پلی استال یکی از انواع پلیمرهای پرکاربرد در صنایع مختلف و تولید محصولات صنعتی است که به دلیل خواص و ویژگی های منحصر به فرد آن در بخش های گوناگونی مورد استفاده قرار می گیرد. از ویژگی های مهم پلی استال می توان به استحکام و مقاومت سایش بالا، تحمل حرارت، ضریب اصطکاک کم، مقاومت بالا در برابر رطوبت و مواد شیمیایی و... اشاره کرد که باعث شده است خواصی شبیه به فلزات داشته باشد.

پلی استال که با نام تجاری هوستافرم نیز شناخته می شود، در صنایع مختلفی مانند خودروسازی، صنایع الکترونیکی، صنایع غذایی و دیگر بخش های صنعتی برای تولید طیف وسیعی از محصولات به کار گرفته می شود. در ادامه این مطلب به بررسی ویژگی های پلی استال، انواع آن و کاربردهای انواع پلی استال و همچنین مزایا و معایب آن می پردازیم.

پلی استال چیست؟

پلی اکسی متیلن (POM) که با نام های استال، پلی استال و پلی فرمالدئید نیز شناخته می شود، یک ترموپلاستیک مهندسی است که در قطعاتی استفاده می شود که نیاز به دقت و سفتی بالا، اصطکاک کم و پایداری عالی دارند. مانند بسیاری از پلیمرهای مصنوعی دیگر، توسط شرکت های شیمیایی مختلف با فرمول های کمی متفاوت تولید می شود و با نام های مختلفی به فروش می رسد.

پلی استال با استحکام، سختی و دوام بالا تا دمای 40- و 175 درجه سانتیگراد شکل می گیرد. استال به دلیل ترکیب کریستالی بالا، ذاتا سفید و مات است اما می تواند در رنگ های مختلف تولید شود.

کاربردهای معمول برای پلی استال شامل استفاده در اجزای مهندسی با کارایی بالا مانند چرخ ‌دنده‌ های کوچک، قاب عینک، بلبرینگ، اتصالات اسکی، بست‌ ها، قطعات اسلحه، دسته ‌های چاقو و سیستم‌ های قفل می شود. این ماده به طور گسترده در صنعت خودرو و لوازم الکترونیکی مصرفی مورد استفاده قرار می گیرد.

انواع پلی استال

پلی استال با دو نوع هموپلیمر و کوپلیمر تولید و عرضه می شود. روش ساخت هر کدام از آنها متفاوت است. در ادامه به معرفی انواع پلی استال و روش های تولید آنها می پردازیم.

هموپلیمر

 برای ساخت هموپلیمر پلی استال، باید فرمالدئید بی آب باید تولید شود. روش اصلی واکنش فرمالدئید آبی با یک الکل برای ایجاد یک همی فرمال، دهیدراته کردن مخلوط همی فرمال/آب (از طریق استخراج یا تقطیر در خلاء) و آزادسازی فرمالدئید با گرم کردن همی فرمال است. سپس فرمالدئید با کاتالیز آنیونی پلیمریزه می شود و پلیمر حاصل از واکنش با استیک انیدرید تثبیت می شود. به دلیل فرآیند ساخت، مقاطع با قطر بزرگ هموپلیمر ممکن است دارای تخلخل خط مرکزی باشند.

کوپلیمر

بطور کلی برای ساختن کوپلیمر پلی استال، فرمالدئید باید به تری اکسان تبدیل می شود. این کار با کاتالیز اسیدی (اعم از اسید سولفوریک یا رزین ‌های تبادل یونی اسیدی) و سپس خالص ‌سازی تری اکسان با تقطیر و یا استخراج برای حذف آب و سایر ناخالصی ‌های فعال حاوی هیدروژن انجام می‌شود.

پلی استال تقویت نشده (Non-Reinforced Polyacetal)

این نوع پلی استال، دارای ساختاری آمورف است و به عنوان یک پلیمر شفاف، سخت و مقاوم در برابر خوردگی و ضربه استفاده می ‌شود.

پلی استال مقاومت بالا (High-Strength Polyacetal)

این نوع پلی استال به واسطه ی استفاده از مواد تقویت‌ کننده مانند الیاف شیشه دارای مقاومت بالا در برابر کشیدگی و ضربه است.

پلی استال با ساختار متخلخل (Foamed Polyacetal)

در این نوع پلی استال، با افزودن عامل ‌های مختلف، ساختاری متخلخل و سبک ایجاد می ‌شود. این نوع معمولا در برخی از برندهای تجاری وجود دارد.

پلی استال همه منظوره (General-Purpose Polyacetal)

این نوع پلی استال، به عنوان یک گزینه کاربردی و چندمنظوره در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، الکترونیک، وسایل بسته ‌بندی و ساخت قطعات صنعتی استفاده می ‌شود.

پلی استال تقویت شده با الیاف شیشه

پلی استال تقویت شده با الیاف شیشه یک نوع ماده کامپوزیتی است که در آن پلی استال به عنوان ماتریس مصرف می‌ شود و الیاف شیشه به عنوان عنصر تقویت‌کننده (reinforcement) افزوده می‌ شوند. الیاف شیشه در این کامپوزیت به تقویت پلی‌استال کمک می‌ کنند و خواص مکانیکی و مقاومتی آن را بهبود می‌ بخشند.

موارد فوق تنها برخی از انواع پلی استال هستند و برخی از انواع دیگری نیز وجود دارند که در صنایع و کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می ‌گیرند.

گرانول پلی استال

گرانول پلی استال یک نوع مواد پلاستیکی است که به عنوان یک جایگزین پایدار و مقاوم در برابر حرارت و شوک برای پلاستیک ‌های دیگر مورد استفاده قرار می ‌گیرد. پلی استال به طور عمده از ترکیب پلی ‌پروپیلن و پلی ‌اتیلن تولید می ‌شود و دارای ویژگی‌ هایی مانند مقاومت در برابر حرارت بالا، مقاومت در برابر شوک، مقاومت در برابر شیمیایی و مقاومت در برابر خوردگی است.

ورق پلی استال

ورق پلی استال یک نوع پلاستیک است که به طور عمده در صنایع مختلف برای تولید انواع محصولات مصرفی و کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می‌ گیرد. این ورق ‌ها معمولا به عنوان مواد خام برای تولید قطعات مختلف استفاده می شوند.

ورق پلی استال به دلیل مقاومت بالا در مواردی که نیاز به مواد پلاستیکی با عمر مفید بالا و ویژگی ‌های مکانیکی مطلوب است، بسیار مورد استفاده قرار می ‌گیرند.

فرایند ساخت پلی استال

فرآیندهای مختلفی برای تولید نسخه ها و انواع مختلف استال استفاده می شود. در این بخش به معرفی برخی از فرایندهای تولید استال می پردازیم.

پلی استال به صورت دانه بندی شده عرضه می شود و با اعمال حرارت و فشار به شکل دلخواه در می آید. دو روش متداول شکل دهی مورد استفاده، قالب گیری تزریقی و اکستروژن هستند. قالب گیری چرخشی و قالب گیری دمشی نیز امکان پذیر است.

کاربردهای معمول برای استال، قالب ‌گیری تزریقی شامل اجزای مهندسی با کارایی بالا مانند چرخ‌ دنده‌ ها، اتصالات اسکی، بست ‌ها و سیستم‌ های قفل می شود. این ماده به طور گسترده در صنعت خودرو و لوازم الکترونیکی مصرفی نیز استفاده می شود.

استال معمولا به صورت طول های پیوسته مقطع گرد یا مستطیلی اکسترود می شود. این بخش ها را می توان به طول برش داد و به شکل میله یا ورقه برای دستگاه های ماشینی استفاده کرد.

ماشین کاری پلی استال چگونه انجام می شود؟

هنگامی که پلی استال به صورت میله یا ورقه عرضه می شود، ممکن است با استفاده از روش های سنتی مانند تراشکاری، فرزکاری، مته زنی و... ماشین کاری شود. ورقه های استال را می توان با استفاده از لیزرهای مادون قرمز (مانند برش با لیزر CO2) تمیز و دقیق برش داد.

همانطور که در مورد بسیاری از پلیمرها وجود دارد، استال ماشین کاری شده ممکن است از نظر ابعادی ناپایدار باشد، به خصوص در مورد قطعاتی که دارای تغییرات زیادی در ضخامت دیواره هستند. به طور کلی، قطعات کوچک ماشین کاری شده در پلی استال، کمتر دچار تاب برداشتگی می شوند.

پیوند پلی استال چگونه انجام می شود؟

معمولا پیوند استال بسیار دشوار است و کوپلیمر نسبت به هموپلیمر به چسب ‌های معمولی واکنش بدتری نشان می‌دهد. فرآیندها و راه حل های ویژه ای برای بهبود پیوند ایجاد شده است. به طور معمول این فرآیندها شامل حکاکی سطحی، شعله کاری، استفاده از یک سیستم پرایمر/چسب خاص و سایش مکانیکی است.

جوشکاری پلاستیکی معمولا در پلیمرهای استال به دلیل مقاومت بالای آن با موفقیت همراه نیست. با این حال  جوشکاری حرارتی از طریق روش های مختلف با موفقیت هم بر روی هموپلیمر و هم بر روی کوپلیمر مورد استفاده قرار گرفته است.

کاربردهای پلی استال چیست؟

پلی استال کاربردهای بسیار زیادی در صنایع و مصارف مختلف دارد. حتی می توان گفت که پلی استال یکی از مواد پلیمری اصلی در ساخت تجهیزات و قطعات مهندسی است. در این بخش به معرفی برخی از کاربردهای این ماده ی پلیمری می پردازیم.

مهندسی برق

در ساخت عایق ها، بوبین ها، کانکتورها، قطعات وسایل الکترونیکی مانند تلویزیون، تلفن و غیره از پلی استال استفاده می شود.

خودروسازی

واحد فرستنده سوخت، سوئیچ کنترل (شامل شیفتر برای نور، چراغ راهنما)، شیشه های برقی، سیستم های قفل درب، برف پاک کن و...

مدلسازی

از آنجا که استال از ABS سخت تر است، در رنگ ‌های شفاف روشن عرضه می ‌شود و قابل رنگ ‌آمیزی نیست در ساخت مدل قطعات راه آهن، مانند کامیون و ریل دستی از آن استفاده می شود.

ابزار سرگرمی

تجهیزات اصلی هلیکوپتر اسباب بازی با ریموت کنترل، ارابه فرود، یویو، چرخ های چاپگر سه بعدی، عروسک های مفصل توپی و...

تجهیزات پزشکی

از این ماده در ساخت انواع قلم انسولین، اسپری های استنشاقی با دوز اندازه گیری شده، مفاصل و پروتزهای مصنوعی، دریچه ی قلب و... استفاده می شود.

صنایع غذایی

سازمان غذا و دارو برخی از درجات پلی استال را برای پمپ های شیر، اسپیگوت های قهوه (شیر خروجی از قهوه جوش و اسپرسوساز)، محفظه فیلتر و نوار نقاله های مواد غذایی تایید کرده است.

صنایع مبلمان

در برخی از سخت افزارهای ساخت مبل، قفل، دستگیره، لولا، غلطک برای مکانیسم های کشویی مبلمان از استال استفاده می شود.

ساخت هواکش و فن های صنعتی و خانگی

از پلی استال برای ساخت هواکش سوله های کارخانه ها (برای مثال سوله های مرغداری ها) استفاده می شود.

ابزار بسته بندی

از پلی استال برای ساخت انواع اسپری های آئروسل، مخازن وسایل نقلیه و... استفاده می شود.

ساخت خودکار و مداد

به عنوان ماده اولیه برای بدنه مداد و درب خودکار از استال استفاده می شود.

لوازم ورزشی

لوازم پینت بال. اغلب برای قطعات ماشین کاری شده ی نشانگرهای پینت بال که به استحکام آلومینیومی نیاز ندارند، مانند دستگیره ها و پیچ های رفت و برگشتی استفاده می شود. همچنین پلی استال در تفنگ های ساچمه ای ایرسافت برای کاهش صدای پیستون استفاده می شود.

ابزارهای اسکیت بورد

مواد Puck برای دستکش های اسلاید به سوار اسکیت بورد کمک می کند تا با دست خود در حین حرکت، جاده را لمس کند و به دست خود تکیه کند تا سرعتش را کم کند، متوقف کند یا حرکاتی نمایشی را انجام دهد.

ادوات موسیقی

در تولید انواع مضراب ها، فلوت ‌ها، نقاره ها، هارپسیکورد پلکترا، سر سازهای بادی و برخی از انواع چوبک طبل این ماده به کار گرفته می شود.

لوازم غذاخوردن

قهوه سازهای تمام اتوماتیک و دسته چاقو (به ویژه چاقوهای تاشو).

قطعات ساعت

از پلی استال در برخی قطعات حرکتی مکانیکی و دستبند ساعت بهره گرفته می شود.

لوازم جانبی سیگار بخار یا سیگار الکترونیکی

موادی که در ساخت اکثر رزین سیگار الکترونیکی (لبی سیگار) استفاده می‌شود از استال است.

کلیدهای صفحه کلید

برخی کمپانی های سازنده قطعات رایانه از پلی استال در ساخت کلیدهای برخی از کیبوردهای خود استفاده می کنند.

صنایع تولید پارچه

از پلی استال به منظور چاپ یا تثبیت رنگ پارچه استفاده می شود.

سایر کاربردها

از این ماده ی پلیمری در تولید چرخ دنده های مکانیکی، عناصر کشویی و هدایت کننده، قطعات بدنه، فنرها، زنجیرها، پیچ ها، مهره ها، چرخ های فن، قطعات پمپ، بدنه ی شیرها و... استفاده می شود.

معایب پلی استال چیست؟

رزین های پلی استال به هیدرولیز اسید و اکسیداسیون توسط عواملی مانند اسید معدنی و کلر حساس هستند. هموپلیمر پلی استال مستعد حمله قلیایی است و بیشتر در معرض تخریب در آب داغ است. بنابراین سطوح پایین کلر در منابع آب آشامیدنی (1 تا 3 پی پی ام) می تواند برای ایجاد ترک خوردگی در آن کافی باشد. هم پلیمر و هم کوپلیمر پلی استال برای کاهش این نوع تخریب، تثبیت می شوند.

در کاربردهای مرتبط با شیمی، اگرچه پلیمر اغلب برای اکثر محصولات شیشه ای مناسب است، اما ممکن است دچار خرابی های فاجعه ‌بار شود. برای مثال، استفاده از گیره های پلیمری در نواحی داغ ظروف شیشه ای (مانند اتصال فلاسک به ستون، ستون به سر یا سر به کندانسور در حین تقطیر) است. از آنجایی که پلیمر به هر دو هیدرولیز کلر و اسید حساس است، ممکن است هنگام قرار گرفتن در معرض گازهای واکنش پذیر، به ویژه کلرید هیدروژن بسیار ضعیف عمل کند.

این موضوع می تواند یک خطر قابل توجه برای سلامتی انسان باشد. زیرا ممکن است شیشه باز شود یا خرد شود.

علاوه بر این، پلی استال هنگام سوختن ممکن است ویژگی های نامطلوبی داشته باشد. شعله ی آن خود به خود خاموش نمی شود، دود کمی نشان می دهد و شعله آبی آن در نور محیط تقریبا نامرئی است. همچنین سوختن پلی استال باعث آزاد شدن گاز فرمالدئید می شود که بینی، گلو و بافت های چشم را تحریک می کند و بطور کلی برای سلامت دستگاه تنفسی انسان مضر است.

قیمت و خرید پلی استال

انواع مختلف پلی استال در بازار وجود دارد که توسط شرکت ها و برندهای مختلف عرضه شده است. مواد اولیه پلی استال برای تولید و ساخت محصولات متنوعی به کار گرفته می شود. برای اطلاع از قیمت و خرید پلی استال می توانید با کارشناسان گروه بازرگانی رهپویان تماس حاصل کنید تا برای مشاوره و خرید انواع پلی استال و سایر محصولات پلیمری، راهنمایی های لازم را خدمت شما ارائه دهند.