خصوصیات واکس های پلی اتیلن روان کننده[1]

هنگام استفاده از روان کننده به روش مناسب، فرایند آسان می شود. از این رو کاهش ویسکوزیته و رفتار ژل شدن / اثر آزادسازی روان کننده ها به سرعت و کیفیت تولید کمک می کند.
روان کننده ها به طور گسترده در بسیاری از کاربردهای صنعتی برای افزایش نرخ کلی فرایند مواد، کنترل یا کاهش اصطکاک در لوازم صنعتی از جمله موارد دیگر استفاده می شوند. در میان استفاده از آن در کاربردهای مختلف صنعتی، روان کننده ها در فرآیندهای پلیمری ترموپلاستیک استفاده می شوند و عمدتا برای بهبود خواص رهاسازی سطح و/یا افزایش سرعت کلی فرایند عمل می کنند. روان کننده ها با پلیمرها مخلوط می شوند تا ویسکوزیته ظاهری مذاب پلیمری را اصلاح کنند و گزارش شده است که روان کننده ها هنگامی که در مقادیر کم در یک پلیمر ترکیب می شوند، افزایش قابل توجهی در حرکت زنجیره های پلیمری در طول اکستروژن، تزریق ایجاد می کنند. قالب گیری، قالب گیری فشاری و غیره، بدون تاثیر بر خواص پلیمر. به طور کلی، روان کننده ها به صورت داخلی و/یا خارجی عمل می کنند: در فرآوری پلیمر، عملکرد داخلی آنها با روانکاری به پلیمر در حال فرایند برای افزایش جریان آزاد پلیمر حجیم مذاب با کاهش اصطکاک بین بخش های زنجیره و در خارج با جلوگیری از پلیمرهایی که دارای تمایل به چسبندگی ناشی از چسبیدن به قطعات فلزی تجهیزات فرایند. شکل1 یک نمونه معمولی از نحوه عملکرد روان کننده ها در پلی (وینیل کلرید) (PVC) است، یک پلیمر معمولی که نیاز به استفاده از افزودنی های روان کننده در طول فرایند دارد.

شکل 1. نحوه عملکرد روان کننده ها در PVC

به عبارت دیگر، روان‌کننده‌ها با کاهش ویسکوزیته و رفتار ژل/آزاد شدن به فرایند پلیمر کمک می‌کنند. این روان کننده ها با پلاریته های بالا و زنجیره C کوتاه، توانایی نفوذ به ذرات پلیمر و کاهش اصطکاک را دارند. وکس پلی اتیلن (PE) ترکیبی از پلیمرهای غیر قطبی است که در کاربردهای مختلف صنعتی استفاده می شود و دارای خواص وکسی مانند حاوی هیدروکربن های بین C20 و C50 است. یا بالاتر. وکس های پلی اتیلن مواد مهمی هستند و گزارش شده است که به روش های مختلفی سنتز می شوند: پلیمریزاسیون مستقیم اتیلن در شرایط تعریف شده، جداسازی پلی اتیلن با وزن مولکولی بالا به بخش های با وزن مولکولی پایین تر، و جداسازی شکست های پلی اتیلن با وزن مولکولی پایین از بخش های با وزن مولکولی بالا.
وکس های پلی اتیلن به دلیل داشتن ویژگی های فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد مانند کریستالی و خطی بودن بالا، حلالیت کم در حلال ها، سختی در دماهای بالا و توانایی غلیظ شدن روغن، به طور تجاری در انواع کاربردهای فرایند پلاستیک / پلیمر استفاده می شوند. آنها روانکاری، تنظیم کنترل / نقطه نرم شدن چسب های مذاب داغ را افزایش می دهند و به طور گسترده به عنوان یک افزودنی برای روانکاری در روغن های روان کننده و پوشش ها استفاده می شوند و با ارائه روانکاری و/یا اصلاح فیزیکی در بسیاری از فرمولاسیون ها باعث تغییر ویسکوزیته و عملکرد می شوند. / یا نقطه ذوب و همچنین از آنها برای تأثیرگذاری بر خواص شیمیایی تغییر یافته مانند ویسکوزیته، دما، براقیت و سرعت همجوشی استفاده می شود. گزارش ها نشان می دهد که استفاده از وکس های پلی اتیلن به عنوان روان کننده، روانکاری داخلی و خارجی را به دلیل کاهش اصطکاک فراهم می کند و صنعت لاستیک، سیم کشی و صنعت الکتروتکنیکی، فرایند پی وی سی، عامل پخش کننده برای دسته اصلی رنگ، تولید فرش، تولید جوهر چاپ، رنگ، صنعت لاک و نساجی. انواع پارافین و قیر، تولید کود، تصفیه آبگریز سطوح چوبی و … نشان می دهد که در بسیاری از کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.گزارش شده است که وکس های پلی اتیلن عملکرد خود روان شوندگی دارند و می توانند روانکاری و مقاومت در برابر سایش اولیه را در مواد رفتاری روانکاری شده با آب ارائه دهند.
ذرات وکس کروی را می توان با انجماد اسپری، چکاندن وکس مذاب به حمام اولتراسونیک سرد، امولسیون مذاب و دانه بندی در گرانولاتور با سرعت بالا به دست آورد. همه آنها فرآیند مؤثری هستند که قبلاً از آنها استفاده شده است. در میان آنها امولسیون سازی مذاب روشی است که به خوبی تعریف شده برای تولید وکس های پارافین، PE و PP و به خوبی تقسیم قطرات را در وابستگی به ویسکوزیته فاز پراکنده توضیح می دهد همانطور که در شکل 2مشاهده می شود. ویسکوزیته، زمان، دما و سرعت روتور به عنوان پارامترهای اصلی فهرست شدند.

شکل 2. وابستگی شکست قطرات ویسکوزیته پراکنده

شکل 3. توزیع اندازه ذرات a. PE 1 و b. PE 2

با کاهش دما گزارش شده است که افزایش ویسکوزیته پراکندگی، افزایش مقدار قطرات ریز و اندازه قطرات تشکیل‌شده کاهش می‌یابد زیرا نتیجه توزیع قطره‌ای به طور قابل‌توجهی به یکی از رفتار رئولوژیکی ویسکوزیته فاز پراکنده وابسته است. بنابراین، می توان نتیجه گرفت که PE1 و PE2 با توجه به ایده اصلی در شکل 2 و نتایج توزیع اندازه ذرات همانطور که در شکل 3 مشاهده می شود، در محدوده ویسکوزیته متفاوت تولید شده اند.
نمونه‌های وکس پلی‌اتیلن تجاری خواص مشابهی با نمونه‌های وکس پلی‌اتیلن تجاری مشخصه‌ای دارند که برای کاربردهای مختلف صنعتی استفاده می‌شوند. مانند ساخت سطوح آبگریز آب گریز که برای جلوگیری از جذب رطوبت ضروری است تا بتواند فرآیند تخریب را به ویژه در صنعت فرش افزایش دهد، یا شمع، روان کننده خارجی در اکستروژن های ترموست و ترموپلاستیک و سایر پلیمرها، تهیه مستربچ رنگدانه و همچنین مواد تغییر فاز (PCM) در صنعت ساختمان.

1. YetgİN, S., Characterization of Lubricant Polyethylene Waxes. European Journal of Technic, 2020.