خواص مکانیکی رزین‌های پلی استر غیراشباع: مقایسه رزین‌های بر پایه ارتوفتالیک، ایزوفتالیک و ترفتالیک – بخش دوم

پارامترهای مؤثر بر خواص مکانیکی رزین‌های پلی استر غیراشباع

خواص مکانیکی نهایی رزین‌ها تنها به پایه شیمیایی (ارتوفتالیک، ایزوفتالیک، ترفتالیک) بستگی ندارد، بلکه عوامل دیگری نیز به شدت بر عملکرد آن‌ها تأثیر می‌گذارند:

وزن مولکولی

استحکام کششی پلیمرها با افزایش وزن مولکولی آنها افزایش می یابد. البته این افزایش با رسیدن وزن مولکولی به مقدار خاصی اشباع؛ و پس از آن دیگر افزایشی مشاهده نمی شود.

تأثیر بر خواص : در وزن مولکولی پایین، زنجیره های پلیمری بوسیله پیوندهای ضعیف واندروالس پیوند خورده و گره خوردگی ها بسیار کم است. در نتیجه زنجیره ها می توانند به راحتی حرکت کنند و عاملی برای پایین آمدن استحکام کششی می باشد.

در وزن مولکولی بالا، زنجیره های پلیمری بزرگ تر شده، گره خوردگی ها و استحکام بالاتر می رود.

تراکم پیوند عرضی  (Cross-link Density)

تراکم پیوند عرضی مهم‌ترین عامل در تعیین سختی (مدول) و استحکام می باشد. این تراکم به تعداد پیوندهایی اشاره دارد که زنجیره‌های اصلی پلیمر را به یکدیگر متصل می‌کنند (از طریق واکنش با مونومر واکنش‌پذیر مانند استایرن).

تأثیر بر خواص : افزایش تراکم پیوند عرضی منجر به افزایش مدول الاستیک (سختی بیشتر) و افزایش استحکام کششی و خمشی می‌شود، زیرا حرکت زنجیره‌ها محدودتر می‌گردد. با این حال، افزایش بیش از حد می‌تواند منجر به کاهش ازدیاد طول (شکنندگی بیشتر) شود.

نوع و میزان مونومر واکنش‌پذیر

معمولاً از استایرن به عنوان مونومر واکنش‌پذیر برای ایجاد پیوندهای عرضی و حل کردن رزین استفاده می‌شود.

تأثیر بر خواص:  میزان بالاتر استایرن معمولاً به بهبود تراکم پیوند عرضی و خواص مکانیکی کمک می‌کند، اما می‌تواند بر Shrinkage و انتشار استایرن در حین فرآیند پخت نیز تأثیر بگذارد.

فرآیند پخت  (Curing Process)

دمای پخت، نوع و میزان شتاب‌دهنده و کاتالیزور و زمان پخت بر درجه نهایی واکنش و تراکم پیوند عرضی تأثیر می‌گذارد.

تأثیر بر خواص:  پخت ناقص منجر به خواص مکانیکی ضعیف، استحکام پایین و مقاومت شیمیایی نامناسب می‌شود. پخت بهینه و کامل برای دستیابی به حداکثر پتانسیل رزین‌های فراپل جم حیاتی می باشد.

نوع و میزان پرکننده‌ها و الیاف تقویتی

افزودن پرکننده‌های معدنی (مانند کربنات کلسیم) یا الیاف تقویتی (مانند الیاف شیشه) به کامپوزیت‌های ساخته شده با این رزین‌ها، بیشترین تأثیر را بر خواص مکانیکی دارد.

تأثیر بر خواص:

الیاف شیشه:  به طور چشمگیری استحکام خمشی، استحکام کششی و مدول الاستیک را افزایش می‌دهد. الیاف شیشه بار اعمالی را تحمل کرده و مانع از گسترش ترک می‌شوند و چقرمگی کامپوزیت را بهبود می‌بخشند.

پرکننده‌ها:  معمولاً مدول را افزایش داده (سخت‌تر می‌کنند) و به کنترل Shrinkage کمک می‌کنند، اما ممکن است استحکام کششی را کاهش دهند.