معرفی و شناخت پوشش های پلیمری خود ترمیم شونده

مقدمه

با ساخته شدن اولین مدل های مواد خود ترمیم شونده در اوایل سال 1990 میلادی که از الگوریتم خود ترمیمی آناتومی انسان و محیط طبیعی ایده گرفته بودند، مطالعات بسیاری حول محور سنتز پوشش هایی که قابلیت ترمیم شوندگی اتوماتیک را داشتند، صورت گرفت و بحث های علمی را وارد مرحله ای جدید کرد. از ویژگی های این دسته از ترکیبات، تبدیل انرژی فیزیکی به پاسخ های فیزیکی و شیمیایی است که در جهت التیام و بهبود بخشی به آسیب دیدگی به کار می روند تا در نهایت ماده و خواص آن به طور کامل بهبود می یابد. در میان این پوشش های پلیمری، ورق پلی آمید و ورق پلی اورتان نقش محوری تری را ایفا خواهد کرد که در این مقاله به معرفی آن ها و شناخت انواع مواد خود ترمیم شونده خواهیم پرداخت.

انواع مواد خود ترمیم شونده

انواع مواد خود ترمیم شونده را به طور کل می توان در چهار گروه دسته بندی کرد:

• رنگ ها و پوشش ها
• فلزات
• سرامیک ها و بتن ها
• کامپوزیت ها و پلیمر ها

در همه این گروه ها عمل ترمیم، به دو صورت امکان ظهور پیدا می کند، یکی از نوع غیر ذاتی آن (Extrinsic) است که در طی آن به واسطه رها شدن عنصر ترمیم کننده که حین ساخت ترکیب اصلی ترمیم شوندگی به آن اضافه شده است، کار خود را آغاز می کند. یا از طریق نوع ذاتی آن (Intrinsic) اتفاق می افتد که از طریق تشکیل دادن پیوندهای برگشت پذیر فرآیند ترمیم آغاز می شود. تفاوت میان نوع ذاتی و غیرذاتی آن در این است که نوع غیر ذاتی پس از تخریب، بدون آنکه به محرک خارجی نیاز داشته باشد، عمل ترمیم را آغاز می کند. عملکرد این دو نوع  در نهایت باید به واکنش سامانه به یک محرک، ختم شوند تا عمل ترمیم آغاز شود.

کامپوزیت و پلیمر خود ترمیم شونده چیست

در سری جدید سیستم های هوشمند پلیمری با انواع مختلف آن یعنی؛ سوپرا مولکولی، غیرکامپوزیت، کامپوزیت، حافظه شکلی، پلیمر گرما نرم، گرما سخت و پلیمر زیستی رو به رو می شویم که هر یک در جایگاه درست و مناسب خود مورد استفاده قرار می گیرند. برای آنکه بتوان سیستم هایی با نتیجه خود ترمیمی بدست آورد، لازم است تا پیوندهای کوالانسی برگشت پذیر (مانند پیوند هایی که بر پایه واکنش دیلز-آلدر به وجود می آیند) یا بر هم کنش های ضعیف تر غیر کوالانسی (مانند پیوند هیدروژنی) با دقت زیاد و موثر به کار برده شوند تا نتیجه حاصل از آن یک سیستم خود ترمیم شونده موثر باشد.

آنچه که منجر به بروز تغییرات در خواص مواد می شود، قابلیت برگشت پذیری بر هم کنش های غیر کوالانسی است که لازم است مورد توجه واقع شوند. این نوع پلیمرهای خود ترمیم شونده را به نام self-healing polymers نیز می شناسند. در باب ترکیبات کامپوزیتی نیز می توان گفت که این ها گروهی از پوشش های محافظ خود ترمیم شونده هستند که در اصل از ترکیبات درشت مولکول، فلزها و سرامیک ها بدست می آیند و عمل خود ترمیمی آنان با یکی از این محرک های بیرونی فعال می شود:

• افزایش یا کاهش فشار
• افزایش یا کاهش دما
• تغییرات در میزان PH
• بروز فرآیند اکسایش و کاهش
• تحریک مکانیکی
• تابش نور با طول موج های گوناگون از قبیل نور UV

کاربرد پلیمرهای خود ترمیم شونده

با توجه به برخورداری این مواد از روند ترمیم اتوماتیک پلیمرهای آسیب دیده دیگر در بافت مورد نظر و برگرداندن آن ها به حالت اولیه و بالا بردن طول عمر این پلیمرها، کارکردهای خوبی را در عرصه صنعت می توان برای آنها در نظر گرفت. آسیب های یاد شده می توان از نوع ضعیف آن یعنی خراشیدگی سطحی و یا از نوع شدید آن در ساختار مواد و یا حتی ترک خوردگی پوشش های پلیمری باشد. محبوبیت پلیمرهای خود ترمیم شونده به دلایلی چون؛ دسترسی آسان به میزان زیادی از آن ها، وزن کم، فرآیند پذیری راحت، انعطاف پذیری و قابلیت مهندسی کردن برای صنایع و مقاصد گوناگون آن ها، مربوط می شود.

ورق های پلی آمید یکی از انواع پلیمرها هستند که در صنعت کاربردهای مختلفی دارند. امروزه شرکت های گوناگونی اقدام به فروش ورق پلی آمید کرده اند که خود شاهدی بر این ادعاست.

مزایای استفاده از پلیمرهای خود ترمیم شونده

از مزایای انواع مواد خود ترمیم شونده می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• تهیه این مواد پلیمری آسان بوده و وزن آن ها کم است. با توجه به این مسئله روند حمل و نقل آن کار بسیار آسان تر می شود، این پلیمرها در نزد صاحبان صنایع از محبوبیت بالایی برخوردار است.
• اصلاح پذیری غیر پیچیده ساختار این پلیمرها فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی مختلف را سهولت می بخشد.
• قابلیت ترکیب با مواد افزودنی در جهت بالا بردن عمر این مواد را دارا هستند. مانند افزودنی ضد خوردگی که به راحتی با این مواد قابل ترکیب است.

فروش ورق های پلی آمید که از انواع این پلیمرها هستند، به دلیل دارا بودن این شرایط بسیار افزایش یافته است.

رنگ ها و پوشش های خود ترمیم شونده

نکته قابل توجه در باب این دسته از مواد این است که به دلیل حساس بودن ساختاری خود، با کم ترین میزان سایش نیز دچار خراش و ترک خوردگی هایی در ساختار می شوند که برای رفع این آسیب دیدگی ها ما را ملزم به استفاده از میکروکپسول هایی می کنند که پس از جایگذاری در محل آسیب، شکسته شده و با رها کردن مواد محرک باعث شروع عملیات ترمیم و بهم چسبیدن ترک ها می شوند و از شدت گرفتن آسیب جلوگیری می کنند. با توجه به آنچه پیش تر گفته شد، این نوع ترمیم، ترمیم غیر ذاتی برای پلیمرها به حساب می آید.

از سیستم های هوشمند خود ترمیم شونده در چه مواردی استفاده می شود؟

از سیستم های هوشمند خود ترمیم شونده در موارد زیر استفاده می شود:

• صنعت ساختمان سازی: بتن های خود ترمیم شونده از جمله موادی هستند که برای اجزای فلزی ساختمان (مانند فولاد) به کار گرفته می شوند تا به طول عمر این اجزا بیافزایند و در کنار آن هزینه های تعمیر و بازسازی را کاهش دهند.
• استفاده از کامپوزیت ها در داخل بدنه هواپیماها و همچنین روکش قسمت های اصلی هواپیما. این کامپوزیت ها با الیاف مشبک و تو خالی تقویت می شوند که خود امکان ترمیم را بالا می برند.

کلام آخر

در این مقاله با انواع مواد خود ترمیم شونده آشنا شدید. شرکت پایا پلیمر یکی از با سابقه ترین شرکت ها در تهیه و توزیع انواع پلیمرهای صنعتی است. از مهمترین پلیمرهای صنعتی موجود در این فروشگاه می توان به فروش ورق های پلی آمید اشاره کرد که با بهترین کیفیت عرضه می شوند. این شرکت با به کارگیری تکنولوژی و دانش فنی نوین سعی در رفع نواقص موجود در صنعت پلیمری را داشته است.