურავების წარმოება. სხვა თვისებები, როგორიცაა მოცურებისადმი მდგრადობა, სირბილე, გამძლეობა და დრეკადობა, რეზინს ფართოდ გამოყენებად კომპოზიტად აქცევს ფეხსაცმლის, იატაკის საფარების, სამედიცინო და ჯანდაცვის ნივთების, საყოფაცხოვრებო პროდუქტების, სათამაშოების, სპორტული ნივთებისა და მრავალი სხვა რეზინის პროდუქტის წარმოებისთვის.
ნანოდანამატები და შემავსებლები
ნანოზომის შემავსებლები და დანამატები რეზინებში მოქმედებს როგორც გამამაგრებელი და დამცავი საშუალებები გაჭიმვისას სიმტკიცის, ცვეთამედეგობის, გახევისადმი მედეგობისა და ჰისტერეზის გასაუმჯობესებლად და რეზინის ფოტო- და თერმული დეგრადაციისგან დასაცავად.
სილიკა
სილიკა (SiO2, სილიციუმის დიოქსიდი) გამოიყენება მრავალი ფორმით, როგორიცაა ამორფული სილიკა, მაგალითად, პიროგენური სილიკა, სილიკის მტვერი და დალექილი სილიკა, მასალის დინამიკური მექანიკური თვისებების, თერმული დაძველებისადმი მდგრადობისა და მორფოლოგიის გასაუმჯობესებლად. სილიკით შევსებული ნაერთების სიბლანტე და განივი ბმების სიმკვრივე იზრდება შემავსებლის შემცველობის ზრდასთან ერთად. სილიკის შემავსებლის რაოდენობის ზრდასთან ერთად თანდათან უმჯობესდება სიხისტე, მოდული, გაჭიმვისას სიმტკიცე და ცვეთის მახასიათებლები.
ტექნიკური ნახშირბადი
ტექნიკური ნახშირბადი არის პარაკრისტალური ნახშირბადის ფორმა, რომლის ზედაპირზეც მიმაგრებულია ქემოსორბირებული ჟანგბადის კომპლექსები (მაგალითად, კარბოქსილური, ქინონური, ლაქტონური, ფენოლური ჯგუფები და სხვა). ზედაპირზე არსებული ჟანგბადის ეს ჯგუფები ჩვეულებრივ ერთიანდება ტერმინით „აქროლადი კომპლექსები“. ამ აქროლადი კომპონენტების შემცველობის გამო ტექნიკური ნახშირბადი არაგამტარი მასალაა. ნახშირბად-ჟანგბადის კომპლექსებით ფუნქციონალიზებული ტექნიკური ნახშირბადის ნაწილაკები უფრო ადვილად დისპერგირდება.
ტექნიკური ნახშირბადის ზედაპირის ფართობის მოცულობასთან მაღალი შეფარდება მას გავრცელებულ გამამაგრებელ შემავსებლად აქცევს. თითქმის ყველა რეზინის პროდუქტში, რომლისთვისაც გაჭიმვისას სიმტკიცე და ცვეთამედეგობა მნიშვნელოვანია, გამოიყენება ტექნიკური ნახშირბადი. დალექილი ან პიროგენური სილიკა გამოიყენება ტექნიკური ნახშირბადის შემცვლელად, როდესაც საჭიროა რეზინის გამაგრება, მაგრამ შავი ფერი არასასურველია. თუმცა სილიკაზე დაფუძნებული შემავსებლების საბაზრო წილი საავტომობილო საბურავებშიც იზრდება, რადგან სილიკის შემავსებლების გამოყენება გორვისას უფრო მცირე დანაკარგებს იწვევს ტექნიკური ნახშირბადით შევსებულ საბურავებთან შედარებით.
ქვემოთ მოცემული ცხრილი მიმოიხილავს საბურავებში გამოყენებული ტექნიკური ნახშირბადის ტიპებს
| სახელი | მოკლე სახელწოდება | ASTM | ნაწილაკის ზომა nm | გაჭიმვის სიმტკიცე MPa | ფარდობითი ლაბორატორიული აბრაზია | ფარდობითი გზის აბრაზია |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Super Abrasion Furnace | SAF | N110 | 20–25 | 25,2 | 1,35 | 1,25 |
| შუალედური SAF | ISAF | N220 | 24–33 | 23,1 | 1,25 | 1,15 |
| ღუმელში მიღებული, მაღალი ცვეთამედეგობის ტექნიკური ნახშირბადი | HAF | N330 | 28–36 | 22,4 | 1,00 | 1,00 |
| არხული მეთოდით მიღებული, ადვილად დასამუშავებელი ტექნიკური ნახშირბადი | EPC | N300 | 30–35 | 21,7 | 0,80 | 0,90 |
| Fast Extruding Furnace | FEF | N550 | 39–55 | 18,2 | 0,64 | 0,72 |
| ღუმელში მიღებული, მაღალი მოდულის მქონე ტექნიკური ნახშირბადი | HMF | N660 | 49–73 | 16,1 | 0,56 | 0,66 |
| ღუმელში მიღებული, ნახევრად გამამაგრებელი ტექნიკური ნახშირბადი | SRF | N770 | 70–96 | 14,7 | 0,48 | 0,60 |
| წვრილდისპერსიული თერმული ტექნიკური ნახშირბადი | FT | N880 | 180–200 | 12,6 | 0,22 | – |
| საშუალოდისპერსიული თერმული ტექნიკური ნახშირბადი | MT | N990 | 250–350 | 9,8 | 0,18 | – |
გრაფენის ოქსიდი
SBR-ში დისპერგირებული გრაფენის ოქსიდი უზრუნველყოფს გაჭიმვისას მაღალ სიმტკიცესა და გახევისადმი მაღალ მედეგობას, აგრეთვე შესანიშნავ ცვეთამედეგობასა და გორვის დაბალ წინაღობას, რაც საბურავების წარმოებისთვის მასალის მნიშვნელოვანი თვისებებია. გრაფენის ოქსიდითა და სილიკით გამაგრებული SBR კონკურენტუნარიანი ალტერნატივაა ეკოლოგიურად სუფთა საბურავებისა და მაღალი საექსპლუატაციო მახასიათებლების მქონე რეზინის კომპოზიტების წარმოებისთვის. გრაფენისა და გრაფენის ოქსიდის ექსფოლიაცია ულტრაბგერითი დამუშავებით შეიძლება წარმატებით, საიმედოდ და მარტივად განხორციელდეს. გაიგეთ მეტი გრაფენის ულტრაბგერითი წარმოების შესახებ აქ!