کاربرد لاستیک در ساخت و تولید قطعات مبدل های حرارتی
لاستیک ها، مواد پلیمری با ساختار متنوع و گسترده ای هستند که در تولید بسیاری از محصولات صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند؛ واژه “لاستیک” در علم مواد و شیمی، به مواد پلاستیکی با زنجیره های بلند پلیمری اطلاق می شود که در برابر حرارت زیاد، سایش، مواد شیمیایی و ضربه های شدید، مقاومت بالایی دارند. انواع لاستیکها معمولاً جزو مواد عایق دسته بندی می شوند.
در علم مواد، لاستیکها را به دو دسته لاستیک های طبیعی و مصنوعی طبقه بندی می کنند. لاستیک طبیعی در واقع همان کائوچو است و نوع مصنوعی آن شامل تولید لاستیک در خانه تحت فرآیندهای سنتزی می باشد.
آنچه مسلم است اینکه این مواد کاربرد بسیار وسیعی در صنایع مختلف دارند؛ به عبارت ساده تر، هر جا که به استفاده از قطعات مقاوم و انعطاف پذیر نیاز باشد، از انواع لاستیک در ابعاد و طرح های مختلف استفاده می شود. یکی از موارد کاربردی لاستیک ها، استفاده از آن برای تولید قطعات پلاستیکی واشرهای مبدل های حرارتی است.
آشنایی با لاستیک های مناسب برای تولید واشر در انواع مبدل های حرارتی
مواد لاستیکی، مخلوطی از افزودنی های پلیمری محسوب می شوند. هر یک از این مواد دارای خواص ویژه هستند و تولید کنندگان این قطعات از مقادیر متفاوتی از لاستیکها در محصولات خود استفاده می کنند. به طور کلی، پلیمرها حدود ۱۵ تا ۷۰ درصد وزنی یک لاستیک را تشکیل می دهند. به طور مثال، یک نمونه از تهیه این نوع قطعات به صورت زیر بیان می شود:
- پلیمر: ۵۰%
- مواد پر کننده: ۴۰%
- مواد نرم کننده: ۵%
- مواد فعال کننده: ۲%
- مواد خشک کننده: ۱%
- شتاب دهنده ها: ۱%
- آنتی اکسیدان ها: ۱%
تمام موارد فوق بر روی خواص لاستیکها تأثیر می گذارند و بنابراین، محصولات تولید شده نهایی نیز دچار تغییراتی خواهند شد. اگر طراحی این مواد به طور ویژه برای تولید یک محصول خاص مانند واشرهای مبدل های حرارتی اجرا شده باشد، قطعاً این طراحی برای تولید سایر محصولات مناسب نخواهد بود؛ به طور مثال، از فرمول تولید لاستیکهای واشر مبدل حرارتی نمی تواند برای تولید واشرهای لوله های پلیمری استفاده کرد.
تفاوت لاستیک های طبیعی و مصنوعی
مهم ترین تفاوت میان لاستیکهای طبیعی و مصنوعی، نوعع مواد اولیه تشکیل دهنده آن ها است. لاستیک های مصنوعی معمولاً از پلیمرهای متنوعی ساخته می شوند و در برابر دمای زیاد، اشعه UV یا مواد شیمیایی، مقاومت خوبی دارند.
انواع این مواد، تحت استانداردهای جهانی صنعت لاستیک سازی و قطعات لاستیکی تولید می شوند. برخی از مهم ترین پلیمرهایی که در این حوزه به کار می روند عبارتند از:
- پلی اتیلن های کلرینه شده (Chlorinated Polyethylene) (CM)
- لاستیک اکریلیک (Acrylic Rubber) (ACM)
- لاستیک پلی سولفید (Polysulphide Rubber) (T)
- لاستیک پلی اورتان (Polyurethane Rubber) (AU)
- پلی نوربورنن (Polynirbornene) (PO)
- لاستیک های فلوروکربن ها (Fluorocarbon Rubber) (FKM)
- پر فلورو الاستومر (Perfluoroelastomer) (FFKM)
و …
بررسی فرآیند انتقال حرارت و کاربرد لاستیک ها
انتقال حرارت در لاستیک از اولین مرحله فرآیند تا پایان و در نهایت، تولید محصول، اهمیت دارد. در ابتدا با مراحل آماده سازی، خشک کردن و آماده کردن مواد خام پلیمری مواجه هستیم؛ مراحل بعدی به مخلوط کردن آن ها و قالب گیری ترکیبات تعلق دارد.
در این مرحله، مواردی را که به ماهیت ترموپلاستیک لاستیکها مربوط می شود می توان به انواع ویسکوزیته، ویژگی های فیزیکی و حساسیت دمایی فهرست نمود. حرارت، مهم ترین عامل فرآیند است.
سرعت انتقال حرارت به خارج از لاستیک چگونه می تواند فرآیند طراحی ماشین آلات، مخلوط کردن، اکسترود کردن یا قالب گیری را تحت تأثیر قرار دهد؟ احتمال زیاد وجود دارد که انتقال حرارت میان قطعات مختلف در اثر اصطکاک و یا انتقال جرم میان لاستیک و فلز انجام شود.
از آنجایی که گرما، مخرب ترین عامل برای از بین بردن لاستیکها است لذا مختصصانی که در حوزه این مواد، به ویژه تولید قطعات واشرهای مبدل های حرارتی فعالیت می کنند به خوبی به استانداردهای صنعتی مسلط هستند.
در تولید قطعات واشر برای مبدل های حرارتی باید به اثرات مواد شیمیایی که در مبدل های حرارتی وجود دارند نیز توجه شود. در انتقال حرارت در مواد و قطعات لاستیکی، توجه به مواردی نظیر انتقال جرم، خواص فیزیکی و مکانیکی، اصطکاک، دما و … توجه داشت.
در ادامه می توانید مقاله “لاستیکها و کاربرد آنها کدامند؟” را نیز مطالعه نمایید.