پلیمرهای سبک وزن: استفاده در صنایع هوایی و فضایی
مواد پلیمری جهت استفاده در صنایع هوایی و فضایی کاربردهای متعددی دارند و اغلب سبب ساز ایجاد تغییراتی بسیار ماندگار و اثربخش در توسعه فناوری و تغییر سبک زندگی برای افراد در قرن 21 شده اند. این مواد از مشتقات گاز و نفت تولید شده و دارای پایه زیستی اند. در واقع مواد پلیمری ساخته شده از مواد استخراج شده از دل طبیعت اند و به صورت ها و در انواع مختلف در صنعت هوا-فضا مورد استفاده قرار می گیرند. در ادامه به بحث درباره پلیمرهای سبک وزن: استفاده در صنایع هوایی و فضایی می پردازیم.
خواص پلیمر جهت کاربرد در صنعت هوا- فضا
پلاستیک ها از تنوع بیشماری برخوردارند و سازنده مواد پلیمری محسوب می شوند. آن ها از چگالی کمی برخوردارند ، سبک وزن هستند و و عمدتا عایق حرارتی و الکتریکی اند. در مقابل خوردگی بسیار مقاوم اند، دوام خوبی دارند و در محیط های سخت می توان از آن ها استفاده کرد. این ماده را به راحتی می توان با رنگ ها، بازدارنده های شعله، نرم کننده ها، پر کننده ها، عوامل فوم زا و نرم کننده ها ترکیب کرده و مورد استفاده قرار داد. از جمله انواع پلیمرها می توان به ترموپلاستیک ها، ترموست ها و الاستومرها اشاره کرد. مواد پلیمری به علت آنکه از مقاومت بالا و خوبی برخوردار بوده و سبک وزن هستند و می توان در شرایط سخت محیطی از آن ها استفاده کرد، در صنعت هوا- فضا کاربرد زیادی دارند. این مواد سبب افزایش کارایی، کم کردن وزن و کاهش هزینه نگهداری و ساخت هواپیما و هلی کوپتر می شوند.
استفاده از ترموپلاستیک ها، ترموست ها و الاستومرها در صنعت هوافضا
پلیمرها را زنجیره های بزرگ مولکولی می دانند که از واحدهای کمی کوچک تر تحت عنوان مونومر تشکیل شده اند. پلی به معنای چند و مر به معنای قسمت/بخش است. انواع پلیمر را به سه دسته اصلی تقسیم بندی می کنند:
- گرمانرم ها یا ترموپلاستیک ها
- گرماسخت ها یا ترموست ها
- الاستومرها
نوع اول با افزایش دما بسیار راحت نرم شده و از طریق سرد شدن به حالت اولیه خود برمی گردند و سخت می شوند و از قابلیت ذوب شدن برخوردارند. گرماسخت ها (ترموست ها) با افزایش گرما سخت شده و با سرد شدن به حالت اولیه شان برمی گردند. الاستومرها هم یکی از انواع پلیمر محسوب می شوند که بدون پاره شدن در برابر تغییر شکل مقاومت خوبی دارند.
با وجود برخی واکنش های شیمیایی پلیمر از طریق اتصال مونومرها به یکدیگر زنجیره ای طولانی دارای جرم مولی بالا را ایجاد می کند که نام پلیمریزاسیون بر آن می نهند. پلی استایرن را یکی از انواع ترموپلاستیک می دانند که حاوی فنیل بنزن است و از آن در مواردی که کاربردهای الکتریکی دارد استفاده می شود. ترموست ها (پلی اورتان ها که نوعی پلیمر محسوب می شوند) در شکل های مختلف مانند فوم های سخت و منعطف، قابل کاربردند رزین های اپوکسی هم از مقاومت بالای سایشی و خواص مکانیکی برخوردارند. الاستومرها هم به سبب مقاومت شیمیایی خوب در این صنعت به شکل های مختلف کاربرد دارند. در ادامه به برخی از پلیمرهای پرکاربرد در این صنعت اشاره خواهیم کرد.
بیشتر بدانید:
- کاربردهای متنوع مستربچ‌های فوم‌کننده در تولید محصولات سبک وزن
- کاربرد پلیمرها در صنعت ساختمان و معرفی پروپیلن ساختمانی
- پلیمرهای رسانا: کاربردها در الکترونیک و صنایع نوین
کاربرد پلیمرهای سبک وزن: استفاده در صنایع هوایی و فضایی
درباره پلیمرهای سبک وزن: استفاده در صنایع هوایی و فضایی باید گفت این پلیمرها در ساخت هلیکوپترها و هواپیماها مورد استفاده‌اند. در ادامه به برخی مواد ساخته از پلیمر که در صنعت هوا- فضا پرکاربردند، اشاره می‌کنیم:
- کامپوزیت های ماتریس
معمولا از کامپوزیت های ماتریس از جنس پلیمر در فضای درون هواپیما و ساخت تایرها استفاده می شود. با توجه به اینکه لاستیک های هواپیما باید از دوام زیادی برخوردار باشند و قادر به حمل بارهای سنگین باشند تا در زمان کوتاه راحت فرود آیند استفاده از کامپوزیت های ماتریس سبب می شود تا در حوزه صنعت هوافضا جهت کاهش وزن و بهبود و افزایش عملکرد لاستیک ها از این ماده استفاده شود. کامپوزیت های ماتریس از سختی، چگالی بسیار کم، استحکام زیاد و چقرمگی خوبی برخوردارند. از این ماده به ویژه در قسمت بیرون هواپیما و بدنه آن استفاده می شود.
- پلی‌کربنات یا پلاستیک اکریلیک
پلی کربنات یا پلاستیک اکریلیک هم یکی دیگر از پلیمرهای سبک وزن است که جهت استفاده در صنایع هوایی و فضایی کاربرد دارد. این ماده بسیار سبک بوده و مستحکم است و از خواص نوری خوبی برخوردار می باشد. این ماده و کامپوزیت های ماتریس از جمله مواد ساختماتی هستند که در داخل هواپیما همچون پانل های داخلی ، میله، میز، کابینت، روکش ها، درب، سطل ذخیره سازی بالای سر افراد در داخل افراد ها کاربرد دارند.
- منسوجات تولید شده از الیاف پلیمری
یکی دیگر از پلیمرهای سبک وزن، منسوجات تولید شده از الیاف پلیمری اند که اغلب در قسمت درونی هواپیما و هلی کوپتر همچون کمربند ایمنی، فرش و روکش صندلی کاربرد دارند.
- فوم های پلیمری مختلف
از دیگر پلیمرهای سبک وزن مورد که استفاده در صنایع هوایی و فضایی دارند، فوم های پلیمری مختلف هستند. این فوم ها انواع مختلفی دارند و برخی از آن ها عبارتند از فوم ضد شعله، مموری، فوم پلی اتیلن سلول بسته. فوم پلی یورتان مقاوم در برابر شعله زیاد. فوم پلی یورتان مقاوم در برابر حرارت و همچنین فوم سیلیکون سلول باز که معمولا در بخش بالشتک های صندلی هواپیما مورد استفاده قرار می گیرد.
نتیجه گیری
همانطور که اشاره شد پلیمرها در ساخت قسمت های مختلف هواپیما و هلی کوپتر مورد استفاده اند. پلی اتر اترکتون در چرخ دنده های پمپ و قسمت صندلی سوپاپ ها برای ساخت مورد استفاده قرار می گیرند. پلی آمید ترموست ها هم در این صنعت به خوبی کاربرد دارند چرا که از خواص مکانیکی برخوردار بوده، شکل پذیری بالایی داشته و وزن شان بسیار کم است. همپنین پلی امید ایمیدها هم در صنعت هوافضا قابل کاربردند. آنها ضد شعله بوده و استحکانم مکانیکی خوبی برخوردار هستند. پلی کلروتری فلوئورواتیلن هم دیگر پلیمر قابل کاربرد در این صنعت است که با داشتن خواصی همچون مقاومت در برابر آتش سوزی، در برابر مواد شیمیایی، جذب رطوبت کم و دارابودن خواص فیزیکی و مکانیکی گزینه ای عالی برای کاربرد در این صنعت اند. پلی تترا فلوئورواتیلن هم در عایق بندی سیم ها و کابل های هواپیما کاربرد دارد.