مهندسی پلیمر

​ کفپوش پلی اورتان و تحلیل مقاومت کششی و فشاری

کفپوش پلی یورتان یکی از کفپوش های دو جزئی است که در برابر تغییرات دمایی، شیمیایی، مکانیکی، اشعه ماورابنفش، قارچ، باکتری و اشتعال مقاوم است. در واقع پلی اورتان یا PU، نام عمومی پلیمرهایی است که پیوند پلی اورتانی دارند. پیوند پلی اورتان به پیوند افزایشی بین یک گروه دارای ایزوسیانات با یک گروه دارای هیدروژن فعال مانند هیدروکسیل گفته می شود.

​

اولین پلیمر پلی اورتان در سال ۱۹۳۷ توسط اوتو بایر در آلمان سنتز شد. اولین پلیمر سنتزشده محصول واکنش دی ایزوسیانات بود. بعد از کشف اولین پلیمر پلی اورتان، خانواده پلی اورتان ها به سرعت رشد کرد و جایگاه ویژه ای در صنعت به دست آورد. پلی اورتان در صنعت کفپوش نیز بسیار موردتوجه قرار گرفته است.

پوشش‌های پلی یورتان آب قابل درمان جدید (UVWPU) اصلاح شده توسط ملامین با استفاده از ایزوفورون دی ایزوسیانات (IPDI)، پلی اتیلن گلیکول (PEG)، α، α-دی متیلول پروپیونیک اسید (DMPA)، هیدروکسی اتیل آکریلات (HEA) به عنوان مواد اصلی تهیه شد. ساختار کوپلیمر با استفاده از طیف‌سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FT-IR) تأیید شد.

Novel heat-resistance UV curable waterborne polyurethane coatings modified by melamine

عملکرد پوشش ها توسط کالریمتری اسکن تفاضلی (DSC) و آنالیز وزنی حرارتی (TGA) و آزمایش های مکانیکی مانند سختی مداد و مقاومت در برابر آب ارزیابی شد. نتایج نشان داد که فیلم اصلاح شده UVWPU دارای مقاومت حرارتی، مقاومت در برابر آب و خواص مکانیکی خوبی است.

دوز بهینه ملامین 4.70 وزنی، دمای انتقال شیشه ای (Tg) فیلم اصلاح شده 20.4 درجه سانتیگراد و 5٪ دمای کاهش وزن (253 درجه سانتیگراد) 105 درجه سانتیگراد افزایش یافت. پس از خشک شدن فیلم اصلاح شده در دمای 130 درجه سانتیگراد به مدت 2 ساعت، هیچ تغییری در رنگ، چروک، پوسته پوسته شدن، جداشدگی و کفی یافت نشد.

​

Microstructural and mechanical assessment of the causes of failure of floors made of polyurethane-cement composites

این مقاله نتایج آزمایش های ریزساختاری و مکانیکی یک کف ساخته شده از کامپوزیت پلی اورتان-سیمان را ارائه می دهد که پس از استفاده کوتاه مدت به طور قابل توجهی آسیب دیده است.

طبقه در یک ساختمان تولیدی و انباری بزرگ واقع شده است. خسارات زیادی از جمله ساییدگی های موضعی، ناهمواری، سوختگی و سوختگی کف وارد شد که همگی ایمنی استفاده از آن را به خطر می اندازند.

بر اساس آزمایشات انجام شده، خطا در اجرای طبقه آزمایش شده حذف و نشان داده شد که فناوری اجرای آن صحیح است. بر اساس تحقیقات انجام شده نشان داده شد که علت آسیب، استفاده نادرست از کف بوده است.

این استفاده نادرست شامل اجازه دادن به چرخ های محرک لیفتراک برای چرخاندن پالت ها به منظور تحویل آنها به همراه کالا هنگام اضافه کردن یا چیدن پالت ها به یا از پشته پالت بود. پیامد چرخش افزایش موضعی سریع دمای کف بود که باعث شوک حرارتی شد که کف در برابر آن مقاوم نبود.

​

برای درک بهتر داده های تست ASTM، بررسی پنج استانداردی که احتمالاً در ترکیب مقایسه داده ها برای مشخصات کفپوش ظاهر می شوند، بسیار مهم است.

ابتدا، این مقاله بر روی سه روش تست - برای مقاومت فشاری، کششی و خمشی - تمرکز می‌کند که به دلیل آزمایش‌هایی که روی نمونه‌های پوشش کف انجام می‌شوند که به یک بستر بتنی نچسبیده‌اند، می‌توانند گمراه‌کننده باشند. هر آزمایش باید نتایجی فراتر از خواص یک بستر بتنی متوسط ​​داشته باشد که مطمئناً مطلوب است. با این حال، مقادیر آزمایش گزارش شده با عملکرد واقعی مطابقت ندارند زیرا کاربرد پوشش کف را برای یک بستر بتنی ضعیف‌تر در نظر نمی‌گیرند. تنها بر اساس داده‌های گزارش‌شده، یک مشخص‌کننده ممکن است انتظار داشته باشد که سیستم کف‌پوش طبق رتبه‌بندی‌های منتشر شده خود عمل کند، اما متوجه نمی‌شود که بتن زیر احتمالاً قبل از این سطوح شکست می‌خورد.

بسترهای بتنی کف معمولاً در ضخامت 102 تا 152 میلی‌متر (4 تا 6 اینچ) ریخته می‌شوند (شکل 1) و معمولاً دارای مقادیر متوسط ​​عملکردی هستند:

مقاومت فشاری: 28 تا 35 مگاپاسکال (4000 تا 5000 psi)؛

استحکام کششی: 2 تا 3 مگاپاسکال (300 تا 400 psi)؛ و

استحکام خمشی: 4 تا 6 مگاپاسکال (600 تا 800 psi).

هر ویژگی فوق را می توان با افزودن عناصر تقویت کننده افزایش داد و در نهایت دال بتنی باید به گونه ای طراحی شود که الزامات عملکرد محیط را برآورده کند. ​

پوشش های رزینی کف بر روی دال های بتنی با ضخامت تنها 3 تا 6 میلی متر (118 تا 236 میل) اعمال می شود (شکل 1). حتی در این ضخامت کم، پوشش کف مقاومت فشاری، کششی و خمشی بهتری نسبت به بتن معمولی خواهد داشت. با این حال، این مقادیر بالاتر ممکن است باعث سردرگمی مشخص کننده ها شود، که ممکن است فرض کنند می توانند این سطح عملکرد را از کل طبقه درک کنند. در واقع، از آنجایی که بتن کمترین مخرج مشترک است، عملکرد سیستم کف سازی اساساً به بتن تبدیل می شود. به عنوان مثال، یک پوشش کف با مقاومت فشاری بالاتر از بتن ممکن است تحت یک بار سنگین مقاومت کند، در حالی که بتن زیر ممکن است در معرض شکست قرار گیرد. در حالی که ممکن است پوشش دست نخورده باقی بماند، کف از کار افتاده است، زیرا مشکلات چسبندگی پوشش مطمئناً به دنبال خواهد بود.

همچنین ممکن است بتن صیقلی معماری را دوست داشته باشید: دفاع از هدف طراحی

نتایج آزمایش ASTM برای مقاومت فشاری، کششی و خمشی همچنان می‌تواند برای مقایسه کلی محصول با وجود ارتباط محدود آنها با بستر بتنی مفید باشد. با این حال، برای مشخص‌کننده‌ها مهم است که برخی تفاوت‌های ظریف را برای هر روش آزمایشی که ممکن است بر مقایسه آنها از داده‌های بین آزمایشگاهی تأثیر بگذارد، درک کنند.

مقاومت فشاری

ASTM C579-18 مقاومت یک ماده را در برابر تغییر شکل یا شکستن تحت نیروی فشار اعمال شده اندازه گیری می کند. با پیروی از پروتکل روش تست استاندارد B، یک تولیدکننده کفپوش یا آزمایشگاه، یک مکعب 50 میلی‌متری (2 اینچی) از مواد پوششی را می‌ریزد. سپس یک تکنسین تعیین می کند که قبل از خرد شدن نمونه، چه مقدار نیرو می تواند به مکعب وارد شود (شکل 2).

شکل 2: ASTM C579-18، روش‌های تست استاندارد برای مقاومت فشاری ملات‌های مقاوم در برابر مواد شیمیایی، گروت‌ها، سطوح یکپارچه و بتن‌های پلیمری، تعیین می‌کند که یک مکعب از مواد پوششی قبل از خرد شدن چه مقدار نیرویی را تحمل می‌کند.

شکل 2: ASTM C579-18، روش‌های تست استاندارد برای مقاومت فشاری ملات‌های مقاوم در برابر مواد شیمیایی، گروت‌ها، سطوح یکپارچه و بتن‌های پلیمری، تعیین می‌کند که یک مکعب از مواد پوششی قبل از خرد شدن چه مقدار نیرویی را تحمل می‌کند.

مقادیر به دست آمده از طریق این روش آزمایش ممکن است با کاربرد واقعی پوشش در ضخامت معمولی آن مرتبط نباشد. مقاومت پوشش اعمال شده همچنان بیشتر از مقاومت بتن معمولی خواهد بود. به همین دلیل است که بتن از نظر تئوری می تواند قبل از پوشش خرد شده و ترک بخورد و ارزش گزارش شده بالاتر پوشش تقریباً برای مقایسه محصول بی ربط باشد. مشخص‌کننده‌ها فقط باید بتن را طوری طراحی کنند که نیازهای خدمات را برآورده کند و سپس اطمینان حاصل کنند که مقاومت فشاری پوشش کف مشخص‌شده بالاتر از درجه بتن است.

ASTM C579-18 یک مقدار قابل مقایسه در بین نمونه‌های آزمایشی ارائه می‌کند و به تعیین‌کننده‌ها اجازه می‌دهد تا مقادیر آزمایشی نسبتاً دقیق را از برگه‌های داده محصول ارزیابی کنند. با این حال، این مقادیر ممکن است دقیق نباشند، زیرا این روش آزمایشی به دلیل تنوع آماده سازی نمونه، 15 درصد واریانس مجاز برای تکرارپذیری دارد.

برای غلبه بر کاستی‌های این روش آزمایش، مشخص‌کننده‌ها ممکن است بخواهند به ویژگی‌های ازدیاد طول پوشش توجه کنند تا اطمینان حاصل کنند که می‌تواند هر ترکی را که در نهایت ممکن است در بستر بتنی ایجاد شود، از بین ببرد.

استحکام کششی

ASTM D638-14، روش تست استاندارد برای خواص کششی پلاستیک ها، مقاومت پوشش کف را در برابر شکستن تحت تنش های جدا شدن (کشش) تعیین می کند. این قابلیت ازدیاد طول پوشش (از هم جدا شده) را ارزیابی می کند که برعکس مقاومت فشاری آن (به هم فشار داده شده) است.

منبع :کفپوش اپوکسی شیراز

​