عمر رسیدگی کی اقسام، عمر رسیدہ ٹیسٹ اور پولیمر مواد کے عمر رسیدہ طریقے
01 پولیمر مواد کی ترقی کی موجودہ حیثیت
پولیمر مواد، ہلکے وزن، زیادہ طاقت، درجہ حرارت کے خلاف مزاحمت، اور سنکنرن مزاحمت جیسی بہترین خصوصیات کی وجہ سے، اب بہت سے شعبوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں جیسے کہ اعلیٰ درجے کی مینوفیکچرنگ، الیکٹرانک معلومات، نقل و حمل، توانائی کے تحفظ، ایرو اسپیس، اور قومی دفاعی اور فوجی صنعتیں ایک بہت بڑا کردار ادا کیا.
یہ نہ صرف قومی معیشت کی ایک اہم بنیادی صنعت ہے بلکہ ملک کی ایک اہم صنعت بھی ہے۔
یہ پیٹرو کیمیکل صنعت میں نہ صرف ایک اسٹریٹجک ابھرتی ہوئی صنعت ہے بلکہ اسٹریٹجک ابھرتی ہوئی صنعتوں جیسے الیکٹرانک معلومات، ایرو اسپیس، قومی دفاع، اور نئی توانائی کے لیے ایک اہم معاون مواد بھی ہے۔
نہ صرف اس میں اعلیٰ تکنیکی مواد اور اعلیٰ اضافی قدر ہے بلکہ یہ پیٹرو کیمیکل انڈسٹری کی تبدیلی اور اپ گریڈنگ کے لیے بھی ایک اہم سمت ہے۔
لہذا، پولیمر مواد ہمیشہ سے ایک ترقیاتی علاقہ رہا ہے جسے ترقی یافتہ ممالک اور ملٹی نیشنل کمپنیاں بہت اہمیت دیتی ہیں۔ یہ نہ صرف نئی پولیمر مٹیریل انڈسٹری کے لیے ایک وسیع مارکیٹ کی جگہ فراہم کرتا ہے، بلکہ اس کی کوالٹی کی کارکردگی، بھروسے کی سطح، اور سپورٹ کی صلاحیتوں کے لیے اعلیٰ تقاضے بھی پیش کرتا ہے۔
لہذا، توانائی کے تحفظ، کم کاربن اور ماحولیاتی ترقی کے اصولوں پر مبنی پولیمر مادی مصنوعات کے افعال کو کس طرح زیادہ سے زیادہ کرنا ہے، نے زیادہ سے زیادہ توجہ مبذول کرائی ہے۔ عمر بڑھنا پولیمر مواد کی وشوسنییتا اور استحکام کو متاثر کرنے والا ایک اہم عنصر ہے۔
02 پولیمر مواد کی عمر بڑھنے والی اقسام
پولیمر مواد کی پروسیسنگ، سٹوریج اور استعمال کے دوران، اندرونی اور بیرونی عوامل کے مشترکہ اثرات کی وجہ سے، ان کی خصوصیات بتدریج بگڑ جاتی ہیں اور آخر کار اپنی استعمال کی قدر کھو دیتی ہیں۔ یہ رجحان پولیمر مواد کی عمر بڑھنے سے تعلق رکھتا ہے۔
یہ نہ صرف وسائل کے ضیاع کا سبب بنتا ہے، بلکہ فنکشنل ناکامی کی وجہ سے بڑے حادثات کا باعث بھی بن سکتا ہے، اور عمر بڑھنے کی وجہ سے مواد کا گلنا بھی ماحول کو آلودہ کر سکتا ہے۔
مختلف قسم کے پولیمر اور استعمال کے مختلف حالات کی وجہ سے، ان میں عمر بڑھنے کے مختلف مظاہر اور خصوصیات ہیں۔ عام طور پر، پولیمر مواد کی عمر کو درج ذیل چار قسم کی تبدیلیوں میں درجہ بندی کیا جا سکتا ہے:
1. ظاہری شکل میں تبدیلی
داغ، دھبوں، لکیروں، دراڑیں، کھلنا، چاکنگ، چپچپا پن، وارپنگ، مچھلی کی آنکھیں، جھریاں، سکڑنا، جھلسنا، نظری بگاڑ، اور نظری رنگ میں تبدیلی کی ظاہری شکل۔
2. طبعی خصوصیات میں تبدیلیاں
گھلنشیلتا، سوجن، rheological خصوصیات، سرد مزاحمت، گرمی مزاحمت، پانی پارگمیتا، ہوا پارگمیتا اور دیگر خصوصیات میں تبدیلیوں سمیت.
3. میکانی خصوصیات میں تبدیلیاں
تناؤ کی طاقت، لچکدار طاقت، قینچ کی طاقت، اثر کی طاقت، رشتہ دار لمبائی، تناؤ میں نرمی اور دیگر خصوصیات میں تبدیلیاں۔
4. برقی خصوصیات میں تبدیلیاں
جیسے سطح کی مزاحمت میں تبدیلی، حجم کی مزاحمت، ڈائی الیکٹرک مستقل، برقی خرابی کی طاقت وغیرہ۔
03 پولیمر مواد کی عمر بڑھنے کا سبب بننے والے عوامل
1. میکرو تجزیہ
کیونکہ پولیمر کی پروسیسنگ اور استعمال کے دوران، وہ ماحولیاتی عوامل جیسے گرمی، آکسیجن، پانی، روشنی، مائکروجنزم، اور کیمیائی میڈیا کے مشترکہ اثرات کے تابع ہوں گے۔ ان کی کیمیائی ساخت اور ساخت میں کئی تبدیلیاں آئیں گی، اور اس کے مطابق ان کی طبعی خصوصیات بھی بدلیں گی۔ بگاڑ، جیسے سختی، چپچپا پن، ٹوٹنا، رنگت، طاقت کا نقصان، وغیرہ۔ ان تبدیلیوں اور مظاہر کو بڑھاپے کہا جاتا ہے۔
2. خوردبینی تجزیہ
اعلی مالیکیولر پولیمر گرمی یا روشنی کے عمل کے تحت پرجوش ریاست کے مالیکیولز بنائیں گے۔ جب توانائی کافی زیادہ ہو جائے گی تو سالماتی زنجیریں ٹوٹ کر آزاد ریڈیکلز بن جائیں گی۔ آزاد ریڈیکلز پولیمر کے اندر سلسلہ وار رد عمل پیدا کر سکتے ہیں، انحطاط کا باعث بنتے رہتے ہیں، اور کراس لنکنگ کا سبب بن سکتے ہیں۔
اگر ماحول میں آکسیجن یا اوزون موجود ہے تو، آکسیڈیشن کے رد عمل کا ایک سلسلہ ہائیڈروپرو آکسائیڈز (ROOH) بنانے کے لیے آمادہ ہو گا، جو مزید کاربونیئل گروپس میں گل جائے گا۔
اگر پولیمر میں بقایا اتپریرک دھاتی آئن موجود ہیں، یا دھاتی آئن جیسے کاپر، آئرن، مینگنیج، کوبالٹ وغیرہ پروسیسنگ اور استعمال کے دوران متعارف کرائے جاتے ہیں، تو پولیمر کے آکسیڈیٹیو انحطاط کا رد عمل تیز ہو جائے گا۔
04 بڑھاپے کا ٹیسٹ
نئے مواد کی ترقی یا بہتری میں، ان کی سروس لائف یا اینٹی ایجنگ اثر کی تصدیق کرنے کے لیے، عمر رسیدگی کی جانچ کی ضرورت ہے۔ عمر بڑھنے کے عام ٹیسٹوں میں قدرتی عمر رسیدگی اور لیبارٹری کی تیز رفتار عمر شامل ہے۔
1. قدرتی عمر بڑھنا
قدرتی عمر کا مطلب مادی نمونے کو قدرتی ماحول میں براہ راست ظاہر کرنا ہے۔ عام طور پر نمونہ ایک خاص زاویہ پر نمائش ریک پر نصب کیا جاتا ہے. عام نمائش کے زاویے 5 ڈگری، 45 ڈگری، اور 90 ڈگری ہیں۔ متعلقہ جانچ کے معیارات میں ISO 877 پلاسٹک شامل ہیں - شمسی شعاعوں کی نمائش کے طریقے؛ ISO2810 پینٹ اور وارنش - کوٹنگز کی قدرتی موسم کاری - نمائش اور تشخیص؛ غیر دھاتی مواد وغیرہ کی ماحولیاتی ماحولیاتی نمائش کی جانچ کے لیے ASTMG7 معیاری مشق۔
قدرتی عمر رسیدگی ٹیسٹ کا طریقہ آسان اور کم لاگت والا ہے، لیکن اس کا ٹیسٹ سائیکل بہت طویل ہے، جو مصنوعات کے ڈیزائن کی اصلاح کی پیشرفت کو متاثر کرتا ہے۔ مزید یہ کہ چونکہ یہ ایک قدرتی ماحول ہے اور آب و ہوا کے حالات کو کنٹرول نہیں کیا جا سکتا، اس لیے ٹیسٹ کے نتائج کی تولیدی صلاحیت کو یقینی بنانے کے لیے، ٹیسٹ کی جگہ کا انتخاب خاص طور پر اہم ہے۔ ریاستہائے متحدہ نے 1931 میں جنوبی فلوریڈا میں ایک قدرتی آب و ہوا کا میدان قائم کیا، جو ریاستہائے متحدہ میں ایک معیاری گرم اور مرطوب آب و ہوا کی نمائش کا میدان ہے۔ وسطی ایریزونا میں قائم ٹیسٹ سائٹ ایک معیاری خشک گرمی کی نمائش کی جگہ ہے۔ میرے ملک کے نیشنل موٹر وہیکل پروڈکٹ کوالٹی سپرویژن اینڈ انسپیکشن سینٹر کی ترپن ایکسپوزر ٹیسٹ سائٹ بھی ایک عام خشک اور گرم آب و ہوا کی نمائش کی جگہ ہے۔ ترپن کے علاقے میں مئی سے اگست تک زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت 40 ڈگری سے زیادہ ہے، انتہائی زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت 49.6 ڈگری ہے، اور اوسط سالانہ بارش صرف 8 ملی میٹر ہے۔ کیونگھائی، ہینان میں نمائش کے میدان میں عام گرم اور مرطوب آب و ہوا کے حالات ہیں۔ سالانہ اوسط درجہ حرارت 27.4 ڈگری ہے، اور اوسط سالانہ بارش 2134 ملی میٹر تک زیادہ ہے۔
2. لیبارٹری میں تیز عمر بڑھنا
ٹیسٹ سائیکل کو تیز کرنے اور عمر بڑھنے کے اعداد و شمار کو تیزی سے حاصل کرنے کے لیے، لیبارٹری عام طور پر شمسی شعاعوں کی نقل کرنے، مختلف درجہ حرارت، نمی اور بارش کے حالات وغیرہ سے ملنے کے لیے مصنوعی روشنی کے ذرائع کا استعمال کرتی ہے، اور مختلف قدرتی آب و ہوا کی نقل کر سکتی ہے۔
1) روشنی کے منبع کا انتخاب
عام طور پر استعمال ہونے والے مصنوعی روشنی کے ذرائع میں زینون آرک لیمپ، میٹل ہالائیڈ لیمپ اور الٹرا وائلٹ فلوروسینٹ لیمپ شامل ہیں۔ UV فلوروسینٹ لیمپ درمیانی لہر UV اور مختصر لہر UV حدود میں سورج کی روشنی کو بہت اچھی طرح سے نقل کر سکتے ہیں۔ زینون آرک لیمپ اور دھاتی ہالائڈ لیمپ مکمل سپیکٹرم میں سورج کی روشنی کو بہت اچھی طرح سے نقل کر سکتے ہیں۔ لہٰذا، آزمائشی چیمبر جو زینون لیمپ اور دھاتی ہالائیڈ لیمپ کو روشنی کے ذرائع کے طور پر استعمال کرتے ہیں وہ سورج کی روشنی کی تابکاری کو اچھی طرح سے نقل کر سکتے ہیں، جبکہ عمر رسیدہ چیمبر جو فلوروسینٹ الٹرا وائلٹ لیمپ استعمال کرتے ہیں ان کا مقصد سورج کی روشنی کی نقل کرنا نہیں ہے، بلکہ صرف سورج کی روشنی کے بڑھاپے کے اثر کو نقل کرنا ہے۔ اس کے علاوہ، مارکیٹ میں عمر رسیدہ بکس موجود ہیں جو روشنی کے منبع کے طور پر کاربن آرک لیمپ کا استعمال کرتے ہیں۔ تاہم، کاربن آرک سپیکٹرم کا سورج کی روشنی کے سپیکٹرم کے ساتھ اچھا تعلق نہیں ہے، اور کاربن آرک لیمپ ٹیسٹنگ کا استعمال تاریخی وجوہات کی بنا پر ہے۔
2) تیز عمر بڑھنے کی مطابقت
ارتباط سے مراد لیبارٹری میں تیز رفتار عمر کے نتائج اور اصل استعمال کے ماحول میں مواد کے بڑھاپے کے نتائج کے درمیان مستقل مزاجی کی ڈگری ہے۔ صرف اس صورت میں جب تیز رفتار عمر کا ٹیسٹ متعلقہ ہو یہ صحیح معنوں میں مواد کی موسمی مزاحمت کی عکاسی کر سکتا ہے اور مواد کی سروس لائف کی صحیح معنوں میں پیش گوئی کر سکتا ہے۔ غیر معقول تیز رفتار ٹیسٹنگ ٹیسٹ کی مطابقت کو کم کر دے گی اور یہاں تک کہ اس کے معنی کھو دے گی۔
3) لیبارٹریوں میں تیز رفتار عمر بڑھنے کا رجحان
جیسا کہ شروع میں ذکر کیا گیا ہے، مادی بڑھاپے کو متاثر کرنے والے عوامل میں شمسی تابکاری، درجہ حرارت، پانی اور دیگر عوامل شامل ہیں۔ مادوں کی عمر بڑھنا ان عوامل کے مشترکہ عمل کا نتیجہ ہے، لیکن یہ مختلف عوامل کے اثرات کا کوئی سادہ سا سپرپوزیشن نہیں ہے۔ ان کے درمیان ہم آہنگی پر بھی غور کرنے کی ضرورت ہے۔ لہٰذا، مواد کے حقیقی استعمال کے ماحول کا زیادہ جامع تخروپن بہتر متعلقہ نتائج کا باعث بن سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، ISO 20340 معیار کے مطابق، ٹیسٹ 7 دنوں کے چکر پر مبنی ہے۔ 1 سے 3 ویں دن، ISO 11507 کے مطابق ہلکے اور تاریک سائیکل کے ساتھ UV ٹیسٹ کیا جاتا ہے۔ 4 سے 6 ویں دن، ISO 9227 کے مطابق نمک کا سپرے ٹیسٹ کیا جاتا ہے۔ ساتویں دن ({{9} } کم درجہ حرارت کا ٹیسٹ ±2) ڈگری۔ روایتی موسمی مزاحمتی ٹیسٹ کے مقابلے میں، یہ زیادہ عمر کو متاثر کرنے والے عوامل کو مربوط کرتا ہے اور مواد کے اصل استعمال کے حالات کے مطابق ہوتا ہے، اس لیے یہ مواد کی اصل عمر کی بہتر عکاسی کر سکتا ہے۔ ہم جانتے ہیں کہ مولڈ، اوزون کا ارتکاز وغیرہ سب پلاسٹک کی مصنوعات کی عمر بڑھنے پر ایک اہم اثر ڈالتے ہیں۔ جانچ میں عمر بڑھنے کے مزید عوامل کو کیسے ضم کرنا لیبارٹریوں میں تیز رفتار عمر کی ترقی کی سمتوں میں سے ایک ہوگا۔
05 پولیمر مواد کی عمر بڑھانے کے طریقے
فی الحال، پولیمر مواد کی عمر مخالف خصوصیات کو بہتر بنانے اور بڑھانے کے اہم طریقوں میں درج ذیل شامل ہیں:
1. جسمانی تحفظ (مثلاً گاڑھا ہونا، پینٹنگ، بیرونی تہہ کا مرکب وغیرہ)
پولیمر مواد کی عمر بڑھنا، خاص طور پر فوٹو آکسیجن کی عمر، سب سے پہلے مواد یا مصنوعات کی سطح سے شروع ہوتی ہے، رنگین ہونے، پاؤڈرنگ، کریکنگ، چمک کے نقصان، وغیرہ کے طور پر ظاہر ہوتی ہے، اور پھر آہستہ آہستہ اندرونی حصے میں گہرائی تک پہنچ جاتی ہے۔ موٹی مصنوعات کی نسبت پتلی مصنوعات کے وقت سے پہلے ناکام ہونے کا امکان زیادہ ہوتا ہے، اس لیے پروڈکٹ کو گاڑھا کر کے پروڈکٹ کی سروس لائف کو بڑھایا جا سکتا ہے۔ ایسی مصنوعات کے لیے جو عمر بڑھنے کا خطرہ رکھتے ہیں، آپ سطح پر اچھی موسم کی مزاحمت کے ساتھ کوٹنگ کی ایک تہہ لگا سکتے ہیں، یا مصنوعات کی بیرونی تہہ پر اچھی موسمی مزاحمت کے ساتھ مواد کی ایک تہہ کو مرکب کر سکتے ہیں تاکہ اس کی سطح پر حفاظتی تہہ لگ سکے۔ مصنوعات عمر بڑھنے کے عمل کو سست کریں۔
2. پروسیسنگ ٹیکنالوجی کو بہتر بنائیں
بہت سے مواد کی ترکیب یا تیاری کے عمل کے دوران عمر بڑھنے کے مسائل بھی ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر، پولیمرائزیشن کے دوران گرمی کا اثر، پروسیسنگ کے دوران تھرمل آکسیجن کی عمر بڑھنا، وغیرہ۔ اسی مناسبت سے، پولیمرائزیشن یا پروسیسنگ کے دوران آکسیجن ہٹانے والے آلے یا ویکیوم ڈیوائس کو شامل کرکے آکسیجن کے اثرات کو کم کیا جا سکتا ہے۔ تاہم، یہ طریقہ صرف اس وقت مواد کی کارکردگی کی ضمانت دے سکتا ہے جب یہ فیکٹری سے نکلتا ہے، اور یہ طریقہ صرف مواد کی تیاری کے ذریعہ سے لاگو کیا جا سکتا ہے، اور اس کی دوبارہ پروسیسنگ اور استعمال کے دوران عمر بڑھنے کے مسئلے کو حل نہیں کر سکتا۔
3. پولیمر مواد کی ساختی ڈیزائن یا ترمیم
بہت سے پولیمر مواد میں ایسے گروپ ہوتے ہیں جو اپنی سالماتی ساخت میں عمر بڑھنے کے لیے بہت حساس ہوتے ہیں۔ لہٰذا، مواد کے مالیکیولر ڈھانچے کے ڈیزائن کے ذریعے، ان گروپوں کی جگہ جو عمر بڑھنے کا شکار ہیں ان گروپوں سے جو عمر بڑھنے کا شکار نہیں ہیں، اکثر اچھے نتائج حاصل کر سکتے ہیں۔ یا، اینٹی ایجنگ اثرات والے فنکشنل گروپس یا ڈھانچے کو گرافٹنگ یا کوپولیمرائزیشن کے ذریعے پولیمر چین میں متعارف کرایا جا سکتا ہے، جس سے مواد کو خود ہی بہترین اینٹی ایجنگ فنکشن ملتا ہے۔ یہ بھی ایک طریقہ ہے جو اکثر محققین استعمال کرتے ہیں، لیکن قیمت نسبتاً زیادہ ہے۔ اعلی، بڑے پیمانے پر پیداوار اور درخواست وقت کے لئے حاصل نہیں کیا جا سکتا.
4. مخالف عمر رسیدہ additives شامل کریں
فی الحال، پولیمر مواد کی عمر بڑھنے کے خلاف مزاحمت کو بہتر بنانے کا ایک مؤثر اور عام طریقہ یہ ہے کہ اینٹی ایجنگ ایڈیٹیو کو شامل کیا جائے، جو ان کی کم قیمت اور موجودہ پیداواری عمل میں تبدیلیوں کی عدم موجودگی کی وجہ سے بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ ان اینٹی ایجنگ additives کو شامل کرنے کے دو اہم طریقے ہیں:
additives کے براہ راست اضافے کا طریقہ: یعنی اینٹی ایجنگ ایڈیٹیو (پاؤڈر یا مائع) کو براہ راست ملایا جاتا ہے اور خام مال جیسے رال کے ساتھ ہلایا جاتا ہے، اور پھر دانے دار یا انجیکشن مولڈنگ وغیرہ کے لیے نکالا جاتا ہے۔ کیونکہ یہ اضافی طریقہ آسان اور آسان ہے۔ لاگو کرنے کے لئے، یہ وسیع پیمانے پر pelletizing اور انجکشن مولڈنگ فیکٹریوں کی اکثریت کی طرف سے استعمال کیا جاتا ہے.
اینٹی ایجنگ ماسٹر بیچ کے اضافے کا طریقہ: پروڈکٹ کے معیار اور معیار کے استحکام کے لیے اعلیٰ تقاضوں کے حامل مینوفیکچررز زیادہ تر پیداوار کے دوران اینٹی ایجنگ ماسٹر بیچ کو شامل کرنے کا طریقہ استعمال کرتے ہیں۔ اینٹی ایجنگ ماسٹر بیچ ایک مناسب رال کو کیریئر کے طور پر استعمال کرتے ہوئے حاصل کیا جاتا ہے، جس میں مختلف قسم کے موثر اینٹی ایجنگ ایڈیٹیو کے ساتھ ملایا جاتا ہے، اور پھر جڑواں سکرو ایکسٹروڈر کے ذریعے مل کر نکالا جاتا ہے اور دانے دار بنایا جاتا ہے۔ اس کا اطلاق فائدہ ماسٹر بیچ کی تیاری کے عمل میں اینٹی ایجنگ ایڈیٹیو کے استعمال میں ہے۔ سب سے پہلے، پہلے سے بازی حاصل کی جاتی ہے، اور پھر بعد میں مادی پروسیسنگ کے عمل میں، اینٹی ایجنگ ایڈیٹوز کو ثانوی طور پر منتشر کر دیا جاتا ہے، جس سے پولیمر میٹریل میٹرکس میں اضافی اشیاء کی یکساں بازی کا مقصد حاصل ہوتا ہے، جو نہ صرف معیار کے استحکام کو یقینی بناتا ہے۔ پروڈکٹ، بلکہ یہ پیداوار کے دوران دھول کی آلودگی سے بچاتا ہے، جس سے پیداوار زیادہ سبز اور ماحول دوست بنتی ہے۔