ایمن پلیمر شیمی

مواد رهاساز از قالب

انواع مواد رهاساز از قالب

تاریخ انتشار : 27 اسفند 1402
پلی یورتان ها چسبندگی خوبی به دیگر مواد دارند. این ویژگی، در هنگام قالب گیری قطعات فوم نامطلوب است…. از این رو، برای سهولت در خارج کردن محصول از قالب و قالب گیری سریع، لازم است از مواد رهاساز استفاده شود. ماده رهاساز از قالب مانعی بین قالب و سطح محصول قالب گیری شده ایجاد […]

پلی یورتان ها چسبندگی خوبی به دیگر مواد دارند. این ویژگی، در هنگام قالب گیری قطعات فوم نامطلوب است….

از این رو، برای سهولت در خارج کردن محصول از قالب و قالب گیری سریع، لازم است از مواد رهاساز استفاده شود. ماده رهاساز از قالب مانعی بین قالب و سطح محصول قالب گیری شده ایجاد می کند. نقش این ماده به قدری دارای اهمیت می باشد که به جرئت می توان گفت ظاهر و خواص سطح نمونه پس از فرآیند قالب گیری به شدت تحت تاثیر عملکرد آن است. علاوه بر آن، این مواد می توانند مدت زمان چرخه قالب گیری را به طرز چشم گیری کاهش دهند و بازده تولید را بهبود بخشند.

با اعمال ماده رهاساز از قالب پلی یورتانی در سطح قالب، یک فیلم پایدار از نظر حرارتی و شیمیایی در سطح محصولات پلی یورتانی تشکیل می شود که جدایش محصول از داخل قالب را ساده می سازد. به منظور جدایش ساده محصول از قالب، باید یک فیلم یکنواخت با ضخامت مناسب درون قالب وجود داشته باشد. همچنین، این فیلم نباید با مواد اولیه وارد واکنش شود و چسبندگی خوبی به سطح قالب داشته باشد و همزمان با آن انعطاف پذیری خوبی را از خود نشان دهد.

انواع عوامل رهاساز

۱. داخلی

این مواد به فرمولاسیون سیستم های پلی یورتان افزوده می شوند و کمک به کاهش یا حذف مواد رهاساز خارجی می کنند بدون اینکه بر خواص فیزیکی و شیمیایی رزین تاثیرگذارند. به بیان دیگر، این مواد به عنوان افزودنی شیمیایی به فرمولاسیون اضافه می شوند و قابلیت مهاجرت به سطح و جا گرفتن در سطح قالب را دارند.

از مشتقات اسیدهای چرب، استرها، صابون های فلزی، نمک های آلی و سیلیکون ها یا سیلوکسان ها به عنوان ماده رهاساز داخلی استفاده شده است. این عوامل با بستر پلی یورتانی ناسازگار هستند و از این رو با گذشت زمان دچار جدایی فازی می شوند و لازم است که پیش از و در حین مصرف مخلوط شوند.

۲. خارجی

این عوامل به دو دسته عوامل غیر دائمی و شبه دائمی طبقه بندی می شوند که در ادامه به آنها پرداخته می شود.

عوامل رهاساز غیردائمی (واکس)

تاریخچه استفاده از مواد رهاساز از قالب به واکس ها و گریس ها برمی گردد. این مواد حتی امروزه نیز بسیار متداول و شناخته شده هستند و به شکل خمیر یا مایع عرضه می شوند، اعمال آنها ساده و کار کردن با آنها خطرات جدی را در پی ندارد. علاوه بر آن، آنها در حد یک یا دو مرتبه قالب گیری در سطح قالب هستند و پس از آن لازم به اعمال مجدد دارند. به این نوع از مواد رهاساز از قالب اغلب عوامل رهاساز غیردائمی گفته می شود. این مواد شامل پلی وینیل الکل (PVA)، روغن های سیلیکون و … می شوند. رهاسازهای سیلیکونی مقاومت بالایی در دماهای بسیار بالا و پایین و همچنین تنش سطحی پایینی دارند و موجب ایجاد خوردگی در سطح قالب های فلزی نمی شوند از این رو، بیشتر از موارد دیگر متداول هستند.

این پوشش های غیردائمی پس از آنکه به سطح قالب اعمال می شوند به سطح آن پیوند نمی خورند. هنگامی که محصول قالب گیری شده از قالب خارج شود، این پوشش نیز همراه با آن از قالب جدا می شود. در این مرحله از فرآیند، از آنجایی که عامل به اصطلاح فدا شده است پیش از اینکه مرحله بعدی قالب گیری صورت گیرد، باید مجدد به سطح قالب اعمال شود.

عوامل رهاساز غیردائمی به خصوص در فرآیند قالب گیری در صنعت کامپوزیت ها سودمند هستند. این مواد همچنین می توانند نواقص موجود در سطح قالب را پوشش دهند از این رو، ایرادات داخل قالب در ظاهر محصول نهایی قالب گیری شده تاثیر نخواهد داشت.

با این حال، از جمله معایب عوامل رهاساز غیردائمی می توان به باقی ماندن این عوامل در سطح محصول قالب گیری شده اشاره کرد که این رخداد می تواند منجر به مشکل در چسب کاری یا رنگ زدن به نمونه شود.

عوامل رهاساز شبه دائم

برخلاف عوامل غیردائمی، رهاسازهای شبه دائم، به جای سطح محصول با سطح قالب پیوند می خورند. اصلی ترین مزیت این عوامل در تکرار دفعات فرآیند قالب گیری خود را نشان می دهد که دیگر نیازی به اعمال چندین باره رهاساز نمی باشد. در نتیجه، در مقایسه با عوامل رهاساز غیر دائمی، هزینه و مدت زمان هر چرخه از فرآیند قالب گیری را کاهش می دهند. از مزیت دیگر آن می توان به عدم انتقال به سطح محصولی که قالب گیری می شود اشاره کرد. در واقع یک فیلمی سخت یا لاستیکی را (که گریسی نیست) در درون قالب شکل می دهند، در حالی که دیگر خواص یک ماده رهاساز را در خود حفظ می کنند.

این عوامل، عواملی فعال محسوب می شوند و رزین هایی فرموله شده یا حل شده در حلال هایی خنثی می باشند که قابلیت ایجاد اتصالات عرضی (پخت شدن) را دارند. آنها به طور مستقیم به درون قالب اعمال می شوند و پس از تبخیر حلال، یک فیلم یکدست را درون قالب شکل می دهند.

اگر فیلم در داخل قالب پخت شود، به اندکی نیروی بیشتر برای جدایش محصول از داخل قالب نسبت به زمانی که از واکس یا سیلیکون استفاده شده باشد، لازم است. علاوه بر آن، بدین طریق ماندگاری فیلمی که شکل می گیرد افزایش می یابد و این امکان فراهم می شود که فرآیند قالب گیری بارها بدون اینکه نیازی به اعمال ماده رهاساز وجود داشته باشد، تکرار گردد.

همان طور که پیشتر اشاره شد، ماندگاری زیاد رهاسازهای شبه دائم منجر به کاهش انتقال آن از قالب به سطح پلیمر می شود، این امر اغلب به کاهش فرآیندهای ثانویه کمک می کند زیرا که دیگر نیازی به جدایش این فیلم از سطح و آماده سازی سطح، در فرآیندهای از جمله رنگ یا چسب زدن به محصول نیست.

بسته به واکنش پذیری ماده رهاساز، می تواند واکنشی شیمیایی درون قالب رخ دهد. واکنش ذکر شده این اطمینان را می دهد که رهاساز در داخل قالب باقی می ماند و همراه با محصول از قالب خارج نمی شود. فیلمی که داخل قالب شکل می گیرد (نسبت به فیلمی که با اعمال عامل غیردائمی درون قالب تشکیل می شود) خشک تر و سخت تر است که کمتر دچار لغزیدن یا سر خوردن می شود و بنابراین، برای تمام کاربردها مناسب نیست. کار با این مواد به سادگی کار با واکس ها نیست و لازم است که زمان کافی تا پخت شدن فیلم سپری شود.

طبقه بندی دیگری برای انواع مواد رهاساز

یک دسته بندی دیگر برای مواد رهاساز براساس فرمولاسیون ساخت آنها می تواند باشد که به دو دسته پایه حلال و پایه آب طبقه بندی می شوند. سیستم های پایه حلال باید در بشکه هایی با درزبندی مناسب نگهداری شوند و سیستم های پایه آب در دماهای قالب گیری نسبتا بالا (بالاتر از 60 درجه سانتی گراد) استفاده می شوند.

حلال های آلی، مواد فرار از خود متصاعد می کنند؛ بنابراین کاهش یا حذف حلال های آلی از مواد رهاساز بسیار مورد توجه قرار گرفته است. اما استفاده از آب مشکلات خود را به دنبال دارد. آب به دلیل توانایی ایجاد پیوند هیدروژنی، حلالی است که به سختی تبخیر می شود. از طرفی، وزن معادل پایین و اندازه مولکولی کوچک آن موجب می گردد که به شدت با ایزوسیانات وارد واکنش شود. باقی مانده آبی که در داخل قالب پیش از ریختن مواد باقی بماند، منجر به ایجاد نواقص بر سطح محصول می شود. همچنین، آب با تنش سطحی بالایی که دارد، حلالی است که تشکیل فیلم برایش دشوار خواهد بود به بیان دیگر، با اعمال مواد رهاساز بر پایه آب، فیلمی یکدست درون قالب شکل نمی گیرد. علاوه بر آن، برای تهیه امولسیونی از آب و واکس، نیاز به امولسیفایر (پایدارکننده) می باشد.

مزیت اعمال ماده رهاساز از قالب

مزیت استفاده از انواع مواد رهاساز از قالب را می توان در موارد زیر خلاصه کرد:

  • زیباتر شدن سطح محصول
  • شفافیت های متنوع برای محصولات متنوع
  • آسان شدن فرآیند تمیزکاری قالب و کوتاه تر شدن مدت زمان چرخه تولید
  • جدایش ساده تر محصول از قالب

انتخاب عامل رهاساز از قالب مناسب

عوامل رهاساز از قالب نقشی حیاتی را در قالب گیری قطعات فوم پلی یورتان ایفا می کنند، اما هنگام انتخاب آنها باید تعادلی بین عوامل زیر وجود داشته باشد که باید مدنظر قرار گیرند؛ این عوامل شامل:

  • اثرات زیست محیطی (عاری بودن از قلع)
  • قیمت
  • ایمنی (متصاعدسازی حداقل مواد فرار آلی)
  • بازده عملکرد
رهاساز از قالب پلی یورتانی

روش کار

۱. ماده رهاساز به صورت لایه ای نازک درون قالب اعمال می شود
۲. مدت زمان کافی باید سپری تا فیلم کاملا خشک/پخت شود
۳. حال مخلوط مواد به درون قالب ریخته می شود

به طور کلی، یک عامل رهاساز ایده آل باید دارای ویژگی های زیر باشد:

  • غیر سمی و ایمن برای استفاده (بهتر است بر پایه آب باشد)
  • به سرعت و به آسانی در هر قالبی اعمال شود (ویسکوزیته پایینی داشته باشد)
  • یک لایه یکدست و یکنواخت را درون قالب شکل دهد
  • به سرعت خشک شود تا مدت زمان چرخه تولید را طولانی نکند
  • درون پلیمری که قالب گیری می شود انحلال پذیر نباشد و بتواند شرایط فرآورش پلیمر (دما، فشار، برش و دیگر نیرهای سایشی) را تحمل کند و همچنان در سطح قالب باقی بماند
  • از نظر شیمیایی خنثی باشد و دارای انرژی سطحی کمتری باشد نسبت به پلیمری که قالب گیری می شود
  • ضریب اصطکاک پایینی داشته باشد و جدایش محصول از درون قالب های با اشکال پیچیده را ساده تر سازد
  • درون قالب را تا جای ممکن تمیز نگه دارد
  • مقرون به صرفه باشد

در نهایت لازم به ذکر است که یک نوع خاص رهاساز از قالب وجود ندارد که پاسخگوی تمام نیازها باشد و هنگام انتخاب (طراحی) آن باید به عوامل مختلفی توجه شود از جمله:

  • دما
  • نوع ماده
  • شکل هندسی قالب
  • چرخه تولید یا سطح محصول نهایی قالب گیری شده

این محصول برای انواع فوم های پلی یورتانی، در شرکت ایمن پلیمر شیمی موجود می باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان ما در ارتباط باشید.

مقاله تهیه شده در واحد تولید محتوا شرکت ایمن پلیمر شیمی
استفاده از مقالات تنها با ذکر منبع مجاز است.

مجله ایمن پلیمر شیمی

دانستنی‌های پلی یورتان