آینده کاربرد کامپوزیت‌های ترموست و ترموپلاستیک

تا كنون گزارش‌ هاي متعددي مبني بر گسترش دامنه ی كاربرد كامپوزيت‌ هاي ترموپلاست يا گرمانرم منتشر شده است. به عنوان نمونه گزارش شده، رشد مصرف كامپوزيت‌هاي ترموپلاست، 9% و رشد مصرف كامپوزيت‌هاي ترموست، 3% بوده است و يا اينكه قوانين زيست محيطي اروپا، باعث تغيير الگوي مصرف از كامپوزيت‌هاي ترموست به كامپوزيت‌هاي ترموپلاست خواهد شد.

بر اين اساس آيندة صنعت كامپوزيت رزين‌هاي ترموست، توجه دست‌اندركاران اين صنعت را به خود جلب كرده است.

مجله JEC، كه مجلة معتبري در اروپا محسوب مي‌شود، در شمارة 14 خود، اين سوال را بين كارشناسان بخش‌هاي مختلف صنعت كامپوزيت مطرح كرده است كه آيا كامپوزيت‌هاي ترموپلاستيك، ترموست‌ها را پشت سر خواهند گذاشت يا خير. مرور پاسخ‌هاي داده شده، خالي از فايده نيست.

D. Koning از شركت DSM Composites Resins: “به طور قطع خير. هردو نوع كامپوزيت باقي خواهند ماند. با توجه به خواص دو دسته مواد، براي برخي كاربردها، كامپوزيت‌هاي ترموست مناسب‌ترند. عمدة اختلاف اين دو دستة مواد، رفتار آنها در برابر دما مي‌باشد. كامپوزيت‌هاي ترموست، خزش (creep) ندارند و براي دماهاي بالاتر مناسب‌ترند. در ساخت قطعات خودرو،‌ رقابتي بين مواد ترموست و ترموپلاست در جريان است كه بستگي به اندازه و پيچيدگي قطعه دارد.
همچنين به دليل ضريب انبساط حرارتي پايين كامپوزيت‌هاي ترموست، اين مواد براي كاربردهاي تلفيقي به همراه فلزات در فضاهاي خالي كم (low-gap spacing) مناسب‌ترند.”

Blank از شركت Saint-Gobin Vetrotex Reinforcement: “در سطح جهان، 30% از سهم بازار متعلق به كامپوزيت‌هاي ترموپلاستيك مي‌باشد. در حال حاضر چندين سال است كه رشد كامپوزيت‌هاي ترموپلاستيك بيشتر از كامپوزيت‌هاي ترموست بوده است. موتور محرك اين رشد، مقبوليت يافتن كامپوزيت‌هاي ترموپلاستيك در صنعت خودرو و افزايش كاربرد قطعات تزريقي است. از آنسو، موتور محرك كامپوزيت‌هاي ترموست، در تنوع روش‌هاي شكل‌دهي آنها نهفته است (هر شكل، اندازه و حجم توليد). بنابر اين درست نيست بيان شود كه يكي از اين مواد جاي ديگري را خواهد گرفت. انتخاب هر كدام بستگي به نوع كاربرد، مسائل اقتصادي و ويژگي‌هاي فني كاربرد دارد. همچنين بهترين راه حل فعلي، با توجه به تغيير در تكنولوژي و مواد، راه حل دائمي محسوب نمي‌شود. در مواردي، كامپوزيت‌هاي ترموپلاستيك با روش‌هايي فرآيند شده‌اند كه تا چندي پيش اختصاص به ترموست‌ها داشت. از سوي ديگر روش‌هاي بازيافت، راه را براي گسترش كاربرد قطعات SMC گشوده است. در يك كلام مي‌توان گفت جهت گيري آيندة كاربردها، توازن بين اين دو دسته كامپوزيت را تعيين مي‌كند.”

Padey از شركت Victrex Europa GMBH: “كامپوزيت‌هاي ترموپلاستيك، نسل جديدي از مواد محسوب مي‌شوند كه كاربردهاي جديدي را موجب شده‌اند. خواص نهايي اين مواد به الياف و رزين زمينه بستگي دارد.

خواص فيزيكي- شيميايي ذاتي و خصوصيات مكانيكي مناسب به همراه سهولت فرآيند نسبت به كامپوزيت‌هاي ترموست، اين مواد را جانشين مناسب‌تري ساخته است. علاوه بر اين، قابليت بازيافت كامپوزيت هاي ترموپلاستيك، الزامات جديد زيست محيطي را تامين مي‌نمايد. با اين حال و با وجود اينكه رشد كامپوزيت‌هاي ترموپلاستيك حداقل دو برابر كامپويت‌هاي ترموست مي‌باشد، هنوز چند سال زمان لازم است تا بازار اين مواد در حد كامپوزيت‌هاي ترموست رشد يابد.”

C.Despierre از شركت Hexcel: “چرا اين دو دستة كامپوزيت‌ها را رقيب هم بدانيم در حاليكه توام با هم مي‌توانند، كاربرد كامپوزيت‌ها را گسترش بدهند. خواص و مزاياي اين دو دسته كاملاً با هم متفاوت است. به عنوان مثال، كامپوزيت‌هاي ترموست در دماهاي پايين فرآيند مي‌شوند و براي ساخت قطعات بزرگ مناسبند در حاليكه كامپوزيت‌هاي ترموپلاستيك در چرخة چند ثانيه‌اي فرآيند مي‌شوند و قابليت بكارگيري الياف بلند در آنها، بازار جديدي را در صنعت خودرو ايجاد نموده است. در صنعت هوايي نيز، كامپوزيت‌هاي ترموپلاستيك بجاي رقابت با كامپوزيت‌هاي ترموست، كاربرد آنها را تكميل مي‌كنند. به اين وسيله قطعات آلومينيمي بيشتري جايگزين مي‌شوند و اين خود باعث افزايش سهم كامپوزيت‌ها در اين صنعت مي‌شود.”

B.Grebert از Jacob Composite GMBH: “ما اخيراً سپر خودروي ب. ام. و. M3 را از كامپوزيت ترموپلاستيك ساخته‌ايم كه ضمن سبكي، خواص جذب انرژي عالي نيز داراست. سرعت ساخت اين قطعه نيز بسيار بالا بوده به ما اجازه مي‌دهد، در سال 50.000 قطعه از آن توليد كنيم. اين نوع كاربردها، باعث گسترش مصرف كامپوزيت‌هاي ترموپلاستيك شده، قيمت آن را كاهش خواهد داد. با اينهمه، اينكه كامپوزيت‌هاي ترموپلاستيك، از كامپوزيت‌هاي ترموست پيش خواهند افتاد يا نه، بستگي به حجم مصرف و كارايي مورد نياز دارد. تا آن زمان، مصرف  كامپوزيت‌هاي ترموست در خودرو، در كاربردهايي مانند شاسي، چارچوب و سقف (به دليل ضريب انبساط حرارتي و مقاومت خزش مناسب) و نيز پنل‌هاي خارجي (به دليل كيفيت سطح عالي) ادامه خواهد يافت.

Myard از شركت Advanced Composite Systems: “بيش از ده سال  است  كه  رشد  مصرف  كامپوزيت‌هاي  ترموپلاستيك بيش از كامپوزيت‌هاي ترموست مي‌باشد. دلايل اين امر عبارت است از:
سرعت فرآيند، قابليت بكارگيري قطعات فلزي در حين فرايند تزريق، قابليت جذب انرژي برخورد، كاهش نويز و آلودگي صوتي، عدم نياز به شرايط خاص نگهداري مواد اوليه، محصولات ارزشمندتر پس از بازيافت (كامپاند بجاي فيلر)، مواد اولية ارزان، عدم توليد مواد فرار در فرآيند.”

با توجه به اظهارات فوق مي‌توان گفت، اگرچه كاربرد كامپوزيت‌هاي ترموپلاستيك گسترش خواهد يافت، ولي هنوز براي اظهار اين موضوع كه مصرف آنها از كامپوزيت‌هاي ترموست بيشتر خواهد شد، زود است اما اين امكان در آينده منتفي نيست. اما در هر حال كامپوزيت‌هاي ترموست كاربردهاي خاص خود را  خواهند داشت. يكي از مهمترين عوامل گسترش مصرف كامپوزيت‌هاي ترموپلاستيك در حال حاضر، صنعت خودرو مي‌باشد در حاليكه بيشترين بازار صنعت كامپوزيت در ايران متعلق به صنايع الكترونيك، تفريحي و شيميايي است. (در حال حاضر پليمرهاي تقويت شده با كربنات كلسيم يا فيلرهاي مشابه را جزو صنايع پلاستيك به شمار مي‌آورند.)