چسباندن مواد پلاستیکی پلی‌ اتیلن

از این رو چسباندن قطعات پلاستیکی به یک‌دیگر نیز از دغدغه‌های ما خواهد بود که در این مقاله به بررسی روش‌های چسباندن مواد پلاستیکی پلی‌اتیلن می‌پردازیم .

پلاستیک‌ها به دو دسته تقسیم می‌شوند: ترموپلاستیک و ترموست. پلی‌اتیلن نوعی ترموپلاستیک سبک است که به دو دسته پلی‌اتیلن با چگالی پایین (LDPE) و پلی‌اتیلن با چگالی بالا (HDPE) طبقه‌بندی می‌شود.

از این ماده غالبا برای بسته‌بندی و بشکه‌های مخصوص مواد شیمیایی استفاده می‌شود. از آن‌جاکه سطح این ماده بدون منفذ است، ماده مناسبی برای بسته بندی و نگهداری چسب نیز می‌تواند باشد؛ زیرا امکان چسبیدن چسب به سطح پلی‌اتیلن وجود ندارد.

روش‌های چسباندن پلی‌ اتیلن

دو روش مناسب برای چسباندن پلی‌اتیلن شامل موارد زیر است:

روش جوشکاری جهت چسباندن مواد پلاستیکی بر پایه پلی‌ اتیلن

استفاده از چسب پلی‌ اتیلن صنعتی

روش جوشکاری خود شامل موارد زیر می‌باشد: (با استفاده از حلال، جوشکاری اولتراسونیک (فراصوتی) و جوشکاری مادون قرمز)

پلی اتیلن در مقابل حلال‌های شیمیایی حساس بوده و در معرض حرارت تغییرشکل یافته یا ذوب می‌شود. هر دو ویژگی شرایط ایده‌آلی برای چسباندن پلاستیک فراهم می‌کند. تمامی این روش‌ها چند مرحله‌ای بوده و سطوح پلاستیکی را قبل از چسباندن آماده‌سازی می‌کند.

سه روش برای آماده‌سازی سطح برای چسباندن مواد پلاستیکی برپایه پلی‌اتیلن وجود دارد:

• اصلاح سطح کرونا
• اصلاح سطح پلاسما
• اصلاح سطح تابشی

به این علت که در روش‌های جوشکاری از مواد شیمیایی قوی و تجهیزات سنگین استفاده می‌شود، روشی مناسب برای چسباندن پلی‌اتیلن در حجم زیاد در کارخانجات است.

نکته دیگری که باید درنظرگرفته شود این است که این روش‌ها تنها برای چسباندن دو سطح پلی‌اتیلن به هم مناسب است و برای چسباندن پلی اتیلن به سطوح دیگری چون فلز، چوب، کامپوزیت و غیره… به کار برده نمی‌شود.

روش چسب پلی‌ اتیلن صنعتی جهت چسباندن مواد پلاستیکی برپایه پلی‌ اتیلن

اگر می‌خواهید روشی مقرون به صرفه و ساده‌تر برای چسباندن پلاستیک پلی‌اتیلن به کار ببرید؛ از چسب صنعتی سیانواکریلات ( اکثر چسب‌های قطره‌ای از این نوع می‌باشند) همراه با پرایمر پلی‌اولفین استفاده کنید.

این چسب برخلاف روش‌های جوشکاری تمامی سطوح اصلاح نشده پلی‌اتیلن LDPE و HDPE را به هم می‌چسباند.

بدین منظور ابتدا پرایمر را روی یکی از سطوح بمالید. سپس چسب را روی سطح دیگر مالیده و هر دو سطح را به هم بچسبانید. چسب صنعتی در عرض چند ثانیه خشک می‌شود.

فراموش نکنید که قبل از استفاده از چسب ابتدا دستورالعمل روی آن را بخوانید و قبل از حرکت دادن شیء اجازه دهید چسب کاملا خشک شود.

استفاده از چسب های پلی‌اتیلن صنعتی روشی راحتتر و مقرون به صرفه‌تر است، به طور مشخص استفاده از چسب صنعتی سیانوآکریلات با پرایمر پلی‌الفین برای چسباندن پلی‌اتیلن‌ها بسیار مرسوم است.

روش کار به این صورت است که ابتدا باید سطوح را تمیز کنید تا آلودگی روی سطح نباشد ، سپس یک سطح را به پرایمر و سطح دیگر را به چسب آغشته می‌کنیم ، در مرحله آخر دو سطح را به هم می‌چسبانیم و اجازه می‌دهیم تا خشک بشود. استفاده از این راهکار روشی مرسوم و آسان برای چسباندن پلی‌اتیلن‌هاست.

کدام‌یک از روش‌های چسباندن مواد پلاستیکی برپایه پلی‌ اتیلن بهتر است؟

هنگام تصمیم‌گیری برای انتخاب یکی از روش‌ها ابتدا هدف پروژه را در نظر بگیرید.

روش‌های جوشکاری برای تولیدات وسیع با ماشین‌آلات سنگین مناسب هستند و روش چسب پلی‌اتیلن صنعتی برای چسباندن پلی‌اتیلن به سطوح غیرپلاستیک مناسب است. هر دو روش برای چسباندن پلاستیک پلی‌اتیلن مناسب است.

اگر جنس مورد نظر ما لوله پلی‌ اتیلنی باشد و بخواهیم بخش‌هایی از آن را بهم بچسبانیم چه کنیم؟

ابتدا به فرآیند تولید اشاره کنیم: لوله‌های پلی‌اتیلنی از ترکیب مواد پلی‌اتیلن سبک و پلی‌اتیلن سنگین به نسبت مساوی ساخته میشوند.

چنانچه قضد تولید این لوله‌ها را دارید خرید پلی‌اتیلن سنگین EX3 یا PE80 و خرید پلی‌اتلین LLD209 به‌شما توصیه می‌شود.

برای اتصال لوله‌های پلیمری همانند لوله‌های فلزی روشهای مختلف و متنوعی وجود دارد. جهت اتصال موقت می‌توان از اتصالات پیچی که به خوبی امکان آب بندی را فراهم می کند استفاده نمود.

برای اتصال دائمی با توجه به ساختار فیزیکی مواد پلیمری نظیر پلی‌اتیلن یا پلی‌پروپیلن می‌توان از روشهای حرارتی جهت اتصال استفاده نمود. بسته به روش حرارتی مورد استفاده فرایندهای متنوعی نظیر جوش لب به لب، جوش الکتروفیوژن و اکستروژن توسعه یافته اند.

لوله های پلی‌اتیلن و اتصالات تا قطر ۹۰ میلی متر را معمولا بوسیله الکتروفیوژن (جوش کاری برق گذاری سیمی) و یا جوشکاری حرارتی بوشنی و از 90 میلی‌متر به‌بالا را می‌توان به وسیله جوشکاری حرارتی لب به لب انجام داد.

روش‌های چسباندن مواد پلاستیکی برپایه پلی‌ اتیلن بصورت جوش‏‎

لوله پلی‌اتیلن رامی‌توان به روش‌های زیر به یکدیگر متصل کرد:

• ‎ جوش‎ حرارتی ‎اتصالات
• جوش‎ الکتریکی اتصالات
• اتصالات مکانیکی

این گونه اتصالات می توانند در حد استحکام لوله ویا حتی محکم‌تر باشند، بهترین ‎روش اتصال بستگی به کاربرد خط لوله، نیازمندی‌ها و شرایط پروژه دارد‏‎.

در زیر به انواع این اتصالات خواهیم پرداخت :

۱‏‎–‎  جوشکاری اتصالات با روش الکتروفیوژن‏‎

اتصالات جوشی الکتروفیوژن معمولاً در شبکه‌های توزیع گاز استفاده می‌شوند .استفاده از این نوع اتصالات با ‏توجه به توصیه استاندارد شرکت ملی ‌گاز ایران و‏‎استاندارد DIN ‎ آلمان می‌باشد‏‎ .‎

‏۲‏‎ –‎ جوشکاری اتصالات به‌روش صفحه داغ یا لب به لب (بات فیوژن)

از اتصالات جوش لب به لب می توان در سیستم‌های آب و فاضلاب و شبکه توزیع آنها، آتش‌نشانی و در فشارهای ‏مختلف استفاده می‌شود .این نوع جوش در صورتیکه بدرستی انجام شود بهترین روش اتصال می‌باشد.

در اتصالات جوشی، کیفیت جوش و بازده آن بستگی به مهارت و توانائی جوشکار، تناسب و ‏کارایی مناسب دستگاه جوش و تجهیزات مربوطه و میزان رعایت اصول و قوانین جوشکاری دارد‎.‎

۳‏‎ – ‎اتصالات پیچی

از اتصالات پیچی، در خطوط آب و فاضلاب پلی‌اتیلن زیر ۴ بار فشار استفاده می‌شود.

‏اتصالات پیچی به راحتی و سریعاً باز و بسته شده و هیچگونه آسیبی به لوله و اتصالات پلی‌اتیلن وارد نمی‌کنند و ‏از این ویژگی برخوردارند که در برابر مواد شیمیائی نیز کاملاً مقاوم می‌باشند‏‎.

مراحل اجرایی‏ چسباندن مواد پلاستیکی برپایه پلی‌ اتیلن

اتصالات می‌بایست براساس دستورالعمل‌های موجود در روش‌های اجرایی و با درنظرگرفتن توصیه‌های ارائه شده ‏ازطرف سازنده لوله واتصالات انجام شود‎.

انتخاب نوع اتصال و روش‌های کنترل می‌بایست باتوجه به سطح مهارت اپراتورها، محیط وشرایطی که عمل اتصال ‏وروش های کنترل توسط شرکت توزیع گاز کشور صورت می پذیرد انجام شود.

جوش لوله پلی‌اتیلن: انجام اتصال جوشی باکمک ابزارهای حرارتی مطابق با روش‌های مناسب مربوطه صورت می‌گیرد.

در این روش‌ها ‏سطوح مورد اتصال از طریق حرارت دادن به نقطه ذوب رسیده وسپس به سمت هم نزدیک وبا تماس مستقیم عمل ‏جوش واتصال انجام می پذیرد‎. ‎
درجه حرارت جوش‏‎

تولید یک باندجوش قوی بستگی به محدوده های جوش تولیدات پلی‌اتیلن ذوب شده دارد حرارت بیش از اندازه ممکن ‏است موجب تنزیل کیفیت ماده‌ی اولیه بشود وحرارت کم هم نمی‌تواند به صورت مطلوبی ماده پلی‌اتیلن را نرم کند تا ‏جوش خوب وباکیفیت انجام شود.‎

زمان برداشتن صفحه حرارتی باید حتی المقدور کاهش یابد تا از خنک شدن بیش از حد سطح ذوب شده جلوگیری ‏شود.‎

میزان درجه حرارت جوش هرنوع تولیدات خاص پلی‌اتیلن که قرار است مورد اتصال واقع شود می‌بایست قبلا ‏مشخص شود تولید کننده‌ها وسایر شرکت‌های مرتبط را می‌بایستی مورد مشاوره قرار داد تا از توصیه‌های آنها در ‏مورد مدت زمان حرارت دادن، درجه حرارت لازم ومراحل اجرایی جهت تولیدات پلی‌اتیلن موردنظر مطلع شد‏‎ .‎

لازم به ذکر است که هوای سرد وباد می‌تواند برروی دمای حرارتی جوش اثر منفی بگذارد‏‎.درچنین شرایطی می‌بایست یک‌سری پیش‌بینی‌های لازم مانند قراردادن حفاظ ویا طولانی کردن زمان حرارت ‏مد نظر قرار داد.‎

دستگاه‌های جوش پلاستیک

تجهیزات  می‌بایست مطابق با استاندارد‏‎ ISO ‎باشد‎ .‎

تجهیزات مربوطه می‌بایست مطابق باقوانین منطقه‌ای به تایید وتصویب رسیده باشد.‏‎

‎ضروری است که به سرویس ونگهداری تجهیزات جوش اهمیت خاصی داده شود.

اتصالات خوب ورضایت بخش نمی‌تواند باتجهیزات جوشی که که شرایط نامطلوب داشته باشد ایجاد شود.

تمیزی ‏و پاکی سطوح حرارتی، درجه حرارت مناسب درابزار حرارتی، هم محوری وشرایط بهره‌برداری ماشین‌های اتصال ‏درزمان استفاده حائز اهمیت بسیار می باشند‎.‎

ابزارهای حرارتی به گونه‌ای طراحی شده‌اند که می‌توانند درجه حرارت ثابتی را در محدوده‌ی دمای ذوب تولیدات ‏پلی‌اتیلن حفظ کرده ومی‌بایست دارای تجهیزات نشان دهنده واندازه‌گیری درجه حرارت باشند.

به منظور کنترل دمای ذوب در ابزار حرارتی می‌توان ازوسایل دقیق اندازه‌گیری دما همچون یک پیزومتر ‏یا ترمومتر دیجیتالی مجهز به صفحه‌ی نشان دهنده استفاده نمود‎.‎

کلیه تجهیزات حرارتی که در مراحل اجرایی اتصالات استفاده می‌شوند می‌بایست با استفاده از انرژی الکتریکی ‏حرارت ایجاد کنند، نباید از وسایل گازی جهت حرارت دادن استفاده شود و استفاده‌ی مستقیم از حرارت که به صورت مشعل ویا هرگونه ‏شعله‌ی مستقیم می‌باشد ممنوع است.‎

ساختار چسب‌های مناسب برای لوله‌های پلی‌ اتیلن

درگذشته از قیر یا شیره درختان به عنوان چسب استفاده می‌شد و در قرن نوزدهم چسب‌هایی با منشأ حیوانی و گیاهی ساخته شد که در نوع حیوانی معمولاً ساختاری از جنس کلاژن شامل پروتئین، استخوان‌، رگ و پی و در نوع گیاهی ساختار چسب‌ها از نوع نشاسته و دانه‌های برنج، گندم و سیب‌زمینی بود. اما با پیشرفت تکنولوژی چسب‌های صنعتی ساخته شد.

چسب‌ها از دسته مواد پلیمری هستند که توسط واکنش شیمیایی افزایشی یا پلیمر شدن تراکمی به‌وجود می‌آیند. درواقع نوع اتصال بین پلیمرهای چسب از نوع پیوند کووالانسی است که در مخلوطی از حلال‌ها قرار گرفته‌اند. علاوه بر این در ساختار چسب‌ها افزودنی‌های دیگر نیز وجود دارد که شامل موارد زیر هستند:

– پایدار کننده‌ها جهت محافظت از خرابی توسط اکسیژن

– نرم‌کننده‌ها جهت افزایش انعطاف‌پذیری و کاهش دمای تبدیل شیشه‌ای

– مواد پرکننده معدنی جهت کاهش میزان‌ انقباض در حین سخت شدن، تغییر خواص روان شدن قبل از سخت شدن و نیز بهبود خواص مکانیکی نهایی

– غلیظ‌ کننده

– معرف‌های جفت کننده سیلابی

انواع چسب مناسب برای لوله‌های پلی‌ اتیلن

چسبی برای لوله و اتصالات پلی‌اتیلنی مناسب بوده که خاصیت ضدآبی و ضد رطوبت بالایی داشته باشد.

همچنین در برابر اشتعال، مواد شیمیایی و خورنده‌ها مقاوم بوده و از قدرت چسبندگی بسیار بالایی نیز برخوردار باشد. در اصل پتانسیل ترک‌خوردگی چسب باید بسیار پایین باشد.

در این میان کارخانه‌ها چسب‌های مختلفی با فرمول‌های گوناگون برای لوله‌های پلی‌اتیلن تولید کردند که هر یک ویژگی‌ها و مزایای مخصوص به خود را دارند.

برخی از این چسب‌ها عبارت‌اند از:

• چسب پلیکا
• چسب مخصوص فایبر فیکس
• چسب اپوکسیدی
• چسب پلی‌مکس
• چسب پلیکا

این نوع چسب از قوی‌ترین چسب‌ها است که دارای قدرت چسبندگی و هم‌جوشی بسیار بالا بوده و به صورت گسترده استفاده می‌شود.

این چسب در دو نوع معمولی و تارگت وجود دارد که نوع تارگت آن علاوه بر قدرت چسبندگی و کشسانی بیشتر، سریع‌تر عمل کرده و کارآیی بهتری دارند. چسب مخصوص پلیکا در اندازه‌های مختلف با مارک‌های گوناگون در بازار عرضه می‌گردند.

چسب فایبر فیکس

یکی دیگر از بهترین چسب‌های مناسب برای لوله پلی‌اتیلن، نوارچسب نشتی گیر و تعمیر فایبر فیکس است که به طور گسترده‌ای در انواع لوله‌ها استفاده می‌گردد.

از مهم‌ترین ویژگی‌های این نوع چسب می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

– امکان رفع نشتی انواع لوله پلی‌اتیلن تا فشار ۲۰ بار

– عایق الکتریسیته تا ۱۶۰۰ ولت

– عایق حرارتی تا ۱۰۰ درجه سلسیوس

– مقاوم در برابر فشار، ضربه، ساییدگی و له شدگی تا ۱۰۰ برابر

– دارای دوام و مقاومت بسیار بالا در مقابل نور، رطوبت، خوردگی و زنگ زدگی

– مناسب برای لوله‌های آبیاری، بدون بو، غیرسمی و کاملاً بهداشتی.

– حلال ناپذیری در برابر محلول‌های شیمیایی، نفتی و سوخت‌ها، مواد اسیدی و قلیایی

– امکان رنگرزی و سمباده کشی

– بی‌ضرر برای انسان و حیوان

– عدم بروز حساسیت پوستی (استفاده از دستکش بهتر است)

– امکان استفاده برای انواع لوله‌های پلی‌اتیلن، فلزی، پی‌وی‌سی و غیره
چسب اپوکسیدی

این دسته از چسب‌ها با کاربرد بسیار بالا انواع سطوح با جنس‌های چوب، فلز، شیشه، سرامیک، پلی‌اتیلن و غیره را به خوبی به هم می‌چسباند و از بهترین چسب‌های ساختمانی هستند.

چسب اپوکسیدی توسط واکنش‌های شیمیایی مقاوم و سخت می‌گردند که در نوع اپوکسی و رزین‌اپوکسی با مقاومت بالا در برابر روغن، آب، اسید، باز و دیگر حلال‌ها در بازار وجود داشته و یکی دیگر از چسب‌های مناسب برای انواع لوله‌ پلی‌اتیلنی به حساب می‌آیند.
چسب پلی‌مکس

این نوع چسب با قدرت چسبندگی و دوام بالا اتصالی محکم و سریع را به وجود آورده و برای انواع لوله و اتصالات پلی‌اتیلنی نیز مناسب است. از ویژگی‌های ممتاز و منحصر‌به‌فرد چسب پلی‌‌مکس می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

– قدرت چسبندگی بالا بدون نیاز به پرایمر

– امکان رنگ‌آمیزی

– قابلیت استفاده در داخل و خارج از ساختمان

– انعطاف‌پذیری بالا و همیشگی

– مقاومت در برابر دمای ۴- تا ۱۰۰+ درجه سانتی‌گراد

– مقاوم در مقابل هوا، نور و آب و نفوذ کپک

– استحکام و پایداری در برابر کوچک‌شدگی

– امکان استفاده در سطوح با رطوبت کم

–بدون بو بهداشتی و بدون هیچ‌گونه حلال شیمیایی و اسیدی

همان‌طور که اشاره شد چسب مناسب برای قطعات و لوله‌های پلی‌اتیلن در انواع مختلفی وجود دارد که استفاده از آن‌ها در مواردی که نشتی کم است، به کار می‌آید و دارای مزایایی نظیر قابلیت اتصال سطوح غیر همسان به هم، گسترش بار در یک ناحیه و زیبایی ظاهری مکان مورداستفاده است.

اما چسباندن لوله‌ی پلی‌اتیلن معایبی نیز دارد که از جمله می‌توان به سست شدن محل چسب خورده به مرور زمان در برابر آب و حرارت، قدرت استحکام پایین‌تر نسبت به اتصالات فلزی و دمای تبدیل شیشه‌ای و تخریب شیمیایی نام برد.

در هر صورت جهت استفاده از چسب برای لوله پلی‌اتیلن تمیز بودن قطعات در هنگام چسب و دادن زمان مناسب جهت محکم شدن اتصال لازم و ضروری است.

منبع: پانیذا پلیمر