پلتروژن فرآيند پيوسته‏اي براي توليد انواع پروفيلهاي كامپوزيتي است. در اين فرآيند، الياف تقويت كننده را از يك حمام عبور مي‏دهند تا به رزين آغشته شود. سپس الياف آغشته شده را وارد يك قالب گرم مي‏نمايند و نمونة پخت شده را توسط يك دستگاه كشش بيرون مي‏كشند. بعد از اين مرحله امكان برش محصول در اندازه‌‏هاي دلخواه وجود دارد. اين فرايند تا حدودي مشابه فرايند اكستروژن پلاستيكها و توليد پروفيلهاي پلاستيكي است.

از جمله مزاياي اين روش كه يكي از باصرفه‏ترين روشهاي توليد كامپوزيتهاست، اين است كه درصد الياف در آن بالاست و چون الياف بصورت طولي آرايش مي‏يابند، محصول داراي استحكام كششي و فشاري بسيار بالايي است. همچنين سطح محصول نهايي كاملاً صاف است و نيازي به فرآيندهاي تكميلي نيست.
مراحل فرآيند:

 

  • ورودي الياف: الياف تقويت كننده‏ به شكلي هستند كه بطور پيوسته فرآيند امكان پذير باشد. قفسة الياف پيوسته، اولين قسمت خط فرآيند مي‏باشد. بعد از قفسة الياف، قفسة نمد الياف شيشه يه پارچة‌ها سطح قرار دارد. حركت الياف از ناحية آغشته ‏سازي مي‏بايست كنترل شود تا از هرگونه پيچش و گره و آسيب محفوظ بماند. اينكار مي‏تواند توسط راهنماهاي فلزي، سراميكي و يا تفلوني انجام ‏شود.

  • ‍حمام آغشته‏‌سازي: آغشته‌‏سازي الياف تقويت كننده، از اصول فرآيند پلتروژن مي‌باشد. غوطه‏‌وري در حمام يك راه براي اين كار است. در اين روش الياف از رو و زير ميله‌‏هاي آغشته‌‏سازي عبور داده مي‏شوند تا از هم باز، و به رزين آغشته گردند. معمولاً در ساخت پروفيلهاي پيچيده، بعد از حمام و قبل از قالب، از صفحاتي براي شكل دادن به الياف آغشته به رزين، استفاده مي‏‌كنند. پوشش اين صفحات بايد از جنسي مناسب باشد تا از وارد ساختن هرگونه تنش به الياف آغشتة ضعيف شده، جلوگيري به عمل آيد. معمولاً اين قطعات از جنس تفلون، پلي‏ اتيلن با جرم مولكولي بسيار بالا ، فولاد با پوشش كرم و يا آلياژهاي مناسب فولادي مي‏باشند.

  • قالب: قالب پلتروژن، قلب اين فرايند محسوب مي‏شود. چرا كه دما، كنترل كنندة سرعت واكنش پخت، محل پخت رزين در قالب و شدت گرماي حاصل از پخت رزين مي‏باشد. قطعه‌‏اي كه كامل پخت نشده باشد، خواص فيزيكي و مكانيكي ضعيفي از خود نشان مي‏دهد. همچنين اگر گرماي اضافي در قالب وجود داشته باشد، نقص و ترك حرارتي، موجب افت خواص الكتريكي، شيميايي و مكانيكي قطعه مي‏شود.

  • گيره و كشش: حداقل 3 متر فاصله بين خروجي قالب و محل كشش مي‏بايس تعبيه شود تا قطعه فرصت سرد شدن پيدا كند و در برابر فشار گيرة كشش تغيير شكل ندهد. سه روش براي كشش مرسوم است؛ كشش رفت وبرگشتي متناوب، كشش رفت و برگشتي پيوسته و كشش توسط سيستم تسمه نقاله‏اي.

  • برش: هر خط پيوستة پلتروژن احتياج به يك سيستم برش دارد تا طولهاي مناسب از قطعه تحويل شود. هردو روش برش خشك و تر قابل استفاده مي‏باشند. ولي در هر حال تيغه برش مي‏‌بايست الماسه باشد. در صورتيكه سرعت خط بالا باشد، تيغه برش همراه پروفيل حركت مي‏كند.

 

مواد: با توجه به خواص مورد نظر، مي‏توان از الياف و رزينهاي مختلفي استفاده نمود. الياف تأمين كنندة خواصي چون استحكام كششي و ضربه، سفتي و مانند آن مي‏باشند ولي رزين تأمين كنندة خواص فيزيكي مانند آتشگيري، مقاومت در برابر شرايط جوي، هدايت حرارتي و مقاومت شيميايي مي‏‌باشند. براي بهبود خواص نيز از انواع افزودني‏ها استفاده مي‌‏شود.
الياف: در انتخاب الياف سه ويژگي مورد بررسي قرار مي‏گيرد: نوع الياف (شيشه، آراميد و كربن)، شكل آنها ( Roving,Mat,Fabrics ) و آرايش يافتگي آنها. 
الياف شيشه مرسوم ترين نوع الياف مورد مصرف مي‏باشند. الياف شيشه نوع الكتريكي ( E-grade )، استحكام كششي حدود Mpa 3450 و مدول كششي Gpa 70 و ازدياد طول 3 تا % 4 دارند و با قطر و وزن مختلف در دسترس مي‏باشند. سطح الياف نيز متناسب با رزين كاربردي پوشش داده شده‌‏اند. براي كاربردهاي خاص مي‏توان از الياف نوع S يا R استفاده نمود.

ماتريس پليمري: 
پلي استر غير اشباع: هر دو نوع ايزو و ارتو فتاليك قابل استفاده مي‏باشند. پلي استر مورد مصرف در فرآيند پلتروژن بايد امكان ژل شدن و پخت سريع را داشته باشد تا قطعه از قالب جدا شود و بيرون كشيدن آن به سهولت انجام پذيرد. ويسكوزيته رزينهاي معمول پلتروژن cP 500 مي‏باشد. اگر ويسكوزيتة رزين بالا باشد، مي‏توان آنرا با مقاديري استايرن مخلوط نمود تا ويسكوزيته مناسب بدست آيد. البته بايد توجه داشت مقدار استايرن آنقدر زياد نشود كه بصورت واكنش نكرده يا پلي ‏استايرن درآيد. 
پراكسيدهاي مورد استفاده در اين فرآيند، بايد در دماي بالاتر از محيط فعال شوند. به عنوان نمونه مي‏توان به موارد زير اشاره نمود:

به علت پيوندهاي غير اشباع، پلي استر پس از پخت 7 درصد جمع‏شدگي نشان مي‏دهد. اين نقص مي‏تواند توسط فيلر و افزودني‏هاي Low Profile جبران گردد. 
خواص الكتريكي پلي‏استر، قطعات آنرا مناسب براي كاربردهاي ولتاژ بالا ساخته است. مقاومت در برابر شرايط محيطي پلي‏استر، متوسط تا خوب است. خواص بهتر توسط افزودني‏ها و پارچه و پوشش (حتي بعد از فرآيند) قابل دستيابي است.
وينيل استر: اين رزين نسبت به پلي‏استر داراي مقاومت خورندگي، خواص مكانيكي و حرارتي بهتري مي‏باشد ولي حدود 75 درصد گرانتر مي‏باشد. 
رزين اپوكسي: اين رزين براي استفاده در دماهاي بالاتر مناسبتر است ضمن آنكه خواص مكانيكي آن عاليست.
ساير رزينها: از رزينهاي ديگري مانند فنوليك، پلي‏متيل متااكريلات و حتي ترموپلاستها استفاده نمود.
مواد افزودني: 
فيلر: در فرآيند پلتروژن پركردن قالب اهميت فراواني دارد. براي اين منظور از پركننده‏ها استفاده مي‏شود. بعد از رزين و الياف، سومين بخش رزين را تشكيل مي‏دهد. از معمولترين فيلرها، كربنات كلسيم، سيليكات آلومينيم و هيدروكسيد آلومينيم را مي‏توان نام برد. با توجه به ويسكوزيته فرمولاسيون، تا 50 درصد وزني فيلراستفاده مي‏شود.
عامل جدا كننده( release agent ): به منظور جداشدن قطعه از قالب، مي‏بايست از يك عامل جداساز استفاده شود. اين عامل نبايد كاملاً ناسازگار با رزين باشد و همچنين سازگاري آن به حدي نباشد كه به سطح قطعه مهاجرت نكند. همچنين بايد قبل از پخت رزين مذاب شده باشد. 
ساير افزودني‏ها: در فرآيند پلتروژن مي‏توان از انواع رنگدانه‏ها، افزودني‏هاي بهبود خواص حرارتي و ساير مواد مرسوم در صنعت كامپوزيت استفاده نمود.
خواص: جهت مقايسه خواص پروفيلهاي پلتروژن با ساير مواد جداول ذيل ارائه مي‏گردد:

مقايسه خواص مكانيكي پروفيلهاي پلتروژني با ساير مواد

 

مقايسه خواص فيزيكي-شيميايي پروفيلهاي پلتروژني با ساير مواد

مزاياي پلتروژن: پلتروژن يكي از اقتصادي‏ترين روشهاي توليد پروفيلهاي كامپوزيتي مورد مصرف در صنايع ساختمان است.
از اين فرآيند در ساخت قطعات سبك مقاوم در برابر خورندگي، سيستمهاي عايق الكتريكي، سازه‏هاي ساحلي و بسياري از كاربردهاي ديگر استفاده مي‏شود. ويژگيها و مزاياي قطعات حاصل از اين روش، در جدول زير خلاصه شده است:

كاربردها:

كاربرد قطعات پلتروژني محدوده وسيعي را در بر مي‏گيرد:

 

فروشگاه ایران کامپوزیت، ارائه کننده محصولات الیاف شیشه و الیاف کربن

گالری

Template Design:Dima Group