اهمیت پرکنندهها در صنعت چسب
اهمیت پرکنندهها در صنعت چسب به طور گستردهای در محصولات صنایع پلیمری دیده میشود. از جمله کارکردهای پر کنندهها میتوان به کاهش قیمت، کنترل دانسیته، بهبود فرایندپذیری، ویژگیهای نوری، قابلیت هدایت گرمایی، کنترل انبساط گرمایی، خواص الکتریکی، خواص مغناطیسی، به تاخیر انداختن آتشگیری و بهبود خواص مکانیکی اشاره کرد.
پرکنندهها بیشتر در پلی وینیل کلراید (PVC) مصرف میشوند. علاوه بر آن در پلیمرهای اولفینی، نایلونها و پلی استرها نیز کاربرد دارند.
پرکنندهها ابتدا تنها به عنوان مواد افزودنی برای بهبود خواص مکانیکی به کار گرفته میشدند اما به دلیل برخی خصوصیات شیمیایی مانند سطح ویژه پایین، موجب کاهش استحکام کششی یا خمشی میشدند. پر کنندهها به دلیل افزایش ضریب انتقال حرارت پلیمر، به فرایند قالب گیری سرعت میبخشند و عموماٌ به کاهش انبساط گرمایی پلیمر کمک میکنند. کنترل میزان توزیع اندازه و سطح ذرات یکی از عوامل مهم در کیفیت و اثربخشی این مواد میباشد.
برخی از مواردی که در رشد مصرف پرکنندههای معدنی نقش دارند، عبارتند از :
شناخت کاربردهای جدید ترکیبهای شامل پرکنندههای در ابعاد نانو توسعهی ترکیبهای شامل ذرات ultrafine با ابعاد کمتر از ۳ میکرون، که با روشهای خردسازی ویژه ای تشکیل میشوند.
افزایش استفاده از ترکیبهای فیبری طبیعی (چوبی، کتان) همراه با رشد قابل توجه و قابل انتظار در استفاده از ترکیبهای نانو رس در صنعتهای خودرو.
استفاده از پرکنندهها در فرمولاسیون یک چسب یا درزگیر به معنای پرکردن فضاهای موجود در آن است. این فضای اشغال شده عامل بسیار مهمی در کیفیت محصول نهایی است. پرکنندههایی که برای مصارف گوناگون کاربرد دارند عبارتند از کربنات کلسیم، تری هیدرات آلومینیوم، باریم سولفات، سیلیکا، خاک رس کالوئن، دوده، دی اکسید تیتانیوم، گرافیت، اکسید روی، اکسیدهای آهن، ماسه، خاک اره، الیاف شیشه، میکا، پودر مس و پودر نقره. ذیلا به بررسی برخی از این پرکنندهها خواهیم پرداخت.
اهمیت پرکنندهها
از اهمیت پرکنندهها در صنعت چسب علاوه بر کاهش قیمت چسب، موجب توان دهی رشتههای سریشم میشوند و استحکام چسبها را بهبود میبخشند. میتوان گفت که پرکنندهها در تولید همهی چسبها مصرف میشوند. در تولید چسبهای پلیمری، پرکنندهها موجب کاهش انقباض رشتههای پلیمری در هنگام سخت شدن، میشود و از ایجاد هر گونه تنش در خط سریشم جلوگیری میکند. در واقع این مواد خواص روان شدن را قبل از سخت شدن تغییرمیدهند لذا خواص مکانیکی نهایی را بهبود میبخشند.
کربنات کلسیم معدنی
کربنات کلسیم معدنی جزء پرکنندههای معدنی نسبتاً ارزان قیمت در بازار به شمار میرود و در بسیاری از معادن در سراسر دنیا وجود دارد. ذرات کربنات کلسیم میتواند در اندازههای کمتر از ۱ میکرومتر نیز موجود باشد. کربنات کلسیم به طور کلی یک مادهی نسبتاً نرم و نامحلول معدنی است که به طور گسترده برای کاهش میزان هزینهها و کنترل میزان انقباضات در چسبها و درزگیرها استفاده میشود. از آنجاییکه کربنات کلسیم تا اندازه ای قلیایی است با بسیاری از انواع رزینها سازگار است.
کربنات کلسیم در درجههای متفاوتی عرضه میشود که عموماً به محل استخراج و فرایند پردازش اولیه آنها بستگی دارد. به طور کلی میزان شفافیت(brightness)، توزیع اندازه ذرات و سطح تماس آنها میتواند متفاوت باشد. کربنات کلسیم در طیف بسیار گسترده ای از اندازه ذرات وجود دارد و به شکل مطلوب در تولید چسب و درزگیر مورد استفاده قرار میگیرد. همچنین این ماده به حفظ ویسکوزیته و استحکام فیزیکی محصول کمک میکند.
از آنجاییکه فرایند پردازش اولیه کربنات کلسیم شامل سنگ زنی سنگهای بسیار بزرگ به ذرات کوچکتر میباشد، میزان شفافیت محصول تاحد بسیار زیادی به نوع معدن بستگی دارد. کربنات کلسیم مورد استفاده در صنایع چسب و درز گیر عموماً به شفافیت بالا نیاز دارد.
آلومینیوم تری هیدرات
آلومینیوم تری هیدرات یا (ATH) به عنوان پیشگیرنده از شعله مورد استفاده قرار میگیرد. میتوان گفت ATH یکی از پر کاربرد ترین مواد پیشگیرنده شعله در جهان است و از پالایش سنگ معدن بوکسیت تولید میشود. ATH دارای مقاومت بسیار بالا در برابر UV و همچنین ثبات هیدرولیکی بسیار مطلوب میباشد و یکی از پر کنندههای ایده آل برای تولید برخی از انواع چسب به شمار میرود.
انواع بسیار مطلوب ATH مانند ®Micral دارای خواصی از جمله مقاومت در برابر خم شدگی، مقاومت در برابر رطوبت و اختلاط آسان نیز میباشد.
باریم سولفات
باریم سولفات، یکی از مواد معدنی بسیار سنگین است و در واقع دانسیته ی آن به بهبود خواص پرکنندگی آن کمک میکند. همچنین این ماده از لحاظ شیمیایی بی اثر بوده، پرتو x را جذب میکند ومیزان لرزش آکوستیک را کاهش میدهد.
در فرمولاسیون یک چسب یا یک درزگیر، باریم سولفات یک پر کنندهی بسیار مطلوب است؛ به خصوص برای کاربردهایی که جذب پرتو x یا مقاومت شیمیایی ضرورت دارد.


سیلیکا
محصولات سیلیسیوم دی اکسید با استفاده از روشهای گوناگونی تولید میشوند. سیلیسیوم دی اکسید رسوبی آمورف از واکنش خنثی سازی سدیم سیلیکات و اسید سولفوریک تولید میشود با کنترل شرایط واکنش، میتوان محصولات ساخت یافته (structured) نیز تولید کرد. محصولات ساخت یافته با اندازههای کوچکتر و سطح بیشتر و قابلیت جذب بالاتر برای مصارف خاصی کاربرد دارند. این مواد به طور گسترده به عنوان قوام دهنده و تیکسوتروپ در صنایع چسب و درز گیر استفاده میشود.