از آنجا که کاربرد محصولات پلیمری در زندگی روزمره افزایش پیدا کرده است، تولیدکنندگان باید علاوه بر افزایش سرعت تولید به فکر کیفیت محصولات خود نیز باشند. استفاده از مواد اولیه پایه برای تولید محصول باعث رخ دادن مشکلاتی از قبیل ضعف فیزیکی، کاهش خواص، رنگ نامطلوب، طولانی شدن فرآیند تولید و … میشود. برای برطرف کردن این مشکل از کامپاند پلیمری استفاده میشود. از کامپاندهای پلیمری جهت افزایش ثبات و مقاومت مواد پلاستیکی استفاده میشود.
کامپاند چیست؟
کامپاند پلیمری یکی از انواع مواد پلیمری است. از این مواد در جهت افزایش ثبات و مقاومت مواد پلاستیکی استفاده میشود. در واقع کامپاند از ترکیب پلیمر و نوعی پودر برای تقویت ساختارهای پلیمری تشکیل شده‌اند. کامپاند پلیمری به مخلوط یک یا چند پلیمر و یا افزودنی‌های مختلف برای افزایش خواص فیزیکی، مکانیکی، حرارتی و … جهت شکل دهی مناسب از طریق فرآیندهای تزریق پلاستیک، اکستروژن و… گفته میشود. معمولا کامپاندها به شکل گرانول به تولیدکنندگان عرضه میشود.
روش تولید کامپاند
کامپاند طی فرآیندهای زیادی تولید میشود. مهم‌ترین فرآیند برای تولید کامپاند، مرحله ذوب است. این مرحله در دستگاهی به نام اکسترودر انجام میشود. در آغاز این فرایند، افزودنی‌ها و پلیمر‌های پایه با یکدیگر ترکیب و وارد دستگاه شده و سپس از اکسترودر خارج می‌شوند. ماده‌ی خارج شده از اکسترودر باید سرد شود، بنابراین ماده مذاب خارج شده از اکسترودر، وارد سیستم خنک کننده شده و سرد میشود. سپس ترکیبات سرد شده که عموماً به صورت جامد هستند، در ابعاد و اندازه‌های گوناگون برش داده می‌شوند و در آخر کامپاند مورد نظر به‌دست می‌آید. کامپاندها باید تحت شرایط دمایی خاصی انبار شده و بسته بندی شوند؛ زیرا ممکن است در خواص و کیفیت آن‌ها تغییراتی صورت گیرد که در صورت بروز افت کیفیت باید مجدداً فرآیند تولید را از ابتدا طی کنند که تکرار این سیکل امری هزینه آور و زمان‌بر بوده لذا باید از بروز چنین مشکلاتی جلوگیری شود.
اجزای تشکیل دهنده کامپاند
کامپاندهای پلیمری دارای سه جزء اصلی هستند و هر کدام وظیفه خاصی در جهت افزایش خواص ماده نهایی برعهده دارند.
- پایه پلیمری: افزودنی‌های پلیمری مثل کامپاند و مستربچ باید پایه‌ای پلیمری داشته باشند. به همین جهت به محصولی اضافه می‌شوند که پایه پلیمری مشابه داشته باشد تا راحت‌تر با پلیمر مورد نظر ترکیب شوند.
- عامل سازگاری: وظیفه‌ی عامل سازگاری ایجار سازگاری بین افزودنی‌ها و پایه پلیمری است. یعنی اگر بین پایه پلیمری و افزودنی‌های شیمیایی سازگاری، قطبی و غیرقطبی بودن رعایت نشود، افزودنی‌ها در کامپاند تولید شده ه طور یکنواخت پخش نخواهد شد و در نتیجه کیفیت لازم را نخواهند داشت.
- افزودنی‌های شیمیایی: با اضافه کردن افزودنی‌های شیمیایی به کامپاند، خواصی که مورد نیاز است ایجاد میشود. بعضی از این افزودنی‌ها تنها افزودنی‌های رنگی هستند که وظیفه آن‌ها تغییر رنگ پلیمر مورد نظر است.
انواع کامپاند
مواد پلیمری کاربرد بسیار زیادی در صنایع مختلف دارند ک دو نوع از پر مصرف‌ترین و رایج‌ترین کامپاند ها کامپاند پلی اتیلن و کامپاند پلی پروپیلن است.
کامپاند پلی اتیلن
کامپاند لوله پلی اتیلن از ترکیب کامپاند همراه با درصدی دوده به عنوان مواد اولیه ساخته میشود. در واقع ترکیب تشکیل دهنده کامپاند پلی‌اتیلن از ضایعات با‌کیفیت صنعتی و مواد نو تشکیل شده است که دارای مقاومت بالا در برابر نور خورشید، خواص مناسب و قیمت مقرون به صرفه است. کامپاند لوله پلی اتیلن علاوه بر قیمت و کیفیت مناسب از فرآیند شکل پذیری عالی برخوردار است که قابلیت رقابت در بازارهای داخلی و خارجی لولههای آبرسانی را دارد.
کاربرد کامپاند پلی اتیلن
-
- ساخت و تولید فیلم های پلی اتیلن
- ساخت و تولید لوله های آبیاری قطره ای
- تهیه و تولید لوله های تحت فشار
- تولید ورق های ژئوممبران
- ساخت کارتن پلاست ها
- تولید قطعات تزریقی
- و…
کامپاند پلی پروپیلن
این کامپاندها بیشتر از نوع کامپوزیت بوده و در تولید قطعات خودرو و قطعات لوازم خانگی، لوله و اتصالات استفاده می‌شوند.
کامپاند مهندسی
برای طراحی یک قطعه‌ی جدید متناسب با شرایط کاربری آن قطعه مانند استحکام مکانیکی، مقاومت در برابر اسیدها و حلال‌های شیمیایی، مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر اُزن، طول عمر بالا، Creep و … و البته با توجه به شرینکی قالب و شرایط تزریق پلاستیک، واحدهای کامپاندر براساس نیاز مشتری، شرایط کاربری و نیز طراحی قالب کامپاندهای مهندسی را تولید می‌کنند.
کامپاند تقویت شده با الیاف شیشه
این گروه از کامپاندهای پلیمری دارای خواص مکانیکی و حرارتی مناسب بوده و امکان استفاده از آن‌ها در صنایعی مانند خودرویی، لوازم خانگی، الکتریکی و الکترونیکی بیشتر است.
کاربردهای کامپاند
- استفاده در لولههای آب رسانی و فاضلاب
- به کارگیری در صنعت ساختمان سازی
- صنایع بسته بندی
- استفاده در کف پوش های چوب پلاستیک
- تولید انواع تجهیزات ازمایشگاهی
- تولید اسباب بازی‌ها
- صنایع خودروسازی
- و …
تفاوت کامپاندها با یکدیگر
کامپاندها براساس کاربرد به چند دسته تقسیم بندی می‌شوند:
کامپاند ارزان ساز
این دسته از کامپاندها محصول نهایی را ارزان می‌کنند، مثل کامپاندهای کربنات کلسیم و کامپاندها با پودر تالک که موجب کاهش خواص مواد می‌شوند و در نهایت قیمت تمام شده محصول نهایی را کاهش می‌دهد.
کامپاندخاصیت دهنده
این کامپاندها خواص مکانیکی و فیزیکی را افزایش می‌دهند (دقیقا بر خلاف کامپاندهای ارزان ساز) مانند کامپاندهای مختلط با الیاف شیشه و کامپاندهای سیلیکا دار که موجب استحکام مواد می شوند لازم به ذکر این مواد دارای قیمت پایینی نیستند.
تفاوت کامپاند و مستربچ
کامپاند به نوعی از مواد پلیمری می‌گویند که نقش مهمی در زمینه افزایش کیفیت و کارایی محصولات پلیمری دارد. سازوکار کامپاندها و مستربچ‌ها یکسان است اما تفاوت این دو ماده در میزان درصد اضافه شدن هرکدام در محصولات نهایی است. در اصل کامپاندها ترکیباتی هستند که به طور کامل و بدون هیچ‌گونه ترکیب اضافه‌ای برای تولید محصولات پلاستیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما در مقابل مستربچ‌ها را در برخی موارد نمی‌توان به تنهایی برای تولید یک قطعه تزریق پلاستیکی استفاده کرد لذا نیاز است که آن‌ها را همراه با پایه‌های پلیمری و افزودنی‌های لازم به طور مستقیم برای تولید محصول نهایی استفاده کرد.
دلیل استفاده از کامپاندهای پلیمری
به طور کلی در برخی از تجهیزات به کار رفته در صنایع از قبیل تجهیزات تزریق پلاستیک و یا اکسترودها نمی‌توان مستربچ را به پایه‌های پلیمری اصلی اضافه کرد. در چنین شرایطی کارخانجات ناچار به استفاده از کامپاند می‌شوند تا بدین ترتیب کیفیت محصول نهایی آن‌ها کاهش پیدا نکند. از طرفی از لحاظ اقتصادی و بهداشتی استفاده از کامپاند برای تولید محصول نهایی بسیار به صرفه‌تر از مستربچ است، چرا که در این وضعیت از هزینه حاصل از تمیزکاری و ترکیب مستربچ و پایه پلیمری صرف نظر خواهد شد.
