رزین های ترموست با قابلیت شکل دهی پس از پخت

محققین فرانسوی پلاستیک سبکی را کشف کردند که مانند ترموست ها محکم و پایدار بوده (مانند باکلیت) و در عین حال با گرم شدن به آسانی تغییر شکل می دهد. آنان دریافتند که به علت اصلاح پذیری و قابل بازیافت بودن این ماده، در موارد زیادی از جمله هوافضا، الکترونیک و … می توان از آن استفاده کرد.

عموماً اتم ها در پلیمرهای ترموست اتصالات عرضی ثابتی دارند که باعث به وجود آمدن خواص مکانیکی عالی و مقاومت و استحکام در برابر حلال شده است. اما برخلاف ترموپلاستیک ها که می توانند مکرراً ذوب شده و قالب گیری شوند و شکل تازه ای بگیرند، ترموست ها شکل ثابتی داشته و نمی توانند دوباره فرآیند شوند.

محققین موسسه ای در پاریس ماده ترموستی کشف کردند که همانند شیشه با حرارت دادن تغییر شکل پیدا می کند، بدون آنکه خواص اولیه اش را از دست بدهد.

لیبر، سرپرست تیم تحقیقات معتقد است که این مواد رزین های ترموست آلی هستند، اما می توان برای شکل دادن آن ها از تکنیک هایی شبیه به شیشه سازی و آهنگری که سابقاً تنها برای شیشه و فلز کاربرد داشته، استفاده نمود. البته در مقایسه با شیشه و فلز می توان به سبک بودن مواد جدید، سهولت در اجرا و برخورداری از گستره وسیعی از سختی اشاره کرد. همچنین در مقایسه با سایر رزین های ترموست آلی می توان آن ها را دوباره شکل دهی، بازیافت و یا تعمیر نمود. در عین حال که همچنان مقاومت در برابر حلال و خواص مکانیکی خوبی را ارائه می دهند.

این ماده شبیه به یک رزین اپکسی معمولی ساخته می شود. به این صورت که ابتدا رزین، هاردنر، و کاتالیزور را مخلوط می کنند و آن را مابین دوصفحه گرم حرارت می دهند تا به طور کامل پخت شود. سپس این ماده می تواند با گرفتن گرمای کافی مجدداً شکل و قالب دیگری را به خود بگیرد. حتی می توان رزین پخته شده را به صورت پودر درآورد و از آن در فرآیند قالب گیری یا تزریق استفاده نمود.

نحوه عملکرد این رزین بدین صورت است که زمانی که گرم می شود، توانایی آن را دارد که مجدداً جاری شود. این توانایی ناشی از واکنش های تبادلی برگشت پذیر از نوع تبادل استری می باشد. این واکنش ها به بعضی از اتصالات عرضی درون شبکه مولکولی اجازه می دهند که توپولوژی ماده را بدون شکستن پیوندها در شبکه مولکولی، عوض کنند. و بنابراین یکپارچگی ماده به عنوان یک ماده جامد حفظ شده و از وابسپارش آن جلوگیری می شود. در طی خنک سازی این واکنش ها به حدی کند می شوند که به نظر می آید شبکه، یک ماده جامد، مشابه شیشه است.

کریستوفر بومن محقق دانشگاه کلورادو که تحقیقاتی راجع به پلیمرهای مصنوعی داشته، معتقد است که با استفاده از تبادل اتصالات عرضی اتم ها، این محققین یک شبکه پلیمری جدید با ویژگی های منحصر به فرد ایجاد کرده اند که شبیه سایر شبکه های کووالانسی، قابل تغییر می باشد. اما یک مکانیسم واکنشی متفاوت دارد که در آن از یک تبادل غیر رادیکالی استفاده می شود. این واکنش ماده را در حالت پلیمری خود نگه می دارد و در عین حال اجازه فرآوری و بازیابی دوباره آن را به ماده می دهد. بومن انتظار دارد که این مواد در کامپوزیت های قابل ترمیم و قابل بازیافت، به کار خواهد رفت. دیگر کاربردهای این مواد در پوشش ها، ساخت اسباب و وسایل، ملخ هواپیما و به طور کلی هر قطعه پیچیده ای که نیازمند سبکی و مقاومت مکانیکی و شیمیایی می باشند، است.

نتایج این تحقیقات در مجله Science به چاپ رسیده است.

[kaltura-widget uiconfid=”6719022″ entryid=”0_seqwp1re” width=”400″ height=”360″ addpermission=”” editpermission=”” align=”center” /]