ماده HIPS یا High Impact Polystyrene یکی از پلیمرهای پرکاربرد و نام آشنا در صنعت لوازم خانگی است. هیچ یخچال فریزری را نمی‌توانید پیدا کنید که افزایش ضربه پذیری HIPS در قطعات داخلی آن نقش نداشته باشد. این ماده در سایر لوازم خانگی و حتی اسباب‌بازی‌ها نیز به کار می‌رود.
هرچند HIPS کامپاند پلی استایرن مقاوم به ضربه شده و معمولاً درصدی پلی‌بوتادی‌ان در ساختار خود دارد، اما برای برخی از کاربردها همچنان نیاز به تقویت مقاومت ضربه HIPS وجود دارد. برای رفع این مشکل، راه‌حل‌های تجاری متنوعی وجود دارد که یکی از آنها استفاده از Lotryl 29MA03T است.
ساختار HIPS و نیاز به بهبود خواص مکانیکی
HIPS نوعی پلی استایرن اصلاح‌شده است که با افزودن لاستیک بوتادین به ماتریس پلیمر اصلی، خواص مکانیکی آن از جمله مقاومت در برابر ضربه بهبود یافته است. وجود این فاز لاستیکی منجر به افزایش انعطاف‌پذیری و جذب انرژی ضربه می‌شود. با این حال، در بسیاری از موارد، همانند قطعات داخلی یخچال و فریزر، پانل‌های خودرو و تجهیزات صنعتی، HIPS پایه نمی‌تواند عملکرد مکانیکی مورد نظر را فراهم کند و نیاز به افزایش ضربه پذیری HIPS برای ارتقاء مقاومت نهایی احساس می‌شود.
کاربردهای حساس و نقش مقاومت ضربه‌ای بالا
بسیاری از محصولات پلاستیکی که در معرض ضربه، فشار یا بارهای متناوب قرار دارند، نیازمند مقاومت بالا هستند. HIPS به دلیل سختی ذاتی، زیبایی ظاهری و شفافیت نسبی، در کاربردهایی مانند موارد زیر به کار می‌رود:
- تولید قاب تلویزیون و مانیتور
- قطعات داخلی خودرو مانند داشبورد و پنل‌ها
- ظروف بسته‌بندی گوشت، سبزیجات و شیرینی‌جات
- تجهیزات آزمایشگاهی و پزشکی
- بدنه اسباب‌بازی‌های بزرگ
در تمام این کاربردها، افزایش ضربه پذیری HIPS منجر به افزایش طول عمر، کاهش نرخ خرابی و بهبود عملکرد می‌شود.
افزودنی Lotryl 29MA03T؛ راهکاری برای افزایش مقاومت ضربه
یکی از روش‌های بسیار مؤثر و تجاری برای افزایش ضربه‌پذیری HIPS، استفاده از کوپلیمر اتیلن-متیل‌اکریلات تحت نام تجاری Lotryl 29MA03T است. این افزودنی با داشتن درصد بالای متیل‌اکریلات، عملکرد ویژه‌ای در بهبود خواص مکانیکی پلیمرها از جمله HIPS دارد.
مزایای استفاده از Lotryl در اصلاح ضربه‌پذیری:
- اثرگذاری بالا با درصد کم: تنها با ۲.۵ تا ۵ درصد از این افزودنی، مقاومت ضربه‌ای به‌طور قابل‌توجهی افزایش می‌یابد.
- عدم تغییر در فرآیندپذیری: Lotryl موجب تغییر در ویسکوزیته یا شاخص جریان مذاب (MFI) کامپاند نمی‌شود، بنابراین خطوط تولید بدون نیاز به تنظیم مجدد، ادامه می‌یابند.
- سازگاری با فرآیند ترموفرمینگ: این افزودنی، خواص ترموفرمینگ HIPS را حفظ کرده و حتی به بهبود شکل‌پذیری آن کمک می‌کند.
- دوام بیشتر در برابر ترک‌خوردگی و فشار محیطی: کامپاندهای تقویت‌شده با Lotryl در برابر شکست در دماهای پایین و فشارهای مکانیکی شدید مقاوم‌تر عمل می‌کنند.
فرآیند ترموفرمینگ و تأثیر افزودنی بر آن
HIPS به‌عنوان ترموپلاستیکی با قابلیت شکل‌پذیری بالا، به‌خوبی با فرآیندهای ترموفرمینگ مانند شکل‌دهی با خلا، شکل‌دهی با فشار و شکل‌دهی ورق دوقلو سازگار است. افزودنی Lotryl تأثیر منفی بر هیچ‌یک از این فرآیندها ندارد و حتی امکان تولید قطعات با جزئیات بالا و مقاومت بیشتر را فراهم می‌سازد.
- شکل‌دهی با خلا: برای تولید آستر یخچال و اجزای ساده با عمق زیاد مناسب است.
- شکل‌دهی با فشار: برای قطعات دقیق خودرو و الکترونیک کاربرد دارد.
- شکل‌دهی ورق دوقلو: برای ساخت بطری‌های گاز و کانال‌های تهویه ایده‌آل است.
در تمام این روش‌ها، افزایش ضربه پذیری HIPS از طریق افزودنی‌هایی نظیر Lotryl عملکرد نهایی را به‌شکل محسوسی ارتقاء می‌دهد.
سازگاری با صنایع غذایی و بهداشتی
HIPS دارای تأییدیه FDA برای استفاده در بسته‌بندی مواد غذایی است. این ماده در برابر چربی‌ها مقاوم است و برای بسته‌بندی محصولاتی مانند کره، گوشت و نان گزینه‌ای بسیار مناسب محسوب می‌شود. همچنین، نسخه‌های اصلاح‌شده HIPS در برابر ترک ناشی از فشارهای محیطی نیز مقاوم‌تر هستند.
قابلیت بازیافت و چالش‌های زیست‌محیطی
اگرچه HIPS از ترموپلاستیک‌های قابل بازیافت است، اما زیرساخت بازیافت آن در بسیاری از کشورها محدود است. به‌عنوان مثال، در انگلستان تنها ۳۰ درصد مردم به مراکز بازیافتی که HIPS را قبول می‌کنند، دسترسی دارند. این مسأله بخشی از چالش جهانی بازیافت پلاستیک‌هاست. با این حال، استفاده از HIPS اصلاح‌شده که دوام بیشتری دارد، می‌تواند به کاهش نرخ تولید زباله کمک کند.
خواص فیزیکی و کاربردی HIPS تقویت‌شده
- مقاومت ضربه بالا حتی در ضخامت کم
- قابلیت رنگ‌پذیری و چاپ‌پذیری عالی
- قابلیت استفاده در بسته‌بندی‌های شفاف و رنگی
- سازگاری با افزودنی‌ها و مواد افزودنی خاص
- دوام بالا در شرایط محیطی مختلف
نتیجه‌گیری
افزایش ضربه پذیری HIPS نه‌تنها باعث گسترش دامنه کاربرد این پلیمر در صنایع حساس‌تر می‌شود، بلکه موجب کاهش ضایعات، افزایش کیفیت محصول نهایی و بهینه‌سازی هزینه‌های تولید نیز خواهد شد. استفاده از افزودنی‌هایی نظیر Lotryl 29MA03T راهکاری اثبات‌شده و اقتصادی برای رسیدن به این هدف است. شرکت پلیمر پیشرفته دانا با بهره‌گیری از دانش تخصصی و تجربه صنعتی، آماده ارائه مشاوره و تأمین افزودنی‌های بهبود ضربه‌پذیری HIPS در کاربردهای مختلف است.
برای کسب اطلاعات بیشتر و اخذ مشاوره فنی در خصوص افزودنی بهبود مقاومت ضربه HIPS، می‌توانید با کارشناسان شرکت پلیمر پیشرفته دانا تماس حاصل فرمایید.
