مواد رها ساز قالب پلی یورتان از اجزای کلیدی در فرآیند تولید قطعات پلی یورتانی هستند که نقش مهمی در بهبود کیفیت محصول و افزایش بهره وری تولید ایفا می کنند. پلی یورتان به دلیل چسبندگی بالای خود به سطوح مختلف، به ویژه در فرآیند قالب گیری می تواند چالش هایی مانند چسبیدن به قالب و دشواری در جداسازی محصول ایجاد کند.
به همین دلیل، استفاده از عوامل رها ساز قالب پلی یورتان برای ایجاد یک لایه محافظ بین قالب و محصول ضروری است. در ادامه این مطلب از کمیسان به بررسی انواع مواد رها ساز قالب، مکانیسم عملکرد آنها و نکات مهم در انتخاب این مواد پرداخته می شود.
تعریف مواد رها ساز و مکانیسم عملکرد
مواد رها ساز قالب پلی یورتان که به عنوان عوامل جداکننده یا Release Agents نیز شناخته می شوند، موادی شیمیایی هستند که برای جلوگیری از چسبیدن مواد پلی یورتان به سطح قالب در طی فرآیند قالب گیری استفاده می شوند.
این مواد با ایجاد یک فیلم نازک روی سطح قالب، مانع تماس مستقیم بین پلی یورتان در حال پخت و سطح قالب می شوند. این فیلم باید از نظر حرارتی و شیمیایی پایدار باشد، با مواد اولیه پلی یورتان واکنش ندهد و در عین حال چسبندگی خوبی با سطح قالب داشته باشد. مکانیسم عملکرد عوامل رهاساز قالب پی یو بر دو اصل اساسی متمرکز است:
ایجاد مانع فیزیکی
فیلم نازک تشکیل شده توسط ماده رها ساز خارجی قالب از تماس مستقیم پلی اورتان با سطح قالب جلوگیری می کند. این مانع از ایجاد پیوند های شیمیایی یا چسبندگی بین مولکول های پی یو و سطح قالب جلوگیری می شود.
📚 بیشتر بخوانید…
روش تولید پلی یورتان چگونه است؟
کاهش نیروی چسبندگی
این مواد به دلیل داشتن انرژی سطحی پایین و خاصیت لغزندگی، نیرو های جاذبه بین پلی یورتان و قالب را کاهش می دهند. این خاصیت باعث می شود که محصول پس از پخت به راحتی از قالب جدا شود، بدون اینکه آسیبی به محصول یا قالب وارد شود.
انواع مواد رها ساز در قالب گیری پلی یورتان
انواع مواد رها ساز از قالب در فرآیند تولید PU به دو دسته اصلی تقسیم می شوند و هر یک ویژگی ها و کاربرد های خاص خود را دارند که در ادامه بیشتر با آن ها آشنا می شویم:
ماده رها ساز داخلی قالب پلی یورتان
ماده رها ساز داخلی پلی یورتان به فرمولاسیون مواد اولیه پی یو اضافه می شود و به عنوان یک افزودنی شیمیایی عمل می کند. این مواد با حرکت به سطح محصول در طی فرآیند پخت، یک لایه محافظ ایجاد می کنند که جداسازی محصول از قالب را تسهیل می کنند.
از جمله مواردی که به عنوان ماده رهاساز داخلی پلی یورتان استفاده می شوند، می توان مشتقات اسیدی چرب، استر ها، صابون های فلزی، نمک های آلی و سیلیکون ها اشاره کرد.
این مواد به دلیل ناسازگاری شیمیایی با بستر پلی یورتان، با گذشت زمان دچار جدایی فازی می شوند. به همین دلیل، باید قبل و در حین فرآیند قالب گیری به خوبی مخلوط شوند تا عملکرد یکنواختی داشته باشند.
📚 بیشتر بخوانید…
ماده رها ساز خارجی قالب پلی یورتان
ماده رها ساز خارجی قالب به صورت مستقیم رو سطح قالب اعمال می شود و به دو نوع رها ساز دائمی و شبه دائمی تقسیم می شود:
۱- رها سازهای غیر دائمی
این دسته شامل موادی مانند واکس ها، روغن های سیلیکونی و پلی وینیل کلراید است. این مواد به صورت خمیر یا مایع عرضه می شوند و به دلیل سهولت استفاده و ایمنی بالا، همچنان در صنعت بسیار رایج هستند.
رها ساز غیر دائمی مانند سیلیکون ها به دلیل مقاومت بالا در دماهای مختلف و تنش سطحی پایین از محبوبیت بیشتری برخوردارند. این مواد پس از یک یا دو چرخه قالب گیری از بین می روند و نیاز به اعمال مجدد دارند. با این حال، این مواد در پوشش دهی عیوب سطح قالب موثرند و کیفیت ظاهری محصول را بهبود می بخشند.
۲- رها ساز شبه دائمی
این نوع عوامل رها ساز قالب پی یو با سطح قالب پیوند شیمیایی تشکیل می دهند و به جای انتقال به سطح محصول، در قالب باقی می مانند. این مواد معمولا در رزین های فرموله شده یا محلول در حلال های خنثی هستند که پس از تبخیر حلال، یک فیلم سخت یا لاستیکی ایجاد می کنند. مزیت اصلی رها ساز شبه دائمی، کاهش هزینه و زمان تولید و عدم نیاز به فرآیند های ثانویه برای حذف لایه رها ساز محصول است. با این حال، کار با این مواد پیچیده تر است و نیاز به زمان پخت بیشتری دارند.
📚 بیشتر بخوانید…
انواع پلی وینیل کلراید کدامند؟
طبقه بندی بر اساس حامل (Carrier)
مواد رها ساز به عنوان ترکیباتی شناخته می شوند که در فرآیند های مختلف صنعتی و شیمیایی به کار می روند. این مواد می توانند براساس نوع حامل (Carrier) خود به چند دسته اصلی تقسیم می شوند:
مواد رها ساز پایه حلال (Solvent Based)
این دسته از مواد شامل حلال هایی هستند که معمولا از ترکیبات آلی تشکیل شده اند. این مواد به دلیل خاصیت حل کنندگی بالا و توانایی ایجاد فیلم یکنواخت بر روی سطوح در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. از مزایای آن ها می توان به ایجاد پوشش یکنواخت و با کیفیت و زمان خشک شدن سریع اشاره کرد. در مقابل این ماده موجب انتشار مواد آلی (VOC) می شود که می تواند برای انسان و محیط زیست آسیب برساند.
مواد رها ساز پایه آب (Water Based)
این مواد حاوی آب به عنوان حمل اصلی هستند و معمولا از ترکیبات غیر سمی و کمتر مضر تشکیل شده اند. مواد رها ساز بر پایه آب با محیط زیست سازگار هستند و مواد آلی (VOC) کمتری انتشار می کنند که برای ایمنی کاربر بهتر هستند. در مقابل زمان خشک شدن بیشتری می خواهند و در برخی موارد، کیفیت پوشش نهایی کمتر از نوع حلالی است.
نکات مهم در انتخاب عامل رهاساز مناسب
انتخاب عوامل رهاساز قالب پلی یورتان، نیازمند توجه به چندین عامل اساسی است تا تعادل مطلوبی میان عملکرد، هزینه و ایمنی برقرار شود. در ادامه به بررسی نکات مهم در انتخاب عوامل رهاساز مناسب می پردازیم:
اثرات زیستی
انتخاب موادی که بدون ترکیبات مضر مانند قلع باشند و میزان انتشار مواد فرار آلی (VOC) را به حداقل برسانند، اهمیت زیادی دارد. مواد رها ساز پایه آب به دلیل ایمنی بیشتر و تاثیر کمتر بر محیط زیست در بسیاری از کاربردها ترجیح داده می شوند.
بازدهی عملکرد
ماده انتخاب شده باید جداسازی آسان، کیفیت سطح بالا و حداقل تاثیر بر فرآیند های ثانوی (مانند رنگ آمیزی یا چسب کاری) را تضمین کند.
نوع قالب و کاربرد
قالب های پیچیده ممکن است به مواد رها ساز پایه آب یا روش های کاربردی مانند اسپری کردن نیاز داشته باشند، در حالی که قالب های ساده تر می توانند روش های دستی مانند برس زنی پوشش داده شوند.
هزینه مواد رها ساز
هزینه مواد رها ساز و تعداد دفعات مورد نیاز برای اعمال آن ها باید با بودجه تولید هماهنگ باشد.
ایمنی مواد
موادی که خطرات کمتری برای کاربران ایجاد می کنند و نیاز به تهویه کمتری دارند، اولویت دارند.
سوالات متداول
مواد رها ساز قالب پلی یورتان، موادی شیمیایی هستند که برای جلوگیری از چسبیدن مواد پلی یورتان به سطح قالب در طی فرآیند قالب گیری استفاده می شوند.
مکانیسم عملکرد عوامل رهاساز قالب پی یو بر دو اصل اساسی متمرکز است: ایجاد مانع فیزیکی و کاهش نیروی چسبندگی.
انواع مواد رها ساز از قالب در فرآیند تولید پلی یورتان به دو دسته اصلی ماده رهاساز داخلی قالب پلی یورتان و ماده رهاساز خارجی قالب پلی یورتان تقسیم می شوند.
انتخاب عوامل رها ساز قالب پلی یورتان، نیازمند توجه به چندین عامل اساسی مانند اثرات زیست محیطی، هزینه، ایمنی، نوع قالب و کاربرد، بازدهی عملکرد و … است.
