استحکام کششی
هر چقدر استحکام کششی در یک ماده بیشتر باشد، به همان نسبت ازدیاد طول آن ماده کمتر است. پارامترهای زیادی می توانند بر استحکام کششی یک پلیمر تاثیرگذار باشد که مهمترین آن ها عبارتند از:
- وزن مولکولی: استحکام کششی پلیمر ها با افزایش وزن مولکولی آن ها افزایش می یابد. البته این افزایش با رسیدن وزن مولکولی به مقدار خاصی اشباع شده و پس از آن دیگر افزایش مشاهده نمی شود.
– در وزن مولکولی پایین، زنجیره های پلیمری توسط میروهای ضعیف واندروالس پیوند خورده اند و گره خوردگی ها نیز بسیار کم می باشد. در نتیجه زنجیره ها می توانند به راحتی حرکت کنند و می تواند عاملی برای پایین آوردن استحکام کششی باشد.
– در وزن مولکولی بالا نیز، زنجیره های پلیمری بزرگ تر شده و گره خوردگی ها و درنتیجه استحکام بالاتر می رود.
- پیوند عرضی: پیوند های عرضی سبب محدود شدن حرکت زنجیره می شود و استحکام را افزایش می دهد.
- کریستالی یا بلوری بودن: فاز کریستالی پلیمر استحکام را افزایش می دهد. زیرا پیوندهای درون مولکولی قوی تر و بیشتر هستند و بنابراین تغییر شکل پلیمر سخت تر خواهد بود.
- دما: وقتی دمای پلیمر را به قدری افزایش دهیم که به بالای مقدار Tg (دمای انتقال شیشه ای) برسد، مقدار الانگیشن یا کرنش در نقطه شکست پلیمر افزایش می یابد، یعنی نمونه در کرنش یا جابجایی بیشتری دچار شکست می شود. البته اگر این افزایش دما از Tg خیلی زیاد باشد به علت نرم شدگی بیش از حد پلیمر، دوباره کرنش در شکست کاهش خواهد یافت. مقدار ازدیاد طول در نقطه تسلیم اما می تواند روند یکسانی نداشته باشد، به طور کلی برای پلیمرهای آمورف، با افزایش دما مقدار ازدیاد طول کاهش می یابد اما برای پلیمرهای بلورین می تواند روند کاملا برعکس باشد.
- فشار: فشار هیدروستاتیکی می تواند اثر مهمی در خواص تنش – کرنش پلیمرها داشته باشد. به طور کلی پلیمرهای چقرمه یا ductile با افزایش فشار هیدروستاتیکی وارد بر آن ها، تنش و ازدیاد طول در نقطه شکست آن ها افزایش می یابد. در پلیمرهای ترد یا brittle این اثر می تواند معکوس باشد.
به طور کلی در پلی الفین ها مانند پلی پروپیلن، افزایش فشار می تواند مقدار حجم آزاد موجود در پلیمر را کاهش دهد (افزایش چگالی)، و این سبب افزایش تنش و استحکام کششی پلیمر اندازه گیری شده در دستگاه تنسایل خواهد شد.
برای افزایش elongation در نخ گونیهای پلیپروپیلن (PP)، میتوان از روشهای زیر استفاده کرد:
- انتخاب مواد اولیه مناسب: استفاده از گریدهای خاص پلیپروپیلن که دارای ویژگیهای کاهشدهنده چقرمگی هستند، میتواند به افزایش elongation کمک کند.
- افزودن نرمکنندهها: افزودن نرمکنندهها یا پلاستیککنندهها به فرمولاسیون میتواند به بهبود خاصیت کشسانی و الاستیسیته نخ کمک کند. به عنوان مثال، دی اوکتیل فتالات (DOP) یا دی بوتیل فتالات (DBP).
- استفاده از ترکیبات الاستومری: ترکیب پلیپروپیلن با مواد الاستومری میتواند سبب افزایش انعطافپذیری و elongation نخها شود.
- تنظیم شرایط کشش: در حین ریسندگی، کنترل عوامل کشش به نحوی که نخها بیش از حد کشیده نشوند، میتواند الاستیسیته مناسبتری را ایجاد کند.
- پوششدهی نخی: در برخی موارد، استفاده از پوششهای خاص میتواند به بهبود خواص نخی و افزایش elongation کمک کند.
- تکنیکهای پردازش ثانویه: پردازشهای تکمیلی مانند کشش حرارتی میتواند به بهبود خواص مکانیکی و الاستیک نخها کمک کند
