وضعیت ورود

درحال حاضر شما وارد سایت نشده اید.

آمار بازدیدکنندگان

  • کاربران حاضر: 0
  • بازدید امروز: 1,125
  • بازدید ماه: 70,209
  • بازدید سال: 863,626
  • کل بازدیدکنند‌گان: 183,998

قیمت روز

خبرهای روز

- admin

یرو اعتراضات صورت گرفته از سوی صادرکنندگان مبنی بر عدم استرداد مالیات بر ارزش افزوده صادرات سال ۱۳۹۹ [...]

- admin

معاون وزیر نفت و مدیر عامل شرکت ملی صنایع پتروشیمی گفت: براساس برنامه ریزی انجام شده با اجرای طرح ها [...]

- admin

مدیرعامل شرکت مادر تخصصی صندوق حمایت از صنایع پیشرفته (صحا) گفت: با صدور ۱۷۷ فقره ضمانت‌نامه به ارزش [...]

- admin

معاون وزیر صمت و رئیس کل سازمان توسعه تجارت ایران از آغار فرآیند ایفای تعهدات صادرکنندگان ریالی خبر [...]

- admin

رئیس مجمع واردات با اشاره به طرح حذف کارت فیزیکی بازرگانی گفت: فیزیکی یا غیر فیزیکی بودن کارت بازرگا [...]

توسعه پلیمرهای پایدار از طریق تمرکز بر روی بلورینگی پلیمرهای سبز – Long-Spaced Polyacetals

محققان در دانشکده مهندسی FAMU-FSU به اکتشافات جدیدی در مورد اثرات دما بر پلیمرهای پایدار دست یافته اند. یافته‌های آن‌ها می‌تواند به صنعت در تولید پلاستیک‌هایی که برای محیط زیست بهتر هستند، کمک کند.

Rufina Alamo، پروفسور در دانشکده مهندسی زیست پزشکی و شیمی، می‌گوید: “پلاستیک‌های ساخته شده از نفت، یک منبع تجدیدناپذیر، زمانی که دور انداخته می‌شوند در آب و زمین ما بسیار طولانی مدت باقی می‌مانند.” “ما در حال تحقیق هستیم این که چه طور پلیمرهای پایدار گرم و سرد می‌شوند تا بتوانیم پلاستیک‌های سازگار با محیط زیست بیش‌تری تولید کنیم.”

Alamo و Xiaoshi Zhang، اخیراً این اثر را در مجموعه مقالاتی منتشر کرده اند که بر روی بلورینگی پلیمرهای “سبز” تمرکز دارد.

Alamo گفت: “یک انگیزه جهانی وجود دارد برای تغییر روشی که بیش‌ترین حجم پلاستیک‌ها ساخته می‌شوند.” “شیمی‌دانان و فیزیک‌دانان پلیمر به سختی در حال تلاش جهت تولید مواد جای‌گزین برای پایان دادن به مواد زائد پلاستیکی مشکل‌ساز هستند.”

تعیین دمای مناسب برای فرآورش، کلید تولید مواد بهتر است که به دانشمندان کمک می‌کند پلیمرهای ارزان قیمت ساخته شده از نفت را با پلیمرهای مقرون به صرفه از لحاظ اقتصادی و پایدار جای‌گزین کنند.

Alamo گفت: “چه طور پلیمر ذوب و سرد می‌شود جهت ایجاد شکل دل‌خواه مهم است.” “ما در حال تلاش برای درک پیچیدگی‌های بلورینگی به منطور درک بیش‌تر روند تحول هستیم.”

این تیم در حال مطالعه نوعی پلیمر به نام “پلی‌استال‌های long-spaced” است که در پلاستیک‌ها استفاده می‌شود. در حالی که در یک آزمایشگاه در دانشگاه Konstanz در آلمان سنتز می‌شوند، این پلی‌استال‌های long-spaced که تیم Alamo استفاده کرد از زیست‌مواد پایدار نشأت می‌گیرند. آن‌ها حاوی زنجیره‌های پلی‌اتیلنی هستند که در فواصل کاملاً مساوی با گروه‌های استال پیوند داده شده اند. این ساختار، چقرمگی پلی‌اتیلن با تجزیه‌پذیری هیدرولیتیک گروه استال را ترکیب می‌کند. این نوع پلیمر مستحکم است اما به سادگی با آب نسبت به پلیمرهای مرسوم تجزیه می‌شود.

Alamo گفت: “آنچه ما کشف کردیم این است که این نوع پلیمرها به روش غیر معمول پس از ذوب شدن هنگامی که خنک می‌شوند، بلورینه می‌شوند.”

در طول فرآیند سرمایش، مولکول‌هایی که شبیه رشته‌های پیچیده اسپاگتی از پلاستیک‌های ذوب شده هستند، گره‌زدایی می‌کنند تا بلورها را تشکیل دهند و مسئول چقرمگی مواد نهایی هستند. گروه Alamo نشان داد که بلورینگی پلیمر توسط رخ‌دادهای مولکولی که در مقابل رشد بلور اتفاق می‌افتد، کنترل می‌شود.

محققان دریافتند که هنگامی که به سرعت سرد می‌شوند، این پلی‌استال‌ها چقرمه و بلورین می‌شوند و مولکول‌ها در یک بلور با نام Form I خودآرایی (self-assemble) می‌کنند. هنگامی که به آرامی سرد می‌شوند، این مواد نیز بسیار بلورین هستند، اما بلورهای تشکیل شده خیلی متفاوت هستند و Form II  نامیده می‌شوند. هنگامی که در دمای متوسط سرد می‌شوند، ماده ابداً جامد نمی‌شود. به گفته محققان، این پدیده هرگز در هیچ پلیمر بلورین دیگری مشاهده نشده است.

Alamo گفت: “برای این که بلورها تشکیل شوند، ابتدا نیاز دارد سد انرژی برداشته شود.” “در دماهای پایین، بلورها به راحتی تشکیل می‌شوند. در دماهای بالا، بلورها پایدارتر هستند و در دماهای متوسط، بلورها برای تشکیل شدن رقابت می‌کنند و مواد نمی‌توانند جامد شوند.”

او گفت: “این یک کشف قابل توجه است، زیرا کلید مهمی است برای درک این که چه طور پلاستیک‌هایی که ما استفاده می‌کنیم، جامد می‌شوند.” “ما می‌خواهیم صنعتی را با بهترین روندهای تحول ممکن ارائه دهیم. ما پلاستیک‌های پایداری می‌خواهیم که تاب برندارند یا مشکل جامدسازی ندارند.”

این تحقیق ممکن است روش‌های جدید تولید پلاستیک‌ها را ارائه دهد که برای تولید کردن، مقرون به صرفه‌تر و پایدارتر خواهند بود.

این تحقیق با کمک مالی بنیاد ملی علوم پشتیبانی می‌شود.

 

لینک خبر:

https://www.sciencedaily.com/releases/2020/09/200926145153.htm

 

مقالات مرتبط با این مطلب، در زیر پیوست شده اند.

۱ ۲ ۳

 

 

همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.

info@fara-ps.com

پلاستیک‌های بهبودیافته

بعضی از پلاستیک‌ها را می‌توان از استخلاف برخی از گروه‌های عاملی روی یک مولکول طبیعی مانند سلولز به دست آورد.

تری‌استات‌سلولز در حقیقت همان سلولزی است که سه گروه استیل، جای‌گزین سه گروه هیدروکسیل موجود روی حلقه پیرانوزی آن شده‌اند و تغییرات بسیاری را در خواص محصول (تری‌استات سلولز) به وجود آورده‌اند.

از آن‌جا که گروه‌های هیدروکسیل جای خود را به استیل می‌دهند، جذب رطوبت و تورم این لیف کم‌تر و به خاطر کاهش پیوندهای هیدروژنی که گروه‌های هیدروکسیل سلولز با زنجیرهای مجاور خود ایجاد می‌کنند (و امکان ذوب شدن را از سلولز سلب می‌نمایند) تری‌استات از توانایی ذوب و قالب‌گیری شدن برخوردار است، شستشوی آن آسان‌تر، چروکیدگی آن سخت تر، مقاومت آن در برابر حرارت بالاتر و ایمنی دمای اتوکشی آن زیادتر می‌شود.

از تری‌استات سلولز می‌توان در تهیه الیاف و قطعات شفاف، دارای جلای زیاد و چقرمه مانند قاب عینک و شیشه عینک، عینک‌های ایمنی، دسته ابزارها و… استفاده کرد.

مقاومت الیاف تری‌استات سلولز (که به اختصار به آن تری‌استات و استات می گویند) در برابر مواد شیمیایی، تابش مستقیم نور خورشید و شرایط جوی (در دمای اتاق) بسیار بالاست.

در شکل زیر جای‌گزینی سه گروه عاملی استیل به جای سه گروه هیدروکسیل روی حلقه پیرانوزی سلولز دیده می‌شود.

Untitleds

جای‌گزینی سه عامل استیل به جای سه عامل هیدروکسیل روی حلقه پیرانوز سلولز

مصارف الیافی عمده این لیف در لباس‌های زنانه، دامن، خصوصاً لباس‌هایی که باقی‌مانده تاه‌شدگی (پلیسه) و چین‌خوردگی آن‌ها به مدت طولانی مورد نظر باشد، آستری کفش، چادر صحرایی، تور ماهی‌گیری، و مصارف مشابه کاربرد دارد.

پلاستیک‌ بهبودیافته دیگری که در این مبحث معرفی می‌شود، نیتروسلولز است که از نیتراسیون پنبه به وسیله اسیدنیتریک حاصل می‌شود و طی آن گروه‌های عامل (ONO2) روی حلقه پیرانوزی سلولز قرار می‌گیرد. C6H7O2. سلولوئید نام تجارتی آمیزه‌ای از نیترات سلولز، همراه با کافور به عنوان نرم‌کننده (یا نرم‌کننده دیگر) و به تأخیراندازه شعله، مانند فسفات آمونیوم است.

ترکیب سلولز با اسید نیتریک یک واکنش استری شدن است که در اثر این واکنش عوامل نیترات جای‌گزین عوامل هیدروکسیل می‌شوند، ابتدا سلولز منونیترات، در مرحله بعد سلولز دی‌نیترات و در ادامه سلولز تری‌نیترات به دست می‌آید که هر کدام از این محصولات دارای کاربردهای مخصوص به خود هستند.

مقدار نیتروژن در سلولز دی‌نیترات بین (۱۳/۵-۱۰/۷%) می‌تواند تفاوت کند و ترکیب به دست آمده در ساخت پلاستیک‌ها، لاک‌ها، تکمیل چرم‌ها، فیلم‌ها، جوهر چاپ، لاک‌های اتومبیل که سریع خشک می‌شوند، هم‌چنین در لاک باروتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

با تغییر میزان نیتروژن، خواص محصول به دست آمده به شدت تغییر می‌کند.

نیتروسلولز درصدهای پایین (۱۲/۲-۱۰/۷%)، جهت تهیه لاک‌ها، فیلم‌ها، مواد تکمیل چرم‌ها، رنگ‌های مصرفی روی پوشش‌های چوب (کلیر)، مرکب چاپ، لاک تزئین ناخن، چسب و بتونه، حجم کاربرد بسیار زیادی را به خود اختصاص داده است.

مقادیر بالاتر نیتروژن، به نیترات سلولز قابلیت انفجاری شدید می‌بخشد، این ترکیب بعد از باروت ساخته شد و مشخص گردید که قدرت انفجاری آن ۵ برابر باروت سیاه است، بزرگ‌ترین مصرف‌کنندگان نیتروسلولز صنایع نظامی هستند، مانند سلولوئید به کار رفته در خرج گلوله خمپاره‌ها، خرج آر پی جی، سوخت موشک‌ها و موارد مشابه دیگر.

در جدول زیر تأثیر درصد نیتروژن بر خواص ترکیبات مختلف نیترات سلولز نشان داده شده است.

Untitledz

اگر عوامل نیترات به طور کامل جانشین سه عامل هیدروکسیل روی حلقه پیرانوز شوند در این حالت درصد نیتروژن در این ترکیب (۱۴/۴%) برآورده می‌شود که ظاهراً این عدد تئوری است و احتمال رسیدن به آن دشوار می‌باشد، هر چند صنایع ذی‌ربط مدعی هستند به این عدد رسیده‌اند.

در مراکز تولیدی، تحقیقاتی و مراکزی که با این ماده مستقیماً در ارتباط هستند هم‌چنین در بسیاری از کتب مرجع پلاستیک به اختصار NC می‌گویند.

 

همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.

info@fara-ps.com

معرفی اولین گریدهای استاندارد ABS با مواد بازیافتی پسامصرفی توسط شرکت INEOS Styrolution

محصولات اولیه از خانواده جدید ECO متعلق به شرکت INEOS Styrolution مربوط به راه حل‌ها برای اقتصاد چرخشی

  • دو گرید جدید ABS حاوی ۵۰% و ۷۰% از مواد بازیافتی پسامصرفی
  • مواد جدید در صنایع الکترونیک و لوازم خانگی متمرکز می‌شوند.

 

Untitled

شرکت INEOS Styrolution، پیشروی جهانی در محصولات استایرنی، امروز اولین گرید ABS خود با محتوای بازیافتی از لحاظ مکانیکی معرفی می‌کند، در حالی که آن‌ها را اولین محصولات خانواده ECO به تازگی عرضه شده می‌سازد. گرید جدید Terluran® ECO GP-22 اولین دستاورد حاصل از شرکت INEOS Styrolution است که ضمانت INEOS به منظور گنجاندن حداقل ۳۲۵kt/year از مواد بازیافتی برای تبدیل به محصولات خود را  تأمین می‌کند.

در شرکت INEOS Styrolution پسماند پلاستیک پسامصرفی به عنوان یک منبع ارزشمند به جای مواد زائد دیده می‌شود. با Terluran® ECO GP-22، شرکت اولین محصولات خود را به بازار وارد کرد که از این منبع بهره‌مند شد. دو گرید جدید Terluran® ECO GP-22 MR50 و Terluran® ECO GP-22 MR70 به ترتیب حاوی ۵۰% و ۷۰% پسماند پسامصرفی بازیافتی تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی (WEEK) هستند. هر دو گرید به رنگ مشکی موجود خواهند بود.

این ماده جدید عمدتاً برای مخاطب قرار دادن طراحان کاربردیِ کاربردهای جدید صنایع الکترونیکی و لوازم خانگی در نظر گرفته شده است. چند کمپانی اروپایی مطرح، سودآور و با سهام مرغوب پیش از این شروع کرده‌اند به ارزیابی ماده جدید و قصد دارند به زودی اولین کاربردها به بازار را وارد کنند.

Eike Jahnke، سرپرست مدیریت محصول، Terluran، محصولات استاندارد EMEA و مدیر پروژه در زمینه توسعه گریدهای جدید توضیح می‌دهد: “بسیار مفتخرم که خواص محصول Terluran ECO GP-22 جدید با مشخصات خواص مکانیکی همتای غیر بازفتی خود مطابقت دارد.”

Sven Riechers، نائب رئیس و مدیر بازگانی محصولات استاندارد EMEA، اضافه می‌کند این گریدهای جدید به کاهش مقدار پسماند کمک خواهند کرد که به محل دفن زباله ختم می‌شود. این گام درستی در جهت اقتصاد چرخشی برای محصولات استایرنی است و به مشتری‌های ما کمک خواهد کرد به اهداف بازیافت خود برسند.

https://www.ineos-styrolution.com/news/ineos-styrolution-introduces-first-standard-abs-grades-with-post-consumer-recycled-material

 

همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.

info@fara-ps.com

پلاستیک برپایه شیره کاج: یک بازیگر بالقوه برای آینده مواد پایدار

در ۱۰۰ سال گذشته، پلاستیک‌ها و پلیمرها شیوه عمل‌کردهای جهان را تغییر داده‌اند، از هواپیما و خودرو گرفته تا رایانه و تلفن همراه-تقریباً همگی آن‌ها از ترکیبات برپایه سوخت‌های فسیلی تشکیل شده اند. کشف تیم تحقیقاتی دانشگاه ایالت فلوریدا از پلاستیک جدیدی که از شیره کاج گرفته شده است، این پتانسیل را دارد که یک بازیگر برای مواد پایدار جدید باشد.

استادیار شیمی و بیوشیمی، Justin Kennemur، محقق اصلی در مورد این مطالعه که این کشف جدید را به تفصیل توضیح می‌ دهد، گفت که این یک گام قابل توجه در جهت درست برای پلاستیک‌های جدید بود و یک کشف اولیه است که می‌تواند منجر به چندین ماده جدید شود.

Kennemur می‌گوید: “آن چه که ما در حال حاضر می‌دانیم این پلاستیک شیشه‌ای و پایدار از نظر حرارتی است که می‌تواند در دمای بالاتری ذوب و شکل داده شود و آن را برای تبدیل به یک پلاستیک سخت در دمای محیط خنک می‌کنند.” “یکی از اهداف بعدی یادگرفتن برخی خواص مکانیکی این پلیمرها است. اما این ماده ویژگی‌های ساختاری بسیاری دارد که انعکاس‌دهنده پلاستیک‌هایی است که ما هر روز استفاده می کنیم، بنابراین نوید برای بسیاری از کاربردها وجود دارد.”

یافته های این تیم در مجله ACS Macro Letters منتشر شده است.

وی گفت: “امروزه ۹۹% از پلاستیک‌ها از سوخت‌های فسیلی محدود، با افزایش تقاضا و محدودیت جغرافیایی تولید می‌شوند.” “تولید مواد از منابع تجدیدپذیر، و به ویژه شیره کاج، که ممکن است بدون از بین بردن درخت برداشت شود، تلاش قابل توجهی است.”

Alpha-pinene، فراوان‌ترین مولکول تولید شده از شیره کاج، به طرز ناامیدکننده‌ای جهت تبدیل به پلاستیک سخت است، بنابراین در حال حاضر کاربردهای محدودی دارد. این ماده  عمدتاً در پاک‌کننده‌ها و حلال‌های بر پایه turpentine یافت می‌شود. Mark Yarolimek، دانشجوی دکتری FSU در رشته شیمی پلیمر که هدایت این مطالعه را بر عهده داشت، ابتدا alpha-pinene را به صورت مصنوعی اصلاح کرد که سبب شد این ترکیب به عنوان delta-pinene شناخته شود.

وی گفت: “من روی alpha-pinene یک سری واکنش‌های شیمیایی، تصفیه‌های متعدد و تعدادی آزمایش و خطا اعمال کردم که در نهایت در تبدیل آن به delta-pinene موفقیت‌آمیز بود.” “هنگامی که ما مایع خالص شده delta-pinene را به دست آوردیم، آن را از طریق یک واکنش شیمیایی نهایی به پلاستیک حاصله، یعنی poly-delta-pinene تبدیل کردم.”

Yarolimek و Heather Bookbinder، که به عنوان محقق دانشجوی دانشگاه روی پروژه قبل از فارغ‌التحصیلی در مقطع کارشناسی در رشته فیزیولوژی ورزش در سال ۲۰۲۰ ایفای نقش کردند، سپس طیفی از “پلیمریزاسیون ها” – واکنش‌های شیمیایی برای تبدیل مولکول‌های کوچک مایع به ماکرومولکول‌های جامد را انجام دادند – تا بیازمایند چه قدر این مولکول در تبدیل شدن به پلاستیک مؤثر بود.

این آزمایشات شامل اندازه‌گیری مقداری که delta-pinene در یک واکنش واحد به پلاستیک تبدیل شد، بود، این محققان چه قدر خوب می‌توانند رشد مولکول‌ها را کنترل کنند و چگونه تنوع شرایط بر روی مواد تأثیر گذاشت. همچنین آن‌ها خواص مختلف مواد پلاستیکی را شناسایی کردند، مانند که چه دمایی در آن پلیمرها ذوب می‌شوند و که چه مقدار گرما را پیش از آن که تجزیه شود، می‌تواند تحمل کند و نیز ساختار مولکولی مواد را مورد بررسی قرار دادند.

Brianna Coia، یک محقق فارغ‌التحصیل در گروه Kennemur، به صورت هم‌زمان delta-pinene  را تجزیه و تحلیل کرد تا بفهمد آیا دارای ویژگی‌های ترمودینامیکی مناسب برای در معرض قرار گرفتن پلیمریزاسیون است. با منابع مرکز محاسبات تحقیقاتی FSU، Coia محاسبات نظریه تابع چگالی را انجام داد و نتایج محاسباتی او به خوبی با یافته‌های تجربی Yarolimek و Bookbinder هم‌راستا بود.

Yarolimek گفت که تبدیل چنین مولکول‌های زیست توده به پلاستیک‌های جدید با عمل‌کرد بالا، شبیه این یکی، برای ادامه زندگی ما ضروری است. این تیم قبلاً با دفتر تجاری‌سازی FSU به جهت تشکیل دادن پرونده یک پتنت برای موادی که کشف کرده اند، کار کرده است.

وی گفت: “به جای برگشتن به قرن هجدهم که چه وقت نفت تمام می‌شود، تغییر به سمت پلاستیک‌های زیست‌پایه به ما این امکان را می‌دهد تا بیش‌تر جلو برویم به سمت آن چه بعد روی می‌دهد.”

Kennemur گفت: ساختن پلاستیک‌های زیست پایه جدید تنها نیمی از این گفتگو است – مورد دیگر سرنوشت نهایی پلاستیک را شامل می‌شود. برای این ماده با عمل‌کرد بالا، در حالی که یک عمر مفید کوتاه در برابر تجزیه‌پذیر بودن دارد، نامطلوب خواهد بود اما هم‌چنان راهی نیاز دارد تا بازیافت شود. این امر ممکن است به معنی فرآیندهای تجزیه در حال توسعه از طریق یک محرک شیمیایی باشد.

وی گفت: “تحقیقات ما در هر دو مورد سرمایه‌گذاری می‌شود. ما مواد جدیدی می‌سازیم، اما در حال بررسی قابلیت بازیافت شیمیایی آن‌ها نیز هستیم.” “ما این پلاستیک جدید را ساختیم، اما این تازه آغاز کار است. ما همچنین نیاز داریم که بیاموزیم که چه طور این پلاستیک را تخریب کنیم و برنامه‌هایی برای شروع تحقیق در آن مورد داریم.”

Kennemur گفت که محققان دانشجوی وی تا حد زیادی شایسته اعتبار برای این کشف هستند در حالی که نقش او هدایت تلاش‌های آن‌ها بود.

 Bookbinderگفت: “عضویت در این تیم تحقیقاتی احتمالاً یکی از آموزشی‌ترین و جالب‌ترین تجربیاتی بود که من در دوران تحصیل در FSU داشتم.” “به نظر من، تجربه عملی جذاب‌ترین راه برای یادگیری است و تأثیر طولانی مدتی دارد. من تا پایان عمر در مورد تحقیق و نقشم در این تجربه برای سایرین صحبت خواهم کرد.”

Untitled

 

لینک خبر:

https://phys.org/news/2021-07-sapbased-plastic-potential-gamechanger-future.html

 

 

همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.

info@fara-ps.com

افزایش حالت ارتجاعی در گوشی‌های هوشمند توسط پلیمرهای خودترمیم‌شونده

هنگام تلاش برای اختراع یک نوع جدید از چسب، یک دانشجوی ژاپنی، Yu Yanagisawa گونه‌های جدیدی از شیشه پلیمری که می‌توانند خود را زمانی که به شدت ضربه دیدند، ترمیم کنند را کشف کرد. کشف تصادفی او می‌تواند منجر به کاهش پسماند الکترونیکی در آینده شود.

هنگام تلاش برای اختراع چسب، Yu Yanagisawa در دانشگاه توکیو یک شیشه پلیمری را کشف کرد که نه تنها مستحکم است، بلکه می‌تواند هنگامی که تحت فشار دست شکسته می‌شود در عرض  فقط ۳۰ ثانیه دوباره به هم فشرده شود. کار او در مجله Science منتشر شد و توسط منابع خبری سراسر کشور به عنوان راه حل بالقوه برای کاهش ضایعات الکترونیکی انتخاب شد. این ماده هم اکنون در حال توسعه در دانشگاه است و می‌تواند به طور بالقوه در تلفن‌های هوشمند استفاده شود تا مردم مجبور به تعویض صفحه نمایش شکسته نشوند.

این ماده که polyether-thioureas نام دارد، یک پلیمر شفاف که رسانای الکتریسیته است در حالی که آن را یک ماده مناسب برای صفحات لمسی می‌سازد. به جای استفاده از افزودنی‌ها که باعث خود-چسبی می‌شود، هنگامی که شکسته می‌شوند؛ این ماده حاوی پیوندهای هیدروژنی است که به آن اجازه می‌دهد بیش از ۲ یا ۳ بار در دمای اتاق ترمیم شود. علاوه بر این، این پیوندهای هیدروژنی مواد را بسیار قوی می‌کند. این یک پیشرفت بزرگ است به سبب آن که استحکام تمایل دارد موازنه‌ای برای پلیمرهای خود ترمیمی باشد.

محققان می‌نویسند: “توانایی ترمیم‌کنندگی و استحکام مکانیکی بالا تمایل دارد که متقابلاً منحصر به فرد باشد.” اکثر پلاستیک‌های سخت از زنجیرهای پلیمری بلند و درهم‌پیچیده تشکیل شده اند، بنابراین دماهای ذوب خیلی بسیار بالا به اندازه ۱۲۰ درجه سانتی‌‌گراد نیاز است تا زنجیره‌های پلیمری آن‌ها باز شود و سپس شرایط خنک‌ کردن باید کنترل شود تا پیوندهای عرضی خود را اصلاح کنند و دوباره آن‌ها را به پلیمرهای جامد تثبیت کند.

این ماده از طریق یک آرایش طبیعی زیگزاگی با اتصالات هیدروژنی به استحکام بالا و قابلیت‌های خودترمیمی خود می‌رسد. هنگامی که مواد تحت کرنش یا تنش زیاد شکسته می‌شوند، جزء سازنده ساختاری اضافه شده، تبادل جفت‌های متصل به هیدروژن بین پلیمرها تحت فشار را تسهیل می‌کند تا بتواند به راحتی ترمیم یابد.

منبع خبر:

//www.machinedesign.com/materials/article/21836397/selfhealing-polymer-could-lead-to-higher-resiliency-in-smartphones

 

همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.

info@fara-ps.com

 

 

ساخت پوشش‌های پلاستیکی با رسانایی و شفافیت بالا

دانشمندان در دانشگاه میشیگان یک پوشش رسانا تولید کرده‌اند که ضد بازتاب است تا سلول‌های خورشیدی مادون قرمز نصب شده روی پنجره‌ها، صفحات LED  نوری و صفحه‌های لمسی بزرگ را تقویت کند.

در پروژه‌ای که برای بهبود صفحه‌های لمسی بزرگ، صفحه‌های LED  نوری و سلول‌های خورشیدی مادون قرمز نصب شده روی پنجره‌ها طراحی می‌شود؛ محققان در دانشگاه میشیگان در Ann Arbor، پلاستیک را رسانا ساخته و در عین حال شفافیت آن را نیز بیش‌تر کرده‌ اند.

این تیم، به رهبری Jay Guo، استاد مهندسی برق و علوم کامپیوتر، دستورالعملی ارائه کرده است که به سایر دانشمندان کمک می‌کند تا با ایجاد یک سطح سه لایه ضد بازتابی، بهترین تعادل بین شفافیت و رسانایی را برقرار کنند. لایه فلزی رسانا بین دو ماده “دی الکتریک” قرار می‌گیرد که باعث می شود نور به راحتی از آن جا عبور کند. دی الکتریک‌ها بازتاب از دو لایه فلزی و پلاستیک بین آن‌ها را کاهش می‌دهند.

انتقال نور از طریق پلاستیک در مقایسه با شیشه به طور نسبی کم‌تر است. با این حال، افزایش شفافیت پلاستیک با پوشش‌های ضد انعکاسی امکان‌پذیر است. Guo و همکارش Dong Liu، استاد مدعو در دانشگاه میشیگان از دانشگاه علم و صنعت Nanjing، مشخص کردند که می‌توانند یک پوشش ضد انعکاسی ایجاد کنند که رسانا نیز باشد.

دی‌الکتریک‌هایی که برای این مطالعه انتخاب کرده‌اند اکسید روی و اکسید آلومینیوم هستند. در طرف نزدیک‌تر به منبع نور، در مقایسه با سطح پلاستیک، نور کم‌تری توسط اکسید آلومینیوم به منبع باز می‌گردد. آن چه در زیر قرار می‌گیرد یک لایه فلزی است که از نقره و مقدار کمی مس در آن ساخته شده است با ضخامت فقط ۶/۵ نانومتر. این لایه همچنین دارای اکسید روی است که به هدایت نور به سطح پلاستیک کمک می‌کند.

همچنان بخشی از نور در جایی که پلاستیک با هوا در طرف مقابل تماس پیدا می‌کند، بازتاب می‌شود. اما، انتقال همه جانبه نور در مقایسه با پلاستیک تنها بهتر است. میزان انتقال نور ۸۸/۴% است، بالاتر از ۸۸/۱% نسبت به پلاستیک تنها.

به گفته Guo و Liu، موفقیت پروژه به انتخاب دی‌الکتریک مناسب و سپس تعیین ضخامت مناسب برای هرکدام جهت سد کردن بازتاب از فلز نازک بستگی دارد. آن‌ها بیان کردند به طور کلی، مواد بین پلاستیک و فلز باید ضریب شکست بالاتری داشته باشند، در حالی که نزدیک‌ترین ماده‌ به صفحه نمایش یا منبع نور باید ضریب شکست کم‌تری داشته باشند.

با توجه به نتایج نظری، محققان انتظار دارند که دانشمندان دیگر بتوانند هادی‌های بسیار شفاف و انعطاف‌پذیر به سبک ساندویچی مشابه را طراحی کنند که اجازه می‌دهند نور بیش‌تری در مقایسه با پلاستیک تنها عبور کند.

Guo و Liu، به پیشرفت فناوری ادامه می‌دهند در حالی که در پروژه‌ای همکاری می‌کنند که از هادی‌های شفاف در سلول‌های خورشیدی برای نصب بر روی پنجره‌ها استفاده می‌کند. این مواد می‌توانند نور مادون قرمز را جذب کرده و آن را به الکتریسیته تبدیل کنند؛ در حالی که طیف مرئی را برای روشنایی اتاق رها می‌کنند. آن‌ها همچنین نمایش‌گرهای تعاملی پنل بزرگ و شیشه جلو اتومبیل را پیشنهاد می‌دهند که می‌تواند یخ را آن گونه که شیشه‌های عقب می‌توانند، ذوب کنند.

Liu می‌گوید: “ما به مردم می‌گوییم که یک رسانای دی الکتریک-فلز-دی الکتریک برای هدایت الکتریکی مورد نظر چقدر می‌تواند شفاف باشد.” ما همچنین به آن‌ها می‌گوییم چگونه گام به گام به این انتقال بالا دست یابند.”

منع خبر

www.canplastics.com/features/researchers-make-plastic-coatings-with-high-transparency-and-conductivity/

 

همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.

info@fara-ps.com

 

گرید جدید PP با شفافیت بالا مورد استفاده در یخچال، جای‌گزین ABS می‌شود!

بخش لوازم خانگی سامسونگ اخیراً نوع جدیدی از پلی‌پروپیلن را برای یخچال‌های خود انتخاب کرده است تا جای‌گزین ABS و کاهش هزینه‌ها شود. این ماده که Moplen EP649N نام دارد، به طور خاص برای شرکت سامسونگ توسط PolyMirae، شرکت سرمایه‌گذاری مشترک بین Basell Polyolefins و Daelim که مقر آن در سئول واقع در کره است، توسعه یافته است. سامسونگ از مواد جدید برای قالب‌گیری ۲۳ قطعه مختلف استفاده می‌کند، از سینی‌های یخ و کشوهای مربوط به غذاهای تازه، تا واحدهای قفسه‌ و سبدهای سبزیجات.

G.Y. Ha، مدیر پشتیبانی فناوری PolyMirae  بیان می‌کند که: ما معتقدیم این اولین بار است که پلی‌پروپیلن بسیار براق به طور سیستماتیک در قسمت‌های قابل مشاهده برای کاربردهای یخچالی استفاده می شود. هزینه کم‌تر این پلاستیک در مقایسه با مواد استایرنیک مانند ABS و HIPS، همراه با چگالی کم PP، به این معنی است که سازندگان می‌توانند تا ۱۴% اجزای سازنده بیش‌تری در هر کیلو پلاستیک در مقایسه با مواد دیگر تولید کنند. فرآیند تولید نیز ساده می‌شود زیرا پلاستیک‌های پلی‌پروپیلن نیازی به پیش خشک شدن ندارند.

دیتاشیت PP گرید Moplen EP649N

Moplen

لینک خبر:

https://www.plasticstoday.com/refrigerator-pp-grade-replaces-abs

همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.

info@fara-ps.com

معرفی گرید جدیدی از ABS با جریان‌پذیری بالا برای کاربردهای لوازم خانگی توسط شرکت Ineos

مواد انتخابی برای کاربردهای لوازم خانگی بزرگ در صنایع لوازم و الکتریکی؛ تناسب کامل برای کاربردهای جداره نازک؛ جریان‌پذیری بالا برای فرآورش آسان و در نهایت تولید سریع‌تر.

شرکت Ineos Styrolution یک نوع گرید جدید ABS به عنوان بخشی از خانواده Novodur متعلق به کوپلیمرهای خاص ABS خود را معرفی کرده است. این گرید جدید مواد، Novodur P4XF، با جریان‌پذیری بالا برتری دارد و در عین حال مشخصه تعادل جالب توجه میان جریان‌پذیری و استحکام ضربه ارائه می‌دهد.

خواص این محصول شرکت مذکور، گرید جدید مواد انتخابی برای کاربردهای بزرگ و پیچیده را در صنایع لوازم خانگی و الکترونیکی فراهم می‌سازد و به بهبود اثر رد پای کربن آن‌ها کمک می‌کند. قطعات بزرگ برای دستگاه‌های تهویه مطبوع، جاروبرقی‌ها و دستگاه‌های قهوه‌ساز تعدادی مثال از کاربردهای هدفمند هستند.

Novodur P4XF جریان‌پذیری بالا نشان می‌دهد- سرعت حجمی مذاب (کیلوگرم۱۰/ درجه سانتی‌گراد۲۲۰)، به میزان (cm3/gr) 60 در (iso 1133) می‌باشد. این به مشتریان اجازه می‌دهد که ابزارهای تولید خود را برای ساخت سریع از طریق کاهش تعداد دریچه‌های تزریق (gates) برای قطعات بزرگ و افزایش تعداد حفره‌ها (cavities) در ابزارهای چند حفره‌ای (multi-cavity tools) بهینه کنند.

Artur Sokolowski، مدیر فروش لوازم خانگی و الکترونیکی EMEA (Europe, Middle East, Africa.)، نظر می‌دهد: Novodur P4XF واقعاً شگفت‌انگیز است. برای قطعات بزرگ، یک جای‌گزین عالی برای مواد دیگر بسیاری است. بسته به این که مشتریان چه موادی را امروزه استفاده می‌کنند، آن‌ها زمان‌های چرخه سریع‌تر، زمان‌های خنک‌سازی کوتاه‌تر، تاب‌ برداشتن کم‌تر، استحکام بالاتر، کیفیت سطح و مقاومت در برابر خراش بالاتر و جذب غبار/بار الکترونیک کم‌تر را تجربه‌خواهند کرد. به علاوه، فشار تزریق کم‌تر در خصوص دستگاه‌های تزریق کوچک‌تر هنگام استفاده از Novodur P4XF را ممکن می‌سازد.

لینک دریافت فایل دیتاشیت ABS گرید Novodur P4XF

Novodur-P4XF

منبع خبر:

https://www.plasticstoday.com/consumer-products/ineos-introduces-high-flow-abs-grade-appliances

 

 

همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.

info@fara-ps.com

کاربرد پلاستیک‌ها در لوازم خانگی – بخش اول: پلیمر ABS و کامپاندهای آن

اکریلونیتریل بوتادی‌ان استایرن (ABS)

ساختار شیمیایی و خواص فیزیکی و مکانیکی ABS به صورت زیر است

Untitled

 

Untitled

خواص عمومی ABS

Untitled

رزین‌های ABS مجموعه‌ای از خواص کاملاً موازنه و متعادل شده را برای قالب‌گیری قطعات با کنترل ابعادی دقیق فراهم می‌آورد به طوری که آن‌ها پرداخت سطح بسیار عالی و در حد مطلوبی دارند، مقاومت آن‌ها در برابر ضربه و نیز ویژگی‌های آب‌کاری فلزی خوبی دارند. رزین‌های ABS به خانواده بسیار گسترده‌ای از پلیمرهای ترموپلاستیک (بسپارهای گرمانرم) تعلق دارند. ABS از طریق ترکیب سه مونومر تولید می‌شود: اکریلونیتریل (AN)، بوتادی‌ان (BD) و استایرن (S). ساختار شیمیایی این مونومرها ایجاب می‌کند که هر مونومر جزء مهمی از رزین‌های ABS باشد به این معنی که هر مونومر، مسئول تأمین خاصیت ویژه‌ای از رزین‌های ABS است.

پلیمر ABS از نسبت‌های مختلفی از اکریلونیتریل، بوتادی‌ان و استایرن تشکیل می‌شوند. اکریلونیتریل مؤثر بر استحکام کششی، پایداری گرمایی و مقاومت شیمیایی می‌باشد. بوتادی‌ان بر چقرمگی، مقاومت ضربه و خواص دمای پایین تأثیرگذار است در حالی که استایرن مؤثر بر براقیت، صلبیت و فرآیندپذیری می‌باشد. با تغییر نسبت این مؤلفه‌ها، دامنه وسیعی از انواع مواد این مواد به وجود می‌آیند که دارای خواص ضربه‌پذیری بالا و متوسط، و قابلیت آب‌فلزکاری، مقاومت در برابر گرما و براقیت زیاد و کم می‌باشند.

مواد ABS ترکیب متعادلی از چقرمگی، استحکام کششی، پایداری ابعادی، صلبیت و خواص عایق‌کاری الکتریکی را از خود بروز می‌دهند. آن‌ها همچنین خواص ضربه‌پذیری عالی، عمل‌کرد دمایی وسیع و کیفیت سطح فوق‌العاده را دارا می‌باشند. مواد ABS توسط قالب‌گیری تزریقی (قطعات و اجزای یخچال و فریزر)، قالب‌گیری دمشی، اکستروژن (سینی‌های داخل یخچال)، قالب‌گیری اسفنجی و شکل‌دهی گرمایی (آستری در یخچال) فرآیند می‌شوند.

پلاستیک‌های ABS، سامانه‌های دو فازی می‌باشند. استایرن اکریلونیتریل (SAN) فاز پیوسته بستر پایخ یا زمینه (ماتریس) را تشکیل می‌دهد. فاز دوم از ذرات پراکنده شده یا پراکنش یافتته بوتادی‌ان تشکیل شده است که در آن لایه‌ای از SAN بر روی سطح پیوند خورده است. لایه ماتریس اتصال‌دهنده SAN، سبب می‌شود تا دو فاز تشکیل‌دهنده این پلیمر با هم کاملاً سازگار باشند.

تعادل یا موازنه خواص از طریق نسبت مونومرها و به وسیله ساختار مولکولی دو فاز، کنترل می‌شود. پایدارکننده‌ها، روان‌کننده‌ها، رنگین‌کننده‌ها و افزودنی‌های دیگر را می‌توان به سامانه افزود و این مسأله در حالی که تولید ABS را بسیار پیچیده می‌کند ولی از سوی دیگر انعطاف‌پذیری شگرفی را در طراحی خواص محصول پدید می‌آورد. در نتیجه موفولوژی و ریزساختار بی‌نظیر ABS، صدها محصول محتلف از ABS، بسط و توسعه یافته‌اند که به طور تجاری قابل دسترس می‌باشند. ۱- رزین‌های ویژه قالب‌گیری تزریقی و ۲- رزین‌های مخصوص اکستروژن. اختلاف اولیه میان این دو نوع تجاری، ویسکوزیته حالت مذاب آن‌ها می‌باشد که برای رزین‌های قالب‌گیری تزریقی، ویسکوزیته مذاب به طرز قابل توجه‌ای پایین‌تر است. در هر طبقه از پلیمرهای ABS، گروه‌های متناظری از انواع تجاری وجود دارند. انواع تجاری ABS استاندارد را می‌توان براساس استحکام ضربه‌ای به سه دسته استحکام ضربه‌ای متوسط، بالا و اانواع بسیار محکم در برابر ضربه تقسیم کرد. همچنین انواع ABSهای استاندارد را بر مبنای جلای سطح بنیز می‌توان به ۳ دسته طبقه‌بندی کرد ۱) جلای سطح کم ۲) جلای سطح بالا ۳) جلای سطح بسیار بالا. انواع ویژه ABS شامل موارد زیر می‌باشند. ABS با مقاومت حرارتی بالا، ABS ویژه آب‌کاری، ABS شفاف، ABS به تأخیرانداز شعله و ABS با انواع ساختارهای فومی.

انواع استاندارهای ABS معمولاً با سوختن آخسته (UL-94 HB) درجه‌بندی آزمایش‌گاهی مرجع ویژه صدور مجوز کیفیت، ساخت و فروش موسوم به UL را کسب می‌کنند. مواد به تأخیرانداز شعله در ضخامت‌های in 062/0، (UL-94 V0)  و در ضخامت‌های in 125/0، (UL-94 5V) را دارند. در انواع ABS شفاف از MMA (متیل اکریلات) برای ایجاد خاصیت عبور معادل ۷۲% و میزان کدورت یا مه (Haze Leve) برابر ۱۰%، استفاده می‌کند. آلیاژهای ABS-PVC در انواع با جلای زیاد و با جلای کم ساخته و تولید شده‌اند که تجاری شده و دردسترس می‌باشند. آلیاژهای ABS-PC در انواع قالب‌گیری تزریقی و انواع ویژه آب‌کاری دردسترس می‌باشند. آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت ABS-SMA در انواع تجاری قالب‌گیری تزریقی، اکستروژن و ویژه آب‌کاری دردسترس می‌باشند. آلیاژهای ABS-PA نیز در انواع تجاری شده ویژه قالب‌گیری تزریقی در دسترس می‌باشند.

ABS انتخابی عالی برای استفاده در آلیاژها (Alloys) و مخلوط‌های چند آمیزه (Blends) می‌باشد. وقتی که پلاستیک‌ها با یک‌دیگر ترکیب می‌شوند، ویژگی‌ها و جنبه‌های مثبت هر یک را می‌توان حفظ و نگه‌داری کرد و حتی افزایش داد. در حالی که خصوصیات نامطلوب هر یک را می‌توان کاهش داد.

آلیاژهای ABS-PC و ABS-PVC آلیاژهایی هستند که به خوبی شناسایی شده و بر روی آن‌ها کار شده است و در عمل هم از آن‌ها استفاده می‌شود. نوآوری‌های اخیر آلیاژهای جدید از ABS را نیز معرفی نموده است که عبارتند از ABS-استایرن-مالئیک انیدرید (ABS-SMA) و ABS-پلی‌آمید (ABS-PA).

ABS مزایایی همچون توانایی فرآیند نمودن و ظاهر خوب و قیمت پایین را همراه با ترکیبی متعادل از خواص مهندسی مطلوب با خود به ارمغان آورده است. موازنه خواص، مهم‌ترین ویژگی ABS و آلیاژهای مربوطه به آن می‌باشد.

مزایای ABS

  • مقاومت در برابر ضربه (چقرمگی) و خواص صلب، سخت و سفت مطلوب
  • خزش پایین
  • پایداری ابعادی خوب
  • خواص فیزیکی و مکانیکی بالا که استحکام و قدرت بالا را به دنبال دارد.
  • پوشش‌های فلزی، چسبندگی عالی را به سطح ABS از خود نشان می‌دهند
  • با استفاده از روش‌های ترموپلاستیک متداول، قابل تیدیل است و پلاستیکی است که وزن سبکی دارد.

محدودیت‌های ABS

  • ABS در برابر اسیدها مقاوم است (به جز اسیدهای اکسیدکننده غلیظ)، هم‌چنین در برابر قلیاها، نمک‌ها، روغن‌های اساسی و ضروری و محدوده گسترده‌ای از محصولات غذایی و دارویی مقاوم است. ولیکن از طریق بسیاری از حلال‌های شامل کتون و استر، به راحتی تحت حمله قرار می‌گیرد و در مجموع مقاومت آن‌ها در برابر حلال‌های آلی کم است.
  • استحکام دی‌الکتریک یا عایقی پایینی دارد یعنی مقاومت آن در برابر عبور الکتریسیته کم است، عایق خوبی نیست.
  • تغییر طول یا ازدیاد طول پایینی دارد و کشسان نیست.
  • درجه حرارت کاری پیوسته پایین
  • با این که خاصیت مکانیکی قطعه نهایی نسبت به رطوبت حساس نیست ولیکن وجود رطوبت در حین فرآیند نمودن می‌تواند منجر به ظهور مشکلاتی در ظاهر قطعه گردد. بیش‌ترین مقدار رطوبت مجاز و مناسب برای قالب‌گیری تزریقی ۰/۲% و برای اکستروژن ۰/۰۳% می‌باشد که می‌توان با استفاده از یک خشک‌کن هوایی رطوبت زدا، در عمل به این مقدار رسید.

به طور کلی پلیمر ABS در ساخت قطعات داخلی یخچال، پنل‌های کنترل لوازم خانگی و آشپزخانه، محفظه (جاروبرقی، غذاساز، چای‌ساز)، آسترهای یخچال، بدنه جاروبرقی، لباس‌شویی و قاب تلویزیون کاربرد دارد. کالاهای خانگی و مصرفی عمده‌ترین کاربردهای ABS است.

کاربردهای ABS در لوازم خانگی

  • یخچال‌ها: برای درب‌ها و آسترها و فیلم‌های پلاستیکی که برای نگه‌داری مواد غذایی داخل یخچال از ABS استفاده می‌شود. اکستروژن‌های با مقاومت در برابر ضربه متوسط و انواع تجاری قالب‌گیری شامل ABS شفاف، در ظروف تازه نگه‌دارنده مواد غذایی، نوارهای درزگیر دور یخچال، پایه‌های قفسه، سینی‌های قطعات تبخیرکننده و حفاظ‌های پلاستیکی پایین درب یا در محل اتصال در با زمین استفاده می‌شود.
  • بدنه‌های لوازم خانگی کوچک و کاربردهای ابزار برقی: این نوع لوازم و ابزارها شامل موارد زیر می‌باشند: سشوارها، اتوهای سنگی مخصوص فردادن مو، مخلوط‌کن‌ها، درب‌بازکن‌های برقی قوطی کنسرو، قهوه‌سازها، فرآیندکننده‌های مواد غذایی، فن‌ها یا پنکه‌های برقی، جاروبرقی‌ها، دریل‌های برقی، بادبزن‌های ورقه‌ای و پایه‌ها یا نگه‌دارنده‌های ماشین چمن‌زنی.

 

  • کالاهای خانگی: فراپیش‌خوان‌های میز (وسایل یا لوازم خانگی رومیزی)، قسمت‌های مربوط به دور سینک و لوله‌، واحدهای تهویه مطبوع هوا که در پشت بام نصب شده‌اند.

 

  • قطعات الکترونیکی تجاری و مخصوص مصرف‌کننده: نوارهای ویدئویی، تلویزیون‌ها، تجهیزات صوتی تصویری، بدنه‌های کامپیوترها، چاپ‌گرها و دستگاه‌های کپی.

 

سایر کاربردها

  • خروج یا تخلیه: فاضلاب‌ها، لوله‌های تخلیه، اتصالات لوله‌ و بدنه‌های صافی استخر و زوائد تزئیناتی.
  • مخابرات: بدنه‌های گوشی تلفن، گوشی تلفن‌های قابل حمل بدنه‌های ماشین تایپ و کلیدهای صفحه‌ کلید کامپیوتر.
  • وسایل و لوازم تفریحی: قالب‌گیری‌های موتورسیکلت، قایق‌ها، هواپیماها، چادرهای ویژه اردوگاه‌ها، چمدان‌ با بدنه سخت و آسترهای دستگاه‌های سردکننده ویژه پیک‌نیک.
  • کیف‌های اسناد، جعبه‌های ویژه لوازم آرایش، بسته‌بندی‌های خانگی، اسباب‌بازی‌ها و تجهیزات فتوگرافیک (عکاسی).

از آن‌جا که ABS هیچ ماده سرطان‌زای شناخته‌شده‌‌ای ندارد نسبتاً بی‌ضرر است و هیچ اثر سوئی بر سلامتی و در ارتباط با قرار گرفتن در معرض ABS وجود ندارد.

همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.

info@fara-ps.com

کاربرد پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر سنتزی در تجهیزات پزشکی

در نیمه اول این قرن، تحقیقات بر روی مواد سنتز شده از اسید گلایکولیک و دیگر اسیدهای آلفا هیدروکسی کنار گذاشته شد زیرا پلیمرهای به دست آمده برای استفاده صنعتی طولانی مدت بسیار ناپایدار بودند. با این حال این ناپایداری منجر به زیست‌تخریب‌پذیری در سه دهه گذشته در کاربردهای پزشکی بسیار مهم بوده است. پلیمرهای تهیه شده از اسید گلایکولیک و اسید لاکتیک کاربردهای زیادی را در صنعت پزشکی پیدا کردند. شروع آن با بخیه‌های زیست‌تخریب‌پذیر بود که برای اولین بار در ۱۹۶۰ تأیید شد.

از آن زمان محصولات متنوع مبتنی بر اسید لاکتیک، اسید گلایکولیک و دیگر مواد شامل پلی‌دی‌اکسانون، کوپلیمرهای پلی‌تری‌متیلن‌کربنات، هموپلیمرهای (ε-caprolactone) و کوپلیمرهای آن برای استفاده به عنوان تجهیزات پزشکی پذیرفته شده‌اند. علاوه بر این موارد تأیید شده، تحقیقات زیادی در مورد پلی‌انیدریدها، پلی‌اورتواسترها، پلی‌فسفاژن‌ها و دیگر پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر ادامه دارد. شکل زیر یک نمونه اولیه درون عروقی از آمیزه‌ پلی‌لاکتاید و تری‌متیلن‌کربنات را نشان می‌دهد.

Untitled

چرا یک متخصص پزشکی (پزشک) تمایل دارد این مواد تخریب شوند؟

دلایل مختلفی ممکن است وجود داشته باشد اما اساسی‌ترین آن‌ها با خواست پزشک برای داشتن وسیله‌ای است که می‌تواند به عنوان کاشت (ایمپلنت) مورد استفاده قرار گیرد و نیازی به مداخلات جراحی ثانویه برای برداشتن نداشته باشد. در کنار حذف جراحی ثانویه، زیست‌تخریب‌پذیری، ارائه‌دهنده دیگر مزایا است. به عنوان مثال یک استخوان شکسته که با یک ایمپلنت ضد زنگ سخت ثابت شده است، با برداشتن ایمپلنت تمایل به شکست مجدد دارد. از آن جا که تنش توسط فولاد ضد زنگ تحمل می‌شود، استخوان قادر به تحمل بار کافی در طول روند ترمیم نیست. با این حال ایمپلنت تهیه شده از پلیمر زیست‌تخریب‌پذیر می‌تواند به گونه‌ای مهندسی شود که به تدریج بار را به استخوان در حال ترمیم منتقل کند. استفاده هیجان‌انگیز دیگر برای پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر، پتانسیل فوق‌العاده را ارائه می‌دهد که اساس رهایش دارو است (یا به تنهایی به عنوان یک سیستم آزادسازی دارو و یا در ارتباط با عمل‌کرد یک دستگاه پزشکی است). دانشمندان پلیمر طی ۳۰ سال گذشته پیشرفت‌های شگرفی را در زمینه پزشکی و تجهیزات داشته اند. این مقاله بر تعدادی از این تحولات تمرکز می‌کند. ما همچنین شیمی پلیمرها از جمله سنتز و تخریب را مرور می‌کنیم و توضیح می‌دهیم که چگونه می‌توان خواص را با کنترل‌های سنتزی مناسب نظیر ترکیب کوپلیمر و تجهیزات ویژه برجسته برای فرآیند و جابه‌جایی کنترل کرد و برخی از دستگاه‌های تجاری بر اساس این مواد را مورد بحث قرار دارد.

شیمی پلیمر

پلیمرهای زیست تخریب پذیر می‌توانند طبیعی و یا سنتزی باشند. به طور کلی، پلیمرهای سنتزی  مزایای بیش‌تری نسبت به مواد طبیعی ارائه می‌دهند، زیرا می‌توانند طیف وسیع‌تری از خواص و یکنواختی قابل پیش‌بینی‌تری را نسبت به مواد طبیعی به دست آورند. پلیمرهای مصنوعی همچنین منبع قابل اطمینان‌تری از مواد اولیه بدون هیچ گونه نگرانی از ایمنی‌زایی را نشان می‌دهند. جدول زیر خواص پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر رایج را نشان می‌دهد.

Untitled

معیارهای کلی برای انتخاب یک پلیمر برای استفاده به عنوان یک ماده زیستی، تطابق خواص مکانیکی و زمان تخریب با نیازهای مورد درخواست است (جدول) پلیمر ایده‌‌آل برای یک کاربرد خاص به این گونه تنظیم می‌شود که:

  • خواص مکانیکی مطابق با کاربرد دارد و تا زمانی که بافت اطراف ترمیم می‌شود به اندازه کافی مستحکم می‌ماند.
  • پاسخ سمی یا التهابی ایجاد نمی‌کند.
  • پس از انجام کار (تحقق یافتن هدف) در بدن متابولیزه می‌شود و اثری بر جای نمی‌گذارد.
  • به راحتی در شکل محصول نهایی قابل پردازش است.
  • ماندگاری قابل قبولی را از خود نشان می‌دهد.
  • به راحتی استریل می‌شود.

عوامل مؤثر بر کارایی مکانیکی پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر به خوبی برای دانشمندان پلیمر شناخته شده‌اند و شامل انتخاب منومر، انتخاب آغازگر، شرایط فرآیند و حضور افزودنی‌ می‌شود. این عوامل به نوبه‌ خود بر آب دوستی، بلورینگی، دمای ذوب و انتقال شیشه‌ای، وزن مولکولی، توزیع وزن مولکولی، گروه‌های انتهایی، توالی توزیع (تصادفی در مقابل بلوکی) و وجود منومر باقی مانده یا افزودنی‌ها تأثیر می‌گذارد. علاوه بر این، دانشمند پلیمری که با مواد زیست‌تخریب‌پذیر کار می‌کند می‌بایست هر کدام از این متغیرها را برای تأثیر آن بر زیست‌تخریب‌پذیری ارزیابی کند. تخریب زیستی با استفاده از پلیمرهای سنتزی که دارای پیوندهای هیدرولیتیک ناپایدار در پیکره خود هستند، انجام شده است. رایج‌ترین گروه‌های عاملی شیمیایی با این مشخصه استرها، انیدریدها، اورتواسترها و آمیدها هستند. ما اهمیت خواص موثر بر زیست‌تخریب‌پذیری را بعداً در مقاله مورد بحث قرار خواهیم داد.

بخش زیر مروری بر پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر سنتزی دارد که در حال حاضر مورد استفاده یا بررسی در بستن زخم (sutures, staples)، دستگاه‌های تثبیت ارتوپدی (پین‌ها، میله‌ها، پیچ‌ها، چسب‌ها و رباط‌ها)، کاربردهای دندان‌پزشکی (بازسازی بافت هدایت شده)، کاربردهای قلبی عروقی (استنت و پیوند) و کاربردهای روده‌ای (حلقه‌های پیوند دهنده) قرار می‌گیرند. بیش‌تر تجهیزات زیست‌تخریب‌پذیر تجاری در دسترس پلی‌استرهایی هستند که از هموپلیمرها یا کوپلیمرهای گلیکولید و لاکتاید تشکیل شده‌اند. همچنین تجهیزاتی ساخته شده از کوپلیمرهای تری‌متیلن‌کربنات و ε-caprolactone و یک محصول بخیه از پلی‌دی‌اکسانون وجود دارد.

 

پلی گلیکولید (PGA)

پلی گلیکولید ساده‌ترین پلی‌استر آلیفاتیک خطی است. PGA برای توسعه اولین بخیه قابل جذب سنتزی مورد استفاده قرار گرفت که تحت نام Dexon در ۱۹۶۰ توسط Davis و Geck به بازار عرضه شد. منومر گلیکولید از دیمریرزاسیون اسید گلیکولیک سنتز می‌شود. پلیمریزاسیون حلقه‌گشا مواد با وزن مولکولی بالا را تولید می‌کند که تقریبا ۱% تا ۳% منومر باقی‌مانده حضور دارد (شکل زیر). PGA بسیار بلورین (۴۵% تا ۵۵%) با نقطه ذوب بالا (۲۲۰ تا ۲۲۵) و دمای انتقال شیشه‌ای ۳۵ تا ۴۰ درجه سانتی‌گراد است. به دلیل درجه تبلور بالا در اکثر حلال‌های آلی قابل حل نیست. موارد استثنا حلال‌های آلی فلوئور دار مانند هگزافلوئوروپروپانول هستند. الیاف تهیه شده از PGA استحکام و مدول بالایی از خود نشان می‌دهند و بسیار سفت هستند و به جز شکل بافته شده می‌توانند  به عنوان بخیه استفاده شوند. بخیه‌های PGA پس از دو هفته حدود ۵۰% و پس از ۴ هفته استحکام خود را از دست می‌دهند و پس از ۴ تا ۶ ماه به طور کامل جذب می‌شوند. گلیکولید با منومرهای دیگر کوپلیمر شده است تا سختی الیاف حاصل را کاهش دهد.

Untitled

پلی‌لاکتاید (PLA)

لاکتاید دیمر حلقوی از اسید لاکتیک اسید است که به عنوان دو ایزومر نوری d و I و وجود دارد. l-lactide ایزومر طبیعی است و dl-lactide از آمیزه‌ی d-lactide و l-lactide سنتز شده است. هموپلیمر l-lactide (LPLA) یک پلیمر نیمه بلورین است. این مواد استحکام کششی بالا و ازدیاد طول کمی را از خود نشان می‌دهد و در نتیجه مدول بالایی دارند که آن‌ها را برای کاربردهای باربر مانند تثبیت ارتوپدی و بخیه مناسب‌تر می‌کند. پلی (dl-lactide) (DLPLA) یک پلیمر بی‌شکل (آمورف) است که توزیع تصادفی از هر دو شکل ایزومری اسید لاکتیک را نشان می‌دهد و بر این اساس نمی‌تواند در یک ساختار بلوری سازمان یافته قرار گیرد. این مواد دارای استحکام کششی کم‌‌تر، ازدیاد طول بالاتر و زمان تخریب بسیار سریع‌تر هستند و به عنوان یک سیستم رهایش دارو جذابیت بیش‌تری دارند. پلی (l-lactide) حدود ۳۷% بلورین است. نقطه ذوب حدود ۱۷۵ تا ۱۷۸ درجه سانتی‌گراد و دمای انتقال شیشه‌ای ۶۰ تا ۶۵ سانتی‌گراد دارد. زمان تخریب LPLA بسیار آهسته‌تر از DLPLA است و برای جذب کامل به بیش از دو سال زمان نیاز دارد. کوپلیمرهای  l-lactide و dl-lactide تا بلورینگی l-lactide را منقطع کرده و روند تخریب را تسریع کنند.

پلی (ε-caprolactone)

پلیمریزاسیون حلقه‌گشا  ε-caprolactone یک پلیمر نیمه بلورین با نقطه ذوب ۵۹ تا ۶۴ درجه سانتی‌گراد و دمای انتقال شیشه‌ای ۶۰- درجه سانتی‌گراد را نتیجه می‌دهد (شکل). این پلیمر به عنوان بافتی سازگار در نظر گرفته شده است و به عنوان یک بخیه زیست‌تخریب‌پذیر در اروپا مورد استفاده قرار می‌گیرد. از آن جا که هموپلیمر دارای زمان تخریب حدود ۲ سال است، کوپلیمرها سنتز شدند تا سرعت جذب زیستی را تسریع کنند. به عنوان مثال کوپلیمرهای ε-caprolactone با dl-lactide موادی با سرعت تخریب سریع‌تر را نتیجه می‌دهند. کوپلیمر بلوکی ε-caprolactone با گلایکولید موادی با سرعت تخریب سریع‌تر را به دست می‌دهند. این کوپلیمر بلوکی، سختی کم‌تری را در مقایسه با PGA خالص ارائه می‌دهد که به عنوان بخیه تک رشته‌ای توسط شرکت Ethicon با نام تجاری Monacryl فروخته می‌شود.

Untitledz

پلی دی‌اکسانون (یک پلی‌اتر-استر)

پلیمریزاسیون حلقه‌گشا p-dioxanone (شکل) منجر به اولین بخیه سنتزی تک رشته‌ای بالینی آزمایش شده موسوم به PDS (عرضه شده توسط Ethicon) شد. این ماده تقریباً بلورینگی ۵۵% با دمای انتقال شیشه‌ای ۱۰- تا ۰ درجه سانتی‌گراد دارد. این پلیمر می‌بایست در کم‌ترین دمای ممکن فرآیند شود تا از گسست پلیمر به منومر جلوگیری شود. پلی‌دی‌اکسانون هیچ اثر حاد یا سمی در کاشت (ایمپلنت) نشان نداده است. بخیه تک رشته حدود ۵۰% از استحکام اولیه خود را پس از ۳ هفته از دست می‌دهد و طی ۶ ماه جذب می‌شود و این مزیتی نسبت به Dexon و یا محصولات دیگر برای ترمیم تدریجی زخم ایجاد می‌کند.

Untitled

پلی (lactide-co-glycolide)

با استفاده از خواص پلی‌گلایکولید و پلی (l-lactide) به عنوان نقطه شروع، کوپلیمریزه کردن این دو منومر برای گسترش دامنه خواص هموپلیمر امکان‌پذیر است (شکل). کوپلیمرهای گلایکولید با پلی (l-lactide) و dl-lactide برای تجهیزات و کاربرد رهایش دارو توسعه یافته‌اند. توجه به این نکته ضروری است که بین ترکیب کوپلیمر، خواص مکانیکی و خواص تخریب مواد رابطه خطی وجود ندارد. به عنوان مثال یک کوپلیمر حاوی ۵۰% گلایکولید و ۵۰% dl-lactide از هریک از هموپلیمرها سریع‌تر تخریب می‌شوند (شکل). کوپلیمرهای l-lactide با ۲۵ تا ۷۰% گلاکولید آمورف هستند؛ دلیل آن قطع نظم زنجیره پلیمر توسط منومر دیگر است. یک کوپلیمر حاوی ۹۰% گلایکولید و ۱۰% l-lactide توسط Ethicon به عنوان یک بخیه قابل جذب تحت نام تجاری Vicryl توسعه داده شد. طی ۳ الی ۴ ماه جذب شده اما کمی زمان ماندگاری بیش‌تر دارد.

Untitled

Untitled

شکل بالا نیمه عمر هموپلیمرهای PGA و PLA و کوپلیمرهای آن را در بافت موش کاشته شده را نشان می‌دهد.

کوپلیمرهای گلایکولید با تری‌متیلن‌کربنات (TMC) که پلی‌گلیکونات نامیده می‌شود (شکل) هم به صورت بخیه (Maxon توسط Davis  و Geck ) و پیچ و مهره (Acufex Microsurgical, MA) تهیه شده است. به طور معمول به صورت کوپلیمرهای بلوکی A-B-A در نسبت گلایکولید:TMC 1:2 با بلوک مرکزی گلایکولید-TMC (B) و بلوک‌های انتهایی گلایکولید خالص (A) تهیه می‌شوند. این مواد انعطاف‌پذیری بهتری نسبت به PGA خالص داشته و تقریباً در ۷ ماه جذب می‌شوند. گلایکولید همچنین با TMC و p- dioxanone (Biosyn  توسط United States Surgical corp, Norwalk,CT) پلیمریزه شده است تا یک بخیه ترپلیمر را ایجاد کند که طی مدت ۳ تا ۴ ماه جذب می‌شود و در مقایسه با الیاف PGA خالص سختی کاهش یافته را ارائه می‌دهد.

Untitled

سایر پلیمرهای در حال توسعه

در حال حاضر، تنها دستگاه‌های ساخته شده از هموپلیمرها یا کوپلیمرهای گلایکولید، لاکتیک، کاپرولاکتون، پارا دی‌اکسانون و تری‌متیلن‌کربنات برای بازاریابی توسط FDA ترخیص شده‌اند. با این حال تعدادی از پلیمرهای دیگر برای استفاده به عنوان مواد برای تجهیزات زیست تخرب پذیر در حال بررسی هستند. علاوه بر سازگاری آن‌ها برای مصارف پزشکی، پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر نامزدهای بسیار خوبی برای بسته بندی و سایر کاربردهای مصرفی هستند. تعدادی از شرکت‌ها در حال بررسی روش‌هایی برای ساختن پلیمرهای زیست تخریب پذیر کم هزینه هستند. یکی از روش‌های مهندسی زیستی سنتز پلیمرها با استفاده از میکروارگانیسم‌ها برای تولید پلی استرهای ذخیره کننده انرژی است. دو نمونه از این مواد پلی‌هیدروکسی‌بوتیرات (PHP) و پلی‌هیدروکسی‌والرات (PHV) که به صورت تجاری به عنوان کوپلیمر با نام Biopol (Monsanto Co., St. Louis ) در دسترس هستند و برای استفاده در تجهیزات پزشکی مورد مطالعه قرار گرفته‌اند (شکل). هموپلیمر PHP بلوری و شکننده است، در حالی که کوپلیمرهای PHP با PHV بلورینگی کم‌تر، انعطاف‌پذیری بیش‌تر داشته و فرآیند آن‌ها آسان‌تر است. این پلیمرها معمولاً برای زیست‌تخریب‌پذیری نیاز به حضور آنزیم‌ها دارند اما می‌توانند در طیف وسیعی از محیط‌ها تجزیه شوند و برای چندین کاربرد زیست پزشکی در نظر گرفته می‌شوند.

Untitled

استفاده از پلی‌آمینواسیدهای سنتزی به عنوان پلیمر برای تجهیزات زیست پزشکی با توجه به موجود گسترده آن‌ها در طبیعت، انتخاب منطقی به نظر می‌رسد. با این حال در عمل پلی‌آمینواسید‌های خالص به دلیل بلورینگی بالا و همچنین دشوار شدن فرآیند آن‌ها و در نتیجه تخریب نسبتاً آهسته کاربرد چندانی پیدا نکردند. با توجه به آنتی‌ژنی بودن پلیمرها با بیش از ۳ اسید آمینه در زنجیره، آن‌ها برای استفاده در محیط In Vivo نامناسب می‌کند. برای برطرف‌‌سازی این مشکلات پلی‌آمینواسیدهای اصلاح شده با استفاده از مشتقات تیروسین سنتز شده است. به عنوان مثال پلی‌کربنات‌های مشتق شده از تیروسین موادی با استجکام بالا هستند که ممکن است به عنوان ایمپلنت‌های ارتوپدی سودمند باشند. همچنین امکان کوپلیمریزه پلی‌آمینواسیدها برای اصلاح خواص آن‌ها وجود دارد. دسته‌ای که بیش‌تر مورد تحقیق قرار گرفتند پلی‌استرآمیدها هستند.

جستجوی پلیمرهای جدید برای رهایش دارو ممکن است پتانسیل کاربرد در دستگاه‌های پزشکی را نیز داشته باشد. در رهایش دارو دانشمند فرمولاسیون نه تنها به پایداری ماندگاری دارو بلکه به پایداری پس از کاشت نیز توجه دارد، خصوصاً زمانی که دارو ممکن است ۱ تا ۶ ماه یا حتی بیش‌تر در ایمپلنت بماند. در مورد داروهایی که از نظر هیدرولیتیک ناپایدار هستند، ممکن است پلیمری که آب جذب می‌کند منع مصرف داشته باشد. محققان ارزیابی پلیمرهای آب‌گریز بیش‌تری را آغاز کردند که با فرسایش سطح نسبت به تجزیه هیدرولیتیک توده تخریب می‌شوند. دو دسته از این پلیمرها پلی‌انیدریدها و پلی‌ارتواسترها هستند. پلی‌انیدریدها از طریق دی‌هیدراسیون مولکول‌های دی‌اسید به وسیله پلیمریزاسیون تراکمی مذاب سنتز شده اند (شکل).

Untitled

زمان تخریب را می‌توان با توجه به آب‌گریزی منومر از روز تا سال تنظیم کرد. مواد در درجه اول از طریق فرسایش سطح تخریب می‌شوند و سازگاری عالی در بدن دارند. تاکنون آن‌ها فقط برای فروش به عنوان یک سیستم تحویل دارو تأیید شده‌اند. محصول Gliadel که برای رهایش داروی شیمی درمانی BCNU در مغز طراحی شده است در سال ۱۹۹۶ مجوز قانونی دریافت کرده و توسط شرکت Guilford Pharmaceuticals (Baltimore) تولید می‌شود. پلی‌ارتواسترها برای اولین بار در سال ۱۹۷۰ توسط Alza Corp (Palo Alto, CA) و SRI International (Menlo Park, CA) در جستجوی پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر سنتزی برای کاربردهای رهایش دارو مورد بررسی قرار می‌گرفت (شکل).

Untitled

این مواد چندین نسل بهبود را پشت سر گذاشتند و اکنون می‌توانند در دمای اتاق بدون تشکیل محصولات جانبی تراکمی پلیمریزه شوند. پلی ارتواسترها آب‌گریز هستند و دارای پیوندهای هیدرولیتیک هستند که با اسید حساس است اما در بنیاد پایدار است. آن‌ها با فرسایش سطح تجزیه شده و نرخ تخریب را می‌توان با ترکیب مواد کمکی اسیدی یا پایه کنترل کرد.

همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.

info@fara-ps.com

آخرین اخبار

نمونه کاربرد محصولات

بایگانی اخبار فراپلیمر

شنبهیکدوسهچهارپنججمعه
    123
45678910
11121314151617
18192021222324
252627282930 
       
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031   
       
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31      
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930  
       
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031    
       
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
       
  12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031  
       
  12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728     
       
      1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031     
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031 
       
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
282930    
       
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31      
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930  
       
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031    
       
    123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031
       
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031   
       
      1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
30      
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
2930     
       
      1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031     
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031