ویسکوزیته یا گران روی مقاومت یک سیال (مایع یا گاز) در برابر تغییر شکل یا حرکت بخش های مجاور نسبت به یکدیگر است. این کمیت فیزیکی نشان دهنده مخالفت با جریان یافتن است.

سیالیت در مقابل ویسکوزیته است. و معیاری برای سهولت جریان یافتن یک مایع است. برای مثال عسل گرانروی بیشتری نسبت به آب دارد. از آنجایی که بخشی از سیال که مجبور به حرکت است تا حدودی قسمت‌های مجاور را با خود حمل می‌کند، ویسکوزیته ممکن است به عنوان اصطکاک داخلی بین مولکول‌ها در نظر گرفته شود. چنین اصطکاکی با ایجاد اختلاف سرعت در یک سیال مخالف است. ویسکوزیته عامل اصلی در تعیین نیروهایی است که هنگام استفاده از سیالات در روانکاری و حمل در خطوط لوله باید بر آنها غلبه کرد. جریان مایع را در فرآیندهایی مانند پاشش، قالب گیری تزریقی و پوشش سطحی بسیار مهم است.

تعریف ویسکوزیته

به عبارت دیگر تنش برشی تقسیم بر نرخ کرنش برشی برای یک سیال معین در دمای ثابت، ثابت است. این ثابت ویسکوزیته نامیده می شود. مایعاتی که به این شکل رفتار می کنند، سیالات نیوتنی نامیده می شوند. سر آیزاک نیوتن برای اولین بار این توصیف را بیان کرد. به افتخار او این توصیف ریاضی، ویسکوزیته نامیده شد. خاصیت متقابل ویسکوزیته، سیالیت نامیده می شود که معیاری برای سهولت جریان است.

اندازه گیری 

جمع‌آوری داده‌های این کمیت روی یک ماده به تولیدکنندگان این توانایی را می‌دهد تا پیش‌بینی کنند که ماده در دنیای واقعی چگونه رفتار می‌کند. به عنوان مثال: اگر پلیمر مد نظر ویسکوزیته مذاب مناسبی نداشته باشد، در مراحل قالب گیری و شکل دهی دچار مشکل خواهد شد. یا اگر خمیردندان ویسکوزیته مناسبی نداشته باشد، پمپاژ آن از منبع بسیار دشوار است یا بیش از حد خارج می شود.

همچنین دانستن ویسکوزیته یک ماده بر نحوه طراحی فرآیندهای تولید و حمل و نقل تأثیر می گذارد.

واحد اندازه گیری

واحد ویسکوزیته نیوتن-ثانیه بر متر مربع است که معمولاً به صورت پاسکال-ثانیه در واحدهای SI بیان می شود.

تاثیر دما

ویسکوزیته مایعات با افزایش دما به سرعت کاهش می یابد و ویسکوزیته گازها با افزایش دما افزایش می یابد. بنابراین، با گرم شدن، مایعات راحت تر جریان می یابند، در حالی که گازها کندتر جریان می یابند.

سیالات نیوتنی در مقابل سیالات غیر نیوتنی

اسحاق نیوتن، مردی که این فرمول را کشف کرد، فکر می کرد که در یک دما و تنش برشی معین، ویسکوزیته سیال بدون توجه به تغییرات نرخ برش ثابت می ماند.

نظریه نیوتون در موارد زیادی درست بود اما در همه موارد صدق نمی کرد. به همین دلیل این سیالات، سیالات نیوتونی نامیده می شود. بیشتر سیالات، اینگونه نیستند و به عوامل مختلفی بستگی دارند. به این مواد، سیالات غیر نیوتنی می گویند .

کاربرد 

در زیر نمونه هایی از کاربرد استفاده آورده شده است:

غذا

اندازه گیری گرانروی در صنایع غذایی برای به حداکثر رساندن راندمان تولید و اثربخشی هزینه استفاده می شود. این کمیت روی سرعت حرکت یک محصول از طریق لوله، مدت زمان گیرش یا خشک شدن و زمان لازم برای پخش مایع در بسته بندی تأثیر می گذارد. فرآیند تولید باید با در نظر گرفتن ویسکوزیته محصول طراحی شود، و اطمینان حاصل شود که لوله‌ها برای بهینه‌سازی جریان زاویه‌دار هستند، یا دستگاه‌های توزیع‌کننده نیروی مناسبی را برای القای جریان ارائه می‌دهند، اما نه آنقدر که بسته‌بندی بیش از حد پر شود.

ویسکوزیته نیز از ویژگی های بافت غذا است. به همین دلیل باید در طول تولید اندازه گیری و نظارت شود تا اطمینان حاصل شود که هر دسته سازگار است و فرآیند تولید را به طور صحیح و کاربردی طی می کند.

چسب ها

برای انتخاب ویسکوزیته مناسب برای چسب، نحوه جریان یا عدم جریان چسب روی قسمتی پس از چسباندن چسب را در نظر بگیرید. چسب‌های با ویسکوزیته پایین راحت‌تر از چسب‌های با ویسکوزیته بالا جریان می‌یابند، بنابراین اگر می‌خواهید یک چسب دقیقاً در همان جایی که قرار داده‌اید باقی بماند به جای پخش شدن یک چسب با ویسکوزیته بالا ایده‌آل است.

سایر صنایع

نفت: اندازه گیری گرانروی اثربخشی روغن روان کننده را نشان می دهد و عناصر طراحی خطوط لوله را تعیین می کند.

بتن: گرانروی رفتار خود تراز شدن و پمپاژ یک مخلوط را تعیین می کند.

لوازم آرایشی: هنگام طراحی انواع کرم ها، مرطوب کننده ها و انواع محصولات آرایشی باید گرانروی را در نظر گرفت.

عوامل موثر بر ویسکوزیته

عوامل مختلفی که بر سیالیت و گرانروی یک سیال تأثیر می گذارد. عبارتند از:

• دمای سیال: معمولاً گرانروی مایعات با افزایش دما کاهش می یابد. در مقابل، گرانروی گازها با افزایش دما افزایش می یابد.
• شرایط جریان: برای جریان آرام، گرانروی مایع ثابت می ماند در حالی که برای جریان آشفته تغییر می کند.
• فشار: با افزایش فشار معمولاً ویسکوزیته گازها افزایش می یابد. تراکم ناپذیر بودن مایعات تاثیر زیادی ندارد.
• جریان چند فازی : ویسکوزیته جریان چند فازی تحت تأثیر حجم هر فاز است.
• ذرات معلق: مواد معلق باعث افزایش گرانروی می شوند.

کلام آخر

مجموعه شمش پلاستیک آزادی تولید کننده انواع شمش، بوشن، لوله، میله، ورق، فوم و… می باشد. از جمله محصولات این مجموعه می توان به زلامید، فایبرگلاس و… اشاره کرد. برای خرید ورق پلی اتیلن و خرید ورق پلی آمید کلیک کنید.

آنتی اکسیدان ها برای افزایش عمر مفید محصولات مختلف استفاده می شود. اشیایی که از پلیمرها ساخته می شوند، امکان تخریب اکسیداسیونی دارند. به همین دلیل عمر سرویس دهی آن ها کوتاه می شود. تخریب اکسیداسیونی می تواند منجر به تغییر رنگ، افت استحکام کششی و استحکام ضربه ای و سایر خواص پلیمرها شود.

فرآیند تخریب اکسیداسیونی

اولین مرحله فرآیند تخریب اکسیداسیونی تشکیل رادیکال های آزاد ماکرو مولکول ها می باشد. رادیکال های آزاد فوق به روش های زیر حاصل می شوند:

از شکسته شدن زنجیرهای مولکولی در حین فراروش یا مخلوط شدن، قرار گرفتن در معرض نور، باقی ماندن کاتالیست در محیط یا ناخالصی فلزات واسطه موجود قرار گرفتن در معرض ازن. بطور کلی دو نوع آنتی اکسیدان وجود دارد.

۱- آنتی اکسیدان های نوع اول.

۲- آنتی اکسیدان های نوع دوم.

آنتی اکسیدان های نوع اول با دادن یک هیدروژن (معمولا از OH یا NH ) به رادیکال آزاد عمل می کنند. رادیکال های AO0 حاصل شده معمولا بوسیله رزونانس پایدار می شوند و مانع انتشار در مراحل بعدی می گردند. بعنوان مثال می توان از فنل های غیر آزاد و آمین های آروماتیک نام برد.

آنتی اکسیدان های نوع دوم با تخریب رادیکال های پراکسیدی تولید شده در فرآیند اکسیداسیون پلیمرها را محافظت اکسیداسیونی می کنند. برای مثال دی الکیل تیواسترها به سولفون ها اکسیده می شوند در حالی که فسفیت ها به فسفات اکسیده می گردند. در عمل برای رسیدن به نتیجه بهتر معمول است که از دو یا چند آنتی اکسیدان در یک آمیزه پلاستیکی استفاده شود. در حقیقت استفاده از یک آنتی اکسیدان نوع اول مثل فنل غیر آزادبا یک آنتی اکسیدان نوع دوم مثل فسفیت یا تیواستر، یک هم نیروزایی واقعی نتیجه می شود . محافظت بیشتری نسبت به یک AO0 تنها ایجاد می گردد. واضح است که AO0 نوع دوم می تواند AO نوع اول را مجددا تولید کند.

چرا یک پلیمر اکسید می شود؟

استعداد یک پلیمر برای اکسید شدن عموما به ساختمان آن بستگی دارد. پلیمرهای حاوی مواضع غیراشباع مانند پلی استایرن بهبود یافته با لاستیک خیلی مستعد اکسید شدن هستند. در حالی که پلیمرهای خطی اشباع حاوی کربن های نوع دوم در زنجیر اصلی (مانند پلی اتیلن خطی)، حداقل استعداد اکسید شدن را دارند. پلیمرهای اشباع حاوی کربن های نوع سوم در زنجیراصلی (مثل پلی پروپیلن) بیشتر از پلیمرهای خطی اشباع با کربن های نوع دوم در زنجیر اصلی استعداد اکسیده شدن را دارند. بنابراین پلیمرهای غیراشباع بیشترین مقدار AO0 را احتیاج دارند در حالی که پلیمرهای خطی بدون اشباع بدون کربن نوع سوم به حداقل مقدار AO0 نیاز دارند.

چون پارامترهای زیادی هست که باید مدنظر باشند انواع آنتی اکسیدان های مختلف برای انتخاب وجود دارند. تعدادی از این پارامترها عبارتند از :مؤثر بودن قابل استخراج بودن، قیمت سازگاری با پلیمر، رنگ بری شکل و حالت فیزیکی ، فراریت آلودگی،

اهمیت افزودنی های آنتی اکسیدانی در صنعت پلاستیک

افزودنی های پلیمری آنتی اکسیدان ضروری هستند. زیرا به جلوگیری از فرآیندی به نام اکسیداسیون کمک می کنند. با انجام این کار، آنها می توانند کیفیت محصولات پلاستیکی را تثبیت کرده و فرآیندهای تخریب را کند کنند.

همانطور که قبلاً می دانید اکسیداسیون فرآیندی است که در آن اکسیژن با ماده خاصی تماس پیدا می کند و بر آن ماده تأثیر می گذارد. این ضربه، که معمولاً نوعی تخریب است، به دلیل رادیکال‌های آزاد رخ می‌دهد که به مولکول‌های ماده واکنش نشان می‌دهند و باعث ایجاد یک واکنش زنجیره‌ای شیمیایی می‌شوند. اکسیداسیون رایج‌تر از آن چیزی است که فکر می‌کنید. فقط آخرین باری را به یاد بیاورید که میوه ای را دیدید که به تدریج قهوه ای شده بود، یا گوشتی را در یخچال دیدید که بوی دیگری شروع به بوییدن کرد.

از بسیاری جهات، اکسیداسیون می تواند روی پلیمرها به همان روش عمل کند. اما در حالی که فرآیند اکسیداسیون اساساً یکسان است، تأثیر روی پلیمرها به شدت با تأثیر روی سیب یا هلو متفاوت است. اول از همه، محصولات پلاستیکی در دماهای بالا تولید می شوند. این امر پلیمرهای خام را به خطر می اندازد، زیرا آنها در معرض فرآیندی به نام اکسیداسیون حرارتی هستند. برای موفقیت فرآیند  و برای پایدار ماندن پلیمر ، آنتی اکسیدان ها باید در طول فرآیند تولید اضافه شوند.

اما این همه ماجرا نیست. پس از تولید، پلاستیک ها همچنان می توانند در برابر اکسیداسیون آسیب پذیر باشند. برخی از پلاستیک‌ها نسبت به سایرین آسیب‌پذیرتر هستند، اما اکسیداسیون می‌تواند تأثیر منفی بر کیفیت خارجی و چرخه عمر محصول داشته باشد. یک مستربچ آنتی اکسیدانی می تواند به مهار فرآیندهای اکسیداتیو مضر کمک کند.

محصولات پلاستیکی که معمولا حاوی مواد افزودنی آنتی اکسیدانی هستند عبارتند از:

• انواع لوله و اتصالات مورد استفاده در صنعت ساختمان.
• فیلم های پلی اتیلن (فیلم های PE) از کاربردهای مختلفی از ساخت و ساز گرفته تا بسته بندی مواد غذایی استفاده می شوند.
• محصولات و فیلم های ساخته شده از پلی پروپیلن (PP)

کلام آخر

شرکت شمش پلاستیک آزادی تولیدکننده انواع پلاستیک در اشکال مختلف لوله، میله، بوشن، ورق، فوم و… می باشد. از جمله محصولات می توان به زلامید، پلکسی گلس، فایبرگلس، پلی اتیلن، پلی آمید، پلی استال، پلی پروپیلن، پلی کربنات، پلی سولفون ها و … اشاره کرد. برای مشاوره و خرید ورق پلی اتیلن، ورق پلی آمید و… تماس بگیرید

مقایسه پلی سولفون و پلی اتر سولفون

در این مقاله قصد داریم به تفاوت پلی سولفون و پلی اتر سولفون، این دو پلیمر کابردی در صنعت بپردازیم. با ما همراه باشید.

پلی سولفون ماده ای است شفاف با مقاومت حرارتی بالا. دمای تغییر فرم (HDT) آن در محدوده ۱۳۰ تا ۱۷۵ درجه سانتیگراد می باشد. مقاومت شیمیایی آن عالی است. دارای مقاومت دی الکتریک بالایی می باشد. نوع ترموست و ترموپلاست آن موجود است. این پلیمر برای کاربردهای تجهیزات بیمارستانی، قطعات الکترونیکی، سینی های مایکروویو و… استفاده می شود.

محدودیت های کاربرد

مقاومت فرسایشی پلی سولفون ها ضعیف است. در مواردی که بحث تنش های محیطی و ترک ها مطرح هستند کاربرد ندارد. مقاومت در برابر ضربه کمتری دارد. ویسکوزیته آن وابستگی شدیدی به دما می باشد. مقدار جذب آب تا ۰/۸۵درصد تغییر می کند. و شرایط تزریق ویژه ای دارد. بدلیل انعطاف پذیری کم زنجیره های پلیمیری این ماده مقاومت و فرسایش آن پایین می باشد. بدلیل وجود عوامل قطبی جذب آب در آن بالاست و تنها راه جلوگیری از آن استفاده از پوشش مناسب می باشد.

بررسی تفاوت

تفاوت اصلی بین پلی سولفون و پلی اتر سولفون در این است که پلی سولفون گروهی از پلیمرهای گرمانرم متشکل از واحدهای تکرار شونده با گروه سولفون است، در حالی که پلی اتر سولفون گروهی از پلیمرهای ترموپلاستیک متشکل از زیر واحد الگوی آریل-SO2-آریل است.

سه نوع پلی سولفون عمده وجود دارد که از نظر صنعتی کاربردی و مفید هستند:

• پلی سولفون معمولی (PSU)
• پلی اتر سولفون (PES)
• پلی فنیلن سولفو (PPSU)

ما می توانیم از این مواد برای کاربردها در رنج دماهای بین ۱۰۰- تا ۲۰۰+ درجه سانتیگراد استفاده کنیم. همچنین در تجهیزات الکتریکی، ساخت وسایل نقلیه و فناوری پزشکی کاربردی هستند.

پلی سولفون چیست؟

پلی سولفون خانواده ای از ترموپلاستیک های با کارایی بالا است. این پلیمرها به دلیل چقرمگی و پایداری در دماهای بالا بسیار مهم هستند. پلی سولفون هایی که از نظر فنی استفاده می شوند از یک زیر واحد آریل-SO2-آریل تشکیل شده اند. از آنجایی که هزینه به دست آوردن مواد اولیه و فرآوری پلی سولفون ها بسیار بالاست، از این مواد در کاربردهای خاص استفاده می شود و اغلب به عنوان جایگزین برتر برای پلی کربنات ها استفاده می شود .

در شکل زیر واحد سازنده پلی سولفون را مشاهده می کنید که در سراسر این پلیمر تکرار می شود.

ترکیبات پلی سولفون از واکنش تراکمی پلی دی فن اکسید و با واحد های (۴-کلروفنیل) سولفون تولید می شوند. در این واکنش، گروه عاملی سولفون، گروه های کلرید را به سمت جایگزینی فعال می کند. علاوه بر این، دیفنوکسد در محل از دی فنل و هیدروکسید سدیم تولید می شود.

هنگامی که خواص ترکیبات پلی سولفون را در نظر می گیریم، اینها مواد سخت، استحکام بالا و شفافی هستند که می توانند با استحکام و سفتی بالا مشخص شوند و این خواص بین ۱۰۰- تا ۱۵۰ درجه سانتیگراد حفظ می شوند. علاوه بر این، دمای انتقال شیشه ای بین ۱۹۰ تا ۲۳۰ درجه سانتیگراد است. پایداری ابعادی پلی سولفون ها زیاد است و اندازه آن زمانی که در معرض آب جوش یا هوا یا بخار ۱۵۰ درجه سانتیگراد قرار می گیرد تغییر می کند که معمولاً به زیر ۰٫۱ درصد می رسد.

علاوه بر این، این ماده در برابر اسیدهای معدنی، قلیایی و الکترولیت ها در مقادیر pH بین ۲ تا ۱۳ بسیار مقاوم است و همچنین در برابر عوامل اکسید کننده نیز مقاوم است. بنابراین می توانیم از این ماده در برابر سفید کننده استفاده کنیم. علاوه بر این، پلی سولفون ها در برابر سورفکتانت ها و روغن های هیدروکربنی و حلال های آلی کم قطب مقاوم هستند.

پلی اتر سولفون چیست؟

پلی اتر سولفون (PES) دومین ماده غشایی پرمصرف در بیوراکتور غشایی (MBR) است که در فرآیند تصفیه فاضلاب استفاده می شود. پلی اتر سولفون دارای ساختار شیمیایی است که در آن پیوندهای اتری و پیوندهای سولفون عمدتاً با فنیل مرتبط هستند. مقاومت حرارتی این ماده بین پلی سولفون بیسفنول A و پلی آریل اتر سولفون حد واسط است.

این ماده دارای نقطه ذوب و پایداری حرارتی بالاتری در مقایسه با سایر غشاهای پلیمری تنها ۱% از دست دادن جرم در هوای زیر ۴۰۰ درجه سانتیگراد است. علاوه بر این، این ماده آبدوست تر از پلی وینیلیدین فلوراید (PVDF) است زیرا ساختار مولکولی دارد که می تواند پیوند هیدروژنی با مولکول های آب را تسهیل کند. این به نوبه خود باعث می شود تا حجم بیشتری از نفوذ با استفاده از غشای PES به دست آید.

پلی سولفون را می توان به عنوان یک ماده ترموپلاستیک آمورف، شفاف و کم رنگ کهربایی با کارایی بالا توصیف کرد که مقاوم ترین رزین ترموپلاستیک در برابر دما و موجود تجاری است. به علاوه جذب آب نسبتاً بالاتری دارد و با انتخاب حلال های مناسب می توانیم محلول های پایداری بسازیم.

تفاوت بین پلی سولفون و پلی اتر سولفون چیست؟

پلی سولفون گروه بزرگی از ترکیبات سولفون است، در حالی که پلی اتر سولفون نیز عضوی از این گروه است. تفاوت اصلی بین پلی سولفون و پلی اتر سولفون در این است که پلی سولفون گروهی از پلیمرهای گرمانرم متشکل از واحدهای تکرار شونده با گروه سولفون است، در حالی که پلی اتر سولفون گروهی از پلیمرهای گرمانرم متشکل از زیرواحد الگوی آریل-SO2-آریل است.

پلی سولفون خانواده ای از ترموپلاستیک های با کارایی بالا است، در حالی که پلی اتر سولفون دومین ماده غشایی پرکاربرد در بیوراکتور غشایی (MBR) است. تفاوت اصلی بین پلی سولفون و پلی اتر سولفون در این است که پلی سولفون گروهی از پلیمرهای گرمانرم متشکل از واحدهای تکرار شونده با گروه سولفون است، در حالی که پلی اتر سولفون گروهی از پلیمرهای ترموپلاستیک متشکل از زیر واحد الگوی آریل-SO2-آریل است.

کلام آخر

پلی سولفون و پلی اتر سولفون هر دو از پلیمرهای کاربردی در صنعت هستند که کاربردهای مختلفی دارند. در این مقاله به بررسی تفاوت پلی سولفون و پلی اتر سولفون و مزایا و معایب هریک پرداختیم. مجموعه شمش پلاستیک آزادی تولیدکننده انواع شمش های پلاستیکی می باشد. انواع پلاستیک در اشکال ورق، لوله، میله، بوشن و… تولید می شود. از جمله محصولات تولیدی این مجموعه می توان به پلی آمید، پلی اتیلن، پلی کربنات، پلی استال، پلی اتراترکتون و… اشاره کرد. برای خرید ورق پلی آمید، پلی اتیلن و .. تماس بگیرید.