لوله‌های پلی‌پروپیلنی (Polypropylene Pipe)
لوله‌های بر پایه پلی‌پروپیلن سبک‌ترین مواد پلاستیکی (با چگالی gr/cm3 0/9 هستند و به طور کلی مقاومت شیمیایی بهتری از سایر پلاستیک‌ها دارند. ساختار مولکولی انواع لوله‌های پلی‌پروپیلن سبب شده که مقاومت این لوله‌ها در برابر سیال‌های مختلف به نوع سیال اعم از بازی و یاد اسیدی بودن و میزان سختی موجود در آن و همچنین مقدار دما و شرایطی محیطی بسیار وابسته باشد. این لوله‌ها به دلیل مقاومت بالا در شرایط گرمایی برای حمل سیالات مختلف با دمای خاص کاربرد فراوانی پیدا کرده‌اند. لوله‌های پلی‌پروپیلنی در سامانه‌های تخلیه مواد شیمیایی (معمولاً اسیدها) گاز طبیعی، سوخت‌های روغنی و خطوط آب آشامیدنی استفاده می‌شوند. حداکثر دما برای کاربرد لوله‌های بدون فشار ۹۰ درجه سانتی‌گراد است. این لوله‌ها از طریق جوش یا ذوب حرارتی اتصال می‌یابند.
لوله‌های پلی‌پروپیلن را می‌توان در شبکه‌های لوله‌کشی تحت فشار نیز به کار برد ولی دامنه کاربردشان به خطوط فشار پایین (مصارف داخل ساختمان لوله‌کشی آب سرد و گرم بهداشتی) منحصر می‌شود. امروزه از این لوله‌ها در انتقال مواد شیمیایی و سامانه فاضلاب نیز استفاده می‌شود. بیش‌ترین دمایی را که این لوله‌ها می‌توانند تحمل کنند ۹۰ درجه سانتی‌گراد است.
پلیمرهایی از نوع PP-H (هموپلیمر) به علت استفاده از مواد پلی‌پروپیلن با درصد بالاتر از PP-R (رندوم کوپلیمر) باید مقاومت فشار داخلی پایین‌تری داشته باشند. آزمایش سختی نشان می‌دهد این مواد سختی بیش‌تری دارند. همچنین مدول الاستیسیته بیش‌تر PP-H و تنش تسلیم بالاتر (در حدود ۳۵ مگاپاسکال) باعث شده است که از این نوع پلی‌پروپیلن در سامانه‌های فاضلاب بیش‌تر استفاده شود.
طبق ISO 15874 و نیز DIN4726 از پلیمر PP-R به علت مقاومت گرمایی و تحمل حرارتی (۷۰ درجه سانتی‌گراد و در فشار کاری ۱۰ اتمسفر و در ۱۰۰ ساعت) می‌توان در سامانه گرایش کفی و رادیاتورها استفاده کرد. برای استفاده باید شرایط کاربری مخصوص هر پلیمر پس از طی آزمایش‌هایی مانند نفوذناپذیری در برابر اکسیژن (که طبق استاندارد فوق در درجه حرارت ۴۰ درجه سانتی‌گراد، باید کم‌تر از gr/m3.d 0/1 باشد) مشخص شود. آزمایش دیگر آزمایش درجه حرارت بازیافت (Recycle Temperature) است. همچنین انتخاب مواد ضد خوردگی برای کل سامانه و یا بخشی از سامانه که با آب تماس دارد و یا استفاده از رزین‌های اپوکسی یا پلیمر اتیلن‌وینیل‌الکل به عنوان لایه محافظ گاز اکسیژن نیز باید مد نظر قرار گیرد.
طبق استاندارد جدید ISO 15874، لوله‌های پلی‌پروپیلن در کلاس‌های کاری ۱، ۲، ۴ و ۵ طبقه‌بندی شده اند. این استاندارد بیان‌گر این نکته است که با رعایت شرایط ذکر شده در این استاندارد می‌توان این نوع لوله‌ها را در تمام مصارف ساختمانی جای‌گزین لوله‌های فلزی کرد (به جز انتقال بخار). آن‌چه طبق این استاندارد اهمیت دارد چگونگی محاسبه عمر مفید لوله‌های پلی‌پروپیلن در سامانه‌های گرمایش است که در اینجا برای یک دوره کاری ۵۰ ساله توضیح داده می‌شود. عملاً ۱۴ سال از یک دوره ۵۰ ساله آب درون این لوله‌ها با دمایی حدود ۲۰ درجه سانتی‌گراد عبور می‌کند (زیرا قطعاً ۳/۵ ماه از پکیج‌ها خاموش است و تهیه آب گرم برای سامانه شوفاژ معنایی ندارد و این به معنی ۱۴ سال از ۵۰ سال است) . در همین دوره ۵۰ ساله حداکثر ۲۵ سال آب درون لوله‌ها با دمای ۶۰ درجه سانتی‌گراد برای مصرف استحمام عبور می‌کند. در حداکثر ۱۰ سال از دوره ۵۰ ساله آب با درجه ۸۰ درجه سانتی‌گراد عبور می‌کند. در نهایت به مدت یک سال به صورت دائمی آب با دمای ۹۰ درجه سانتی‌گراد عبور می‌کند و در همین دوره می‌توان ۱۰۰ ساعت آب ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد را عبور داد.
برای کلاس‌های دیگر مانند کلاس کاری شماره ۴ که برای سامانه گرمایش کفی کاربرد دارد، می‌توان یک دوره ۵۰ ساله را بررسی کرد. تنها در ۲/۵ سال از یک دوره ۵۰ ساله، آب با دمای ۴۰ درجه سانتی‌گراد، در حداکثر ۲۵ سال آب با دمای ۶۰ درجه سانتی‌گراد، ۲/۵ سال آب با دمای ۷۰ درجه سانتی‌گراد و در حداکثر ۱۰۰ ساعت آب با دمای ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد می‌تواند در این لوله‌ها جریان داشته باشد. برای دوره‌های دیگر هم می‌توان جدول زمانی کاری تعریف 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
معرفی “Bio-Circular” PA 11 گرید پزشکی توسط شرکت Arkema
این پلیمر آسان برای فرآورش، به اندازه کافی سفت است که جای‌گزین بخش‌های فلزی در وسایل جراحی شود و تأثیر تغییرات شرایط آب و هوایی بسیار کم‌تری در مقایسه با پلاستیک‌های بر پایه فسیل دارد.
پلی‌آمید جدید (PA) 11 که برای کاربردهای پزشکی ساخته شده است، عمل‌کرد و ویژگی‌های سبک‌وزنی را با قابلیت‌های پایداری ترکیب می‌کند. بخشی از مجموعه مواد پیشرفته Bio-Circular Arkema، Rilsan MED PA 11 بر شیمی آمینو ۱۱ محصول برتر شرکت مذکور مبتنی است که از روغن کرچک مشتق شده است و می‌تواند به سازندگان تجهیزات پزشکی اصلی در دست‌یابی به اهداف پایداری سازمانی کمک کند.
Rilsan MED PA 11 با ۶۵% الیاف شیشه فرموله شده است که موجب ایجاد مدول کششی ۱۸٫۵ گیگا پاسکال می‌شود. به گفته Arkema، این ویژگی باعث می‌شود که این ماده کاندید مناسبی برای جای‌گزینی فلز در ابزارهای جراحی باشد. همچنین ویژگی‌های فرآیندپذیری، از جمله دمای قالب و فشار تزریق پایین، به پذیرندگان اولیه کمک کرد تا به راحتی مواد را تغییر دهند و زمان‌های چرخه را کاهش دهند و در حالی که یکپارچگی جزء را حفظ کنند.
Rilsan MED PA 11 در برابر گامای مکرر، بخار، E-beam و چرخه‌های استریلیزاسیون EtO و قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی نامساعد مقاومت می‌کند. زیست‌سازگاری طبق استانداردهای USP کلاس VI و ISO 10993-4، -۵ و -۱۰ ارزیابی شده است.
اعتبارنامه پایایی Rilsan MED PA 11 شامل تأثیر تغییر آب و هوا به میزان ۵۰% کم‌تر از پلیمرهای بر پایه فسیل رقابتی و کاهش در افول سوخت‌های فسیلی است. این پلیمر به طور مؤثری قابل بازیافت است زمانی که از طریق برنامه Virtucycle حلقه باز یا بسته Arkema فرآیند می‌شود.
لینک خبر:
https://www.plasticstoday.com/medical/arkema-introduces-medical-grade-bio-circular-pa-11
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 پنجم: پلیمر پلی‌استایرن ضربه‌پذیر
ساختمان شیمیایی و برخی از خواص فیزیکی-مکانیکی پلیمرهای PS در زیر آمده است
پلی‌استایرن (PS)، قریب به یک قرن است که به خوبی شناخته شده است ولیکن ماهیت مولکولی آن تا حدود سال ۱۹۲۰، مشخص نشده بود تا این که در همین سال اشتاودینگر (Staudiger)، ساختار مولکولی این ماده را توصیف کرد. در اواخر دهه ۱۹۳۰، به طور تجاری تولید شد. پلی‌استایرن، یکی از متداول‌ترین رزینن‌های ترموپلاستیک آمورف تجاری و اقتصادی است که محدوده وسیعی از خواص متعادل فیزیکی-مکانیکی را داراست و قیمت جذابی هم دارد که نظر فروشندگان و سرمایه‌گذاران را برای تولید به خود جلب می‌کند.
پلی‌استایرن به سه نوع تقسیم می‌شود. ۱) پلی‌استایرن با کاربرد عام (General Purpose Polystyrene: GPPS)، ۲) پلی‌استایرن قابل انبساط (EPS) 3)پلی‌استایرن با مقاومت ضربه‌ای بالا (HIPS).
مواد اولیه لازم برای سنتز مونومر پلی‌استایرن، اتیلن و بنزن می‌باشند که در فرآیند سنتز با هم واکنش می‌دهند تا اتیل‌بنزن تشکیل شود که در ادامه فرآیندهای بیش‌تری (دیهروژناسیون) بر روی آن انجام می‌شود تا به مونومر وینیل بنزن یا همان استایرن (Styrene) تبدیل شود، مواد اضافی دیگر، اکریلونیتریل (AN) و لاستیک بوتادیان می‌باشد.
با استفاده از واکنش گرمایی یا کاتالیز شده مونومر استایرن، فرآیند پلیمریزاسیون آن آغاز می‌شود تا پلیمری آمورف تولید شود. برای بخشیدن و ایجاد خواص مطلوب در PS، افزودنی‌های گوناگونی به آن اضافه می‌شود، همانند لاستیک‌ها، نرم‌کننده‌ها، عوامل آزادکننده یا رهاکننده و پایدارکننده‌ها. همچنین در فرمولاسیون‌های بر پایه PS از گروه‌های مختلف افزودنی دیگر همچون رنگین‌سازها، تأخیراندازهای شعله (FRs)، پایدارکننده‌های UV، یا اصلاح‌کننده‌های ضربه، استفاده می‌شود. نوعاً GPPS، به علت شفافیت، صلب و سخت بودن و مناسب بودن با کاربردهای گوناگون انتخاب می‌شود. وقتی که به انعطاف‌پذیری بیش‌تر یا مقاومت ضربه‌ای زیاد نیاز باشد، از HIPS استفاده می‌شود. این ماده شامل پلیبوتادیان به عنوان عامل کوپلیمریزاسیون به منظور افزایش چقرمگی می‌باشد که سبب مات و کدر شدن رنگ محصول می‌گردد.
مزایای پلی‌استایرن
- شفافیت بالا
- جلا و برق بالا
- انواع تأیید شده توسط اداره غذا و داروی آمریکا در دسترس می‌باشند.
- از طریق تمام روش‌های فرآیند نمودن ویژه بسپارهای گرمانرم، می‌توان آنها را فرآیند نمود و شکل داد.
- قیمت پائینی دارند
- پایداری ابعادی خوب
- صلبیت و عدم انعطاف‌پذیری خوب
معایب و محدویدیت‌های پلی‌استایرن
- قابل اشتعال ولی انواع FR از آن در دسترس می‌باشند.
- مقاومت ضعیف در برابر حلال و از طریق بیش‌تر مواد شیمیایی تحت حمله قرار می‌گیرند.
- هموپلیمرها شکننده می‌باشند.
- در معرض ایجاد ترک‌ها و شکاف‌های ناشی از تنش و محیط عمل قرار دارند.
- پایداری حرارتی ضعیف
کاربردهای نوعی پلی‌استایرن
- ظروف مصرفی تنها، همانند بشقاب‌ها، لیوان‌ها، فنجان‌ها
- کالاهای مقاوم مصرفی همانند ظروف خانگی و قوطی‌ها یا مخازن نگه‌دارنده ویژه مواد آرایشی
- ورقه‌های جامد اکسترود شده، ورقه‌های فوم شده یا جهت داده شده در دو سو برای شکل دادن حرارتی، از آمیزه‌های مخلوط شده با کوپلیمر دسته‌ای استایرن‌بوتادی‌ان رابر در جاهایی که شفافیت و چقرمگی مطلوب است استفاده می‌شود.
- ورق‌های پلاستیکی در نقش پرده مقابل دوش حمام یا سطح قابل چاپ به راحتی رنگ می‌شود.
- کالاهای بسته‌بندی فوم شده ویژه مواد غذایی همانند سینی‌ها، مخازن قابل تعویض، عایق‌بندی ساختمان و مواد به کار رفته در مصالح ساختمانی و صنعت ساختمان
- کالاهایی که در تماس مستقیم با مواد غذایی هستند و از PS جهت داده شده ساخته شده اند، همانند قوطی‌های نگه‌داری کلوچه و سبدها یا سینی‌های سبزیجات
- قطعات قالب‌گیری شده و اجزای داخلی یخچال‌ها و لوازم خانگی دیگر، کالاهای مقاوم مصرفی همانند ظروف خانگی
خواص مکانیکی مواد قالب‌گیری پلی‌استایرن شکننده با افزودن لاستیک‌ها و به طور کلی پلیبوتادیان بهبود می‌یابد. به مواد قالب‌گیری استایرن-بوتادیان، پلی‌استایرن ضرببه‌پذیر گفته می‌شود. فرآیندهای تولید پلی‌استایرن ضربه‌پذیر بر اساس اختلاط مواد قالب‌گیری پلی استایرن با یک ترکیب لاستیکی است. این سامانه دو فازی شامل فاز لاستیکی و فاز پلی‌استایرن پیوسته است. پلیمر شدن محلول استایرن-پلیبوتادیان مؤثرتر است و به دلیل امتزاج‌ناپذیری پلی‌استایرن و پلیبوتادیان سامانه دو فازی تشکیل می‌شود. پلی‌استایرن فاز پیوسته (زمینه) و پلیبوتادیان فاز پراکنده را تشکیل می‌دهد که به عنوان پلیمری تجاری مطرح در دنیا هزاران کاربرد دارد. افزودنی‌های مورد استفاده در مواد قالب‌گیری پلی‌استایرن نیز در پلی‌استایرن ضربه‌پذیر به کار می‌روند. ضد اکسنده‌ها برای پایدار کردن لاستیک و بازدارنده‌های اشتعال برای کاربردهای ویژه افزوده می‌شوند. قطر ذرات لاستیک در پلی‌استایرن ضربه‌پذیر برابر با ۱۰-۱ میکرومتر است. این ذرات، نور مرئی را پراکنده می‌کنند در نتیجه شفافیت مواد قالب‌گیری پلی‌استایرن از بین می‌رود. در اثر کوپلیمر شدن قطعه‌ای آنیونی استایرن و بوتادیان، پلی‌استایرن از بین می‌رود. در اثر کوپلیمر شدن قطعه‌ای آنیونی استایرن و بوتادیان، پلی استایرن ضربه‌پذیر شفاف تهیه می‌شود و قطعه‌های متفاوت جدایی فاز پیدا می‌کنند. اما به جای ذرات جدا، ساختارهای لایه‌ای تشکیل می‌شود. ضخامت این لایه‌ها کم‌تر از اندازه ذرات در پلی‌استایرن ضربه پذیر است، به طوری که پخش نور در مرزهای فازی روی نمی‌دهد.
محصولات پلی‌استایرن ضربه‌پذیر بر خلاف پلی‌استایرن با کاربرد عام مقاومت به ضربه خوب، پایداری ابعادی و صلبیت عالی دارند. معایب پلی‌استایرن ضربه‌پذیر، خواص ضعیف در دمای زیاد، خواص حفاظتی اکسیژن ضعیف، پایداری نسبتاً کم در برابر نور فرابنفش و مقاومت شیمیایی کم‌تر نسبت به مواد بلوری است.
پلی‌استایرن ضربه‌پذیر به دلیل سهولت ساخت و قیمت کم آن برای کاربردهای زیادی استفاده می‌شود. این پلیمر در صنایع بسته‌بندی، خودرو، ارتباطات، رایانه، پزشکی، وسایل و کالاهای الکترونیکی، اسباب‌بازی‌ها و لوازم سرگرمی، محصولات ساختمانی و مبل‌ها، کاربرد دارد. بزرگ‌ترین استفاده پلی‌استایرن ضربه‌پذیر در صنعت بسته‌بندی به ویژه بسته‌بندی غذاست.
پلی‌استایرن ماده‌ای گرمانرم و شکننده است که افزایش لاستیک به این پلیمر مقاومت ضربه‌ای آن را به طور قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌دهد. موفقیت تجاری پلی‌استایرن ضربه‌پذیر مربوط به سهولت ایجاد سامانه‌های پلیمری است که خواص چقرمگی، صلبیت، مقاومت واپیچش گرمایی و رفتار جریانی دارند.
با کاهش دما استحکام کششی پلی‌استایرن ضربه‌پذیر افزایش می‌یابد و با افزایش سرعت کرنش زیاد می‌شود. رفتار تنش-کرنش پلی‌استایرن ضربه‌پذیر به دما و سرعت تغییر شکل بستگی دارد. با کاهش دما و افزایش سرعت تغییر شکل، ازدیاد طول تا پارگی پلی‌استایرن ضربه‌پذیر کاهش می‌یابد. در حالی که استحکام کششی رابطه عکسی را نشان می‌دهد. اثر دما به نحو چشم‌گیری بیش از سرعت تغییر شکل است.
پلی‌استایرن ضربه‌پذیر شبیه جامد ویسکوالاستیک رفتار می‌کند. این پلیمر در اثر تنشی کششی ثابت، دچار خزش می‌شود، خزش با افزایش وزن مولکولی کاهش و با ازدیاد مقدار لاستیک افزایش می‌یابد. رفتار خزشی پلی‌استایرن ضربه‌پذیر به شدت به متوسط وزن مولکولی بستگی دارد. در تنش پارگی، رزین‌هایی با وزن مولکولی بیش‌تر، محکم‌تر پیچیده می‌شوند که باعث افزایش ازدیاد طول تا پارگی در انتشار تنش می‌شود. مقاومت واپیچش گرمایی پلی‌استایرن ضربه‌پذیر به شکل، شرایط و نوع منبع گرمایی و مدت زمان گرم کردن آن و نیز نوع پلی‌استایرن ضربه‌پذیر در نمونه بستگی دارد.
پلی‌استایرن ضربه‌پذیر پلیمر ی غیر قطبی با خواص عایق الکتریکی خیلی خوب است و وابستگی خواص دی‌الکتریک به دما و بسامد درآن وجود ندارد. شبیه همه گرمانرم‌ها، پلی‌استایرن ضربه‌پذیر سیالی غیر نیوتنی است. به این معنی که ویسکوزیته علاوه بر دما به سرعت برش نیز بستگی دارد. در نتیجه سرعت جریان با افزایش فشار زیاد می‌شود.
پلی‌استایرن ضربه پذیر در برابر آب، بازها، و اسیدهای معدنی رقیق پایدار است. این پلیمر در تعدادی از حلا‌ل‌های آلی متورم شده و در بسیاری از حلال‌ها حل می‌شود و در مجاورت با هیدروکربن‌های کلردار و آروماتیک آسیب می‌بیند.
پلی‌استایرن ضربه‌پذیر سامانه پلیمری دو فازی است که خواص آن بستگی به ارتباط پیچیده بین عوامل زیر دارد:
- وزن مولکولی فاز پیوسته و توزیع وز مولکولی
- نوع الاستومر مورد استفاده
- نسبت حجمی فاز الاستومر
- اندازه ذرات الاستومر و توزیع اتدازه ذارت
- ساختار ذره الاستومر
- چگالی پیوند عرضی پلیمر پیوندی
- غلظت افزودنی‌ها
وزن مولکولی پلی‌استایرن خواص مکانیکی، رئولوژیکی و گرمایی آن را تحت تأثیر قرار می‌دهد. ویسکوزیته مذاب و ارتباط بین ساختار پلیمر و قابلیت فرآورش به وسیله وزن مولکولی کنترل می‌شود، با افزایش وزن مولکولی فاز پلی‌استایرن پیوسته، ویسکوزیته مذاب زیاد می‌شود.
مشابه سایر پلیمرهای آلی، پلی‌استایرن ضربه‌پذیر در اثر گرم شدن در مجاورت اکسیژن تخریب می‌شود. شواهد ماکروسکوپی تخریب، شامل تغییر رنگ، تشکیل ژل، کاهش استحکام مکانیکی، افزایش جریان یا کاهش ویسکوزیته است. در مورد آخر از کاهش وزن مولکولی پلیمر نتیجه می‌شوند.
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
حذف تنها گوگرد از کارخانه‌های نفتی توسط پلاستیک جدید!
محققان دانشگاه آریزونا گوگرد را با یک پلاستیک بازدارنده شعله مرغوب جای‌گزین می‌کنند. Jeffrey Pyun، پروفسور دانشکده شیمی و بیوشیمی، و Kyung-Seok Kang، دانشیار پژوهشی فوق دکتری در همان دانشکده، روی ساخت پلاستیکی کار می‌کنند که می‌تواند به حذف تنها گوگرد که در شرکت‌های نفتی در سراسر جهان تجمع می‌یابند، کمک کند. آنها کشف کردند که مخلوط کردن یک پیش‌ساز معمولی پلاستیک با گوگرد مایع، پلاستیکی پایدار می‌سازد.
این پلیمر بر پایه Segmented Polyurethane ها و Thermoplastic Elastomer ها می‌باشد. (منبع: مقاله زیر)
Segmented Polyurethanes and Thermoplastic Elastomers
استخراج گوگرد از نفت خام قبل از استفاده برای محیط‌های سراسر جهان به دلیل آسیب‌هایی که انتشار گوگرد می‌تواند ایجاد کند، ترجیح داده می‌شود. اما از آنجایی که مردم روزانه میلیون‌ها گالن نفت مصرف می‌کنند و مخازن شرکت‌های نفتی از این ماده زرد همچنان در حال رشد هستند، این سوال را مطرح می‌کند که برای چه فایده‌ای از گوگرد می‌تواند استفاده شود؟
Jeffrey Pyun، استاد گروه شیمی و بیوشیمی دانشگاه آریزونا، و کیونگ سئوک کانگ، دانشیار پژوهشی فوق دکتری در همان بخش، روی ساخت پلاستیکی کار می‌کنند که می‌تواند به حذف تنها گوگرد در شرکت‌های نفتی سراسر جهان تجمع می‌یابند، کمک کند.
ارائه‌ای توسط Pyun انجام شد، توضیح داده شد که ایالات متحده به تنهایی روزانه ۱۸/۱۹ میلیون بشکه نفت می‌فرستد، در حالی که ۱% تا ۵% از هر بشکه حاوی گوگرد است که باید فیلتر شود. شرکت‌ها نمی‌توانند به سادگی اجازه دهند روغن بدون فیلتر کردن گوگرد سوزانده شود، زیرا این روغن با اکسیژن موجود در جو واکنش می‌دهد.
اگر گوگرد به عنوان محصول جانبی سوختن سوخت‌های فسیلی آزاد شود، می‌تواند با اکسیژن واکنش داده و اکسیدهای گوگرد را ایجاد کند، که آلاینده‌هایی هستند که می‌توانند سبب مشکلات بزرگی از لحاظ زیست‌محیطی شوند، زیرا در تشکیل باران اسیدی نقش دارند.
به لطف پیشرفت‌ها در مهندسی شیمی، Pyun ادامه داد تا بگوید که گوگرد عنصری را می‌توان بدون مشکل زیادی از روغن فیلتر کرد، اما، این امر منجر به تجمیع گوگرد می‌شود.
Pyun گفت: «این مشکل است که ما در حال حاضر گوگرد بسیار زیادی داریم… حدود ۷۰ میلیون تن در سال. … به علاوه چیز زیادی وجود ندارد که بتوانیم از آن استفاده کنیم، واقعاً فقط چند ماده شیمیایی مبتنی بر کالا است و ما کاربردها یا محصولات شیمیایی زیادی نداریم. [آنها] حدود ۶ تا ۷ میلیون تن مازاد دریافت می‌کنند و این برج‌های عظیم گوگرد را می‌سازند.»
از این رو، برای Pyun و گروه تحقیقاتی او آشکار شد که این ذخایر گوگرد می‌تواند به یک سرمایه‌گذاری تجاری منجر شود.
Pyun توضیح داد: ما گفتیم، خیلی خوب است اگر بتوانیم واقعاً از این پلاستیک بسازیم، و این یک فرصت عالی برای ما بود تا صنعت نفت را درگیر کنیم، زیرا آنها گوگرد زیادی دارند، آنها فقط نمی‌دانند که با آن چه کنند!
در سال ۲۰۱۰، Pyun و گروهش مفهوم ساخت پلاستیک از گوگرد را ایجاد کردند و در سال ۲۰۱۷ پس از حمایت مالی یک شرکت نفت ایتالیایی به نام Eni، کار بر روی این پروژه را آغاز کردند.
Kang یکی از افرادی است که Pyunبرای کمک به دست‌یابی این ماموریت استخدام کرده است.
Kang که اصالتاً اهل ایالات متحده نبود، در مقطع کارشناسی خود در رشته علوم و مهندسی نانو تحصیل کرد و در نهایت در مقطع دکترا در دانشگاه ملی Pusan در کره جنوبی بر روی علم پلیمر متمرکز شد. این اتفاق افتاد که این دانشگاه یکی از دانشگاه‌هایی باشد که Pyun در تابستان در آن تدریس می‌کند و به دنبال افراد با استعدادی می‌گردد که می‌توانند نقطه قوت کار او باشند. پس از اینکه Pyun او را برای کار در این پروژه استخدام کرد، کانگ خانه و خانواده خود را ترک کرد تا به دنبال علوم پلیمری برود.
البته این هدف استفاده از گوگرد ضایعاتی به عنوان روشی ارزان برای تولید پلاستیک ها با چالش‌هایی همراه است. ابتدا Pyun، Kang و بقیه اعضای تیم آنها باید مشخص می‌کردند که آیا پلاستیک بر پایه گوگرد آنها با پلیمرهای هیدروکربنی معمولی قابل مقایسه خواهد بود؟ سپس، آنها می‌خواستند ببینند که آیا نوآوری آنها می‌تواند برای صنعت پلاستیک با داشتن خواصی که سایر پلاستیک‌ها ندارند، رقیب باشد؟
در حالی که کار آنها هنوز در حال انجام است، تحت رهبری Pyun، Kang و تیمش توانسته اند پلاستیکی بسازند که هم الاستیک و هم بازدارنده شعله در برابر گوگرد است. خاصیت ارتجاعی پلاستیک به آن کمک می‌کند تا با بسیاری دیگر از پلاستیک‌های غیر شکننده موجود رقابت کند، و بازدارنده شعله می‌باشد که تعجب‌آور بود که Pyun و Kang هر دو گفتند امیدوارند بتوانند به آن برتری دهند.
Kang گفت: «من تصمیم گرفتم که در مورد علوم پلیمری کار کنم، زیرا از ساختن چیزی کاملاً جدید لذت می‌برم، و در اینجا ما یک ویژگی کاملاً جدید پیدا کرده ایم، [بازدارندگی شعله].
لینک خبر:
https://www.wildcat.arizona.edu/article/2021/10/sc-sulfur-plastic
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 چهارم: پلیمر پلی‌استایرن انبساط یافته (EPS)
ساختمان شیمیایی و برخی از خواص فیزیکی-مکانیکی پلیمرهای PS در زیر آمده است
پلی‌استایرن (PS)، قریب به یک قرن است که به خوبی شناخته شده است ولیکن ماهیت مولکولی آن تا حدود سال ۱۹۲۰، مشخص نشده بود تا این که در همین سال اشتاودینگر (Staudiger)، ساختار مولکولی این ماده را توصیف کرد. در اواخر دهه ۱۹۳۰، به طور تجاری تولید شد. پلی‌استایرن، یکی از متداول‌ترین رزین‌های ترموپلاستیک آمورف تجاری و اقتصادی است که محدوده وسیعی از خواص متعادل فیزیکی-مکانیکی را داراست و قیمت جذابی هم دارد که نظر فروشندگان و سرمایه‌گذاران را برای تولید به خود جلب می‌کند.
پلی‌استایرن به سه نوع تقسیم می‌شود. ۱) پلی‌استایرن با کاربرد عام (:GPPS: General Purpose Polystyrene)، پلی‌استایرن قابل انبساط (EPS: Expanded Polystyrene)، پلی‌استایرن با مقاومت ضربه‌ای بالا (HIPS: High Impact Polystyrene).
مواد اولیه لازم برای سنتز مونومر پلی‌استایرن، اتیلن و بنزن می‌باشند که در فرآیند سنتز با هم واکنش می‌دهند تا اتیل‌بنزن تشکیل شود که در ادامه فرآیندهای بیش‌تری (دی هیدروژناسیون) بر روی آن انجام می‌شود تا به مونومر وینیل بنزن یا همان استایرن (Styrene) تبدیل شود، مواد اضافی دیگر، اکریلونیتریل (AN) و لاستیک بوتادیان می‌باشد.
با استفاده از واکنش گرمایی یا کاتالیز شده مونومر استایرن، فرآیند پلیمریزاسیون آن آغاز می‌شود تا پلیمری آمورف تولید شود. برای بخشیدن و ایجاد خواص مطلوب در PS، افزودنی‌های گوناگونی به آن اضافه می‌شود، همانند لاستیک‌ها، نرم‌کننده‌ها، عوامل آزادکننده یا رهاکننده و پایدارکننده‌ها. همچنین در فرمولاسیون‌های بر پایه PS از گروه‌های مختلف افزودنی دیگر همچون رنگین‌سازها، تأخیراندازهای شعله (FRs)، پایدارکننده‌های UV، یا اصلاح‌کننده‌های ضربه، استفاده می‌شود. نوعاً GPPS، به علت شفافیت، صلب و سخت بودن و مناسب بودن با کاربردهای گوناگون انتخاب می‌شود. وقتی که به انعطاف‌پذیری بیش‌تر یا مقاومت ضربه‌ای زیاد نیاز باشد، از HIPS استفاده می‌شود. این ماده شامل پلیبوتادیان به عنوان عامل کوپلیمریزاسیون به منظور افزایش چقرمگی می‌باشد که سبب مات و کدر شدن رنگ محصول می‌گردد.
مزایای پلی‌استایرن
- شفافیت بالا
- جلا و برق بالا
- انواع تأیید شده توسط اداره غذا و داروی آمریکا در دسترس می‌باشند.
- از طریق تمام روش‌های فرآیند نمودن ویژه بسپارهای گرمانرم، می‌توان آنها را فرآیند نمود و شکل داد.
- قیمت پائینی دارند
- پایداری ابعادی خوب
- صلبیت و عدم انعطاف‌پذیری خوب
معایب و محدویدیت‌های پلی‌استایرن
- قابل اشتعال ولی انواع FR از آن در دسترس می‌باشند.
- مقاومت ضعیف در برابر حلال و از طریق بیش‌تر مواد شیمیایی تحت حمله قرار می‌گیرند.
- هموپلیمرها شکننده می‌باشند.
- در معرض ایجاد ترک‌ها و شکاف‌های ناشی از تنش و محیط عمل قرار دارند
- پایداری حرارتی ضعیف
کاربردهای نوعی پلی‌استایرن
- ظروف مصرفی تنها، همانند بشقاب‌ها، لیوان‌ها، فنجان‌ها
- کالاهای مقاوم مصرفی همانند ظروف خانگی و قوطی‌ها یا مخازن نگه‌دارنده ویژه مواد آرایشی
- ورقه‌های جامد اکسترود شده، ورقه‌های فوم شده یا جهت داده شده در دو سو برای شکل دادن حرارتی، از آمیزه‌های مخلوط شده با کوپلیمر دسته‌ای استایرن‌بوتادی‌ان‌رابر در جاهایی که شفافیت و چقرمگی مطلوب است استفاده می‌شود.
- ورق‌های پلاستیکی در نقش پرده مقابل دوش حمام یا سطح قابل چاپ به راحتی رنگ می‌شود.
- کالاهای بسته‌بندی فوم شده ویژه مواد غذایی همانند سینی‌ها، مخازن قابل تعویض، عایق‌بندی ساختمان و مواد به کار رفته در مصالح ساختمانی و صنعت ساختمان
- کالاهایی که در تماس مستقیم با مواد غذایی هستند و از PS جهت داده شده ساخته شده اند، همانند قوطی‌های نگه‌داری کلوچه و سبدها یا سینی‌های سبزیجات
- قطعات قالب‌گیری شده و اجزای داخلی یخچال‌ها و لوازم خانگی دیگر، کالاهای مقاوم مصرفی همانند ظروف خانگی
پلی‌استایرن انبساط یافته
پلی‌استایرن سلولی ابتدا در سال ۱۹۳۵ توسط Munters و Tandberg معرفی شد. Ray McIntire محقق جوان در شرکت Dow تلاش کرد ماده‌ای شبیه لاستیک تهیه و از این ماده به عنوان نارسانای الکتریکی استفاده کند. پلی‌استایرن عایق الکتریکی خوب، اما بسیار شکننده است. McIntire، استایرن را با ایزوبوتن (مایع فرار) در فشار کم ترکیب کرد. تا پلیمری جدید شبیه لاستیک بسازد. او هنگام ترکیب استایرن و ایزوبوتن به طور تصادفی مقدار اضافی از ایزوبوتن اضافه کرد و با تعجب مشاهده کرد که ایزوبوتن حباب‌های ریزی تشکیل می‌دهد. بنابراین پلی‌استایرن اسفنجی با ساختار ریزسلولی حاصل شد که ۳۰ برابر سبک‌تر از پلی‌استایرن منظم بود. کلمه Styrofoam هنوز نام تجاری به رفته توسط شرکت Dow است و برای نوعی عایق به کار رفته برای مواد ساختمانی استفاده می‌شود.
در اوایل دهه ۱۹۴۰، تولید تجاری پلی‌استایرن سلولی آغاز شد. در سال ۱۹۴۲، شرکت Dow تحقیق روی فرآیند اکستروژن برای تهیه اسفنج پلی‌استایرن را با استفاده از متیلن کلراید (کلرو کربن با دمای جوش کم) به عنوان عامل پف‌زا آغاز به کار کرد. محصول به کنده‌های اسفنج بزرگی اکسترود شد. سپس به تخته‌هایی بریده شدند. این مواد در سال ۱۹۴۳ با تجاری استیروفوم معرفی شدند. این اسفنج به عنوان محیط شناوری و مواد عایق استفاده شد.
در اوایل دهه ۱۹۴۰، شرکت BASF فرآیند تولید پلی‌استایرن اسفنجی را توسعه داد. این فرآیند بعدها به وسیله فرآیند پلیمرشدن تعلیقی اصلاح شد که دانه‌های پلی‌استایرن اسفنجی را تولید کرد. عامل پف‌زا (مثلاً پنتان) حین پلیمر شدن استایرن یا در مرحله آغشته‌سازی جداگانه در فشار گرم می‌شود.
مهم‌ترین عامل برای رشد تجاری سریع پلی‌استایرن قابل انبساط، قابلیت قالب‌گیری بخاری درون اسفنج‌های سبک وزن، سلول بسته با قیمت کم، مناسب برای فنجان‌های آشامیدنی، بسته‌بندی‌ها، سطل‌های یخ، جعبه پیک‌نیک و تخته عایق است. در اواخر دهه ۱۹۶۰، تقاضا برای پلی‌استایرن اسفنجی به دلیل استفاده گسترده در طبق‌های گوشت، جعبه‌های میوه و کارتن‌های تخم مرغ افزایش یافت. در سال ۱۹۶۹، فروش اسفنج پلی‌استایرن به ویژه برای انواع خوداطفایی رشد فزاینده‌ای یافت. کاربردهای عمده این پلیمر شامل تخته عایق در یخچال‌های مخزن سرما و عایق‌بندی خانه‌ها بودند.
دانه‌های پلی‌استایرن اسفنج شدنی به وسیله دو فرآیند پایه‌ای تولید می‌شوند:
- پلیمر شدن تعلیقی استایرن درون دانه‌های کروی حاوی عامل پف‌زا و در نهایت فرآیندی چند مرحله‌ای
- ورود عامل پف‌زا حین فرآیند اکستروژن پلی‌استایرن توده، با رشته‌های پلیمر که برای جلوگیری از پف‌زایی در حمام آب به طور ناگهانی سرد شده‌اند (quenched) و سپس بریدن رشته‌ها.
ماده خام به شکل مهره یا دانه، پلی‌استایرن انبساط‌پذیر نامیده می‌شود. روش معمول برای تهیه مهره‌ها یا دانه‌های پلی‌استایرن انبساط‌پذیر به این ترتیب است که آنها در محلی تولید شده و به مکان دیگری برای انبساط یافتن یا قالب‌گیری درون شکل‌های نهایی انتقال داده می‌شوند. در این فرآیند، هزینه حمل و نقل اسفنج سنگین با کشتی به حداقل می‌رسد و شکل‌های پیچیه قالب‌گیری می‌توانند به طور غیر مستقیم بدون پس‌فرآورش ایجاد شوند.
ذرات اسفنج انبساط‌پذیر بر پایه پلیمرشدن تعلیقی در سه مرحله به اسفنج تبدیل می‌شوند که عبارتند از: پیش‌پف‌زایی، ذخیره‌سازی موقتی و پف‌زایی نهایی. کاربردهای عمده برای ذرات پلی‌استایرن قابل انبساط برپایه پلیمرشدن تعلیقی در عایق گرمایی و در بخش بسته‌بندی است. بر طبق برآوردی در سال ۱۹۹، مصرف جهانی پلی‌استایرن انبساط یافته حدود ۲/۳۵ میلیون تن در هر سال است.
نوع انبساط یافته هموپلیمر استایرن برای ساخت محصولات اسفنجی استفاده می‌شود که معمولاً در جای مصرف اسفنجی می‌شوند. دانه‌های پلی‌استایرن انبساط یافته به وسیله پلیمر شدن تعلیقی مونومر استایرن در مجاورت عامل پف‌زای آلی فرار تهیه می‌شوند. عامل پف‌زا از قبیل پنتان یا هگزان به طور عادی در شرایط پلیمر شدن مایع است. اما پس از گرما دادن فرار می‌شود تا پلیمر را نرم کند و به این ترتیب محصول اسفنجی تولید شود. نیاز برای تولید انواع مختلف محصولات به وسیله تغییر اندازه دانه، مقدار و ترکیب عامل پف‌زا، وزن مولکولی پلیمر و توزیع وزن مولکولی فراهم می‌شود. دانه‌های بزرگ‌تر که کم‌ترین چگالی را دارند در عایق گرمایی استفاده می‌شوند و دانه‌های کوچک‌تر که خواص مکانیکی و اتمام سطح بهتری دارند، در بسته‌بندی‌های مرسوم فنجان‌های نوشیدنی عایق‌بندی شده به کار می‌روند. گستره استفاده از این پلی‌استایرن در حال افزایش است. به عنوان مثال اخیراً در سقف‌های تیرچه بلوک به جای بلوک سیمانی از بلوک‌های پلی‌استایرن انبساط یافته استفاده می‌شود. دانه‌های انبساط‌پذیر پلی‌استایرن را نیز می‌توان به شکل صفحاتی برای نما در ساختما‌ن‌سازی به کار برد.
پلیمر شدن تعلیقی برای تولید پلی‌استایرن انبساط یافته در راکتور ناپیوسته پوشیده شده دارای هم‌زن و دو یا بیش‌تر مانع انجام می‌شود که حجم ظروف بین ۲۰ و ۱۰۰ متر مکعب است. در شروع فرآیند پلیمر شدن فاز آبی و فاز مونومر در ظرف قرار گرفته و افزودنی‌ها بیش از پلیمر شدن یا حین آن اضافه می‌شوند. این افزودنی‌ها آب و اجزای محلول در مونومر هستند که پیش از شروع واکنش یا حین آن اضافه می‌شوند.
این افزودنی‌ها آب و اجزای و اجزای محلول در مونومر هستند که پیش از شروع واکنش در ظروف جدا حل یا پخش شده‌اند. نسبت فاز متانول به آب معمولاً بین ۴۰/۶۰ و ۶۰/۴۰ است. رآکتور پرشده گرم می‌شود، دما به تدریج افزایش می‌یابد و حین پلیمر شدن رادیکالی عامل پف‌زا در زیر فشار اضافه می‌شود. پس از تبدیل قطره‌های مونومر استایرن به دانه‌های پلی‌استایرن انبساط یافته رآکتور سرد شده و تعلیق به ظرف مخلوط‌کن در حال هم خوردن منتقل می‌شود. دانه‌های قابل انبساط نیز از آب به وسیله سانتریفوژ یا غربال‌های چرخاندن جدا می‌شوند.
از دو نوع پراکسید برای تولید پلی‌استایرن انبساط یافته می‌شود. دی‌بنزوییل پراکسید برای مرحله اول پلیمر شدن در دمای ۹۰ درجه سانتی‌گراد و ترشیوبوتیل‌پروکسی‌بنزوات برای دومین مرحله در گستره دمایی ۱۵ تا ۱۳۰ درجه سانتی‌گراد کاربرد دارد.
یکی از مهم‌ترین کاربردهای پلی‌استایرن، استفاده از آن به عنوان اسفنج پلی‌استایرن است، دانه‌های ریز پلی‌استایرن اسفنج‌پذیر و قطعات ساخته شده از این دانه‌ها، کاملاً شناخته شده‌اند. مزایای عمده قطعات اسفنج پلی‌استایرن عبارتند از:
- انتقال گرمای کم برای استفاده در عایق‌ها
- جاذب خوب انرژی برای بسته‌بندی مواد ظریف با شناوری زیاد
- زیاد بودن نسبت سفتی به وزن به طوری که قطعات ساخته شده، وزن کم و استحکام خوبی دارند.
- هزینه کم به ازای واحد حجم با توجه به مزایای ذکر شده برای اسفنج پلی‌استایرن
یکی از معظلات پلی‌استایرن، اشتعال‌پذیری آن است که لازم است برای بعضی از کاربردها، مواد آن به حالت کندسوز درآیند. در این پژوهش پس از پلیمر شدن مونومر استایرن به روش تعلیقی تا حدود ۸۰%-۷۰% و تثبیت اندازه ذرات، در مرحله نفوذ پنتان به عنوان عامل اسفنجی‌کننده و افزودنی مناسب انحلال‌پذیر در پنتان استفاده شد. افزودنی کندسوزکننده (ترکیبات برم) پیش از وارد شدن به رآکتور به طور کامل در پنتان در دمای محیط حل شده و محلول یکنواخت به هنگام شروع مرحله نفوذ به رآکنور شارژ شد. با افزایش دما تا ۱۲۰-۱۱۰ درجه سانتی‌گراد در این مرحله ضمن تکمیل پلیمر شدن، عمل نفوذ پنتان و افزودنی حل شده در آن در دانه‌های پلی‌استایرن انجام شد. نتایج آزمایش‌های UL94 و اکسیژن برای ارزیابی خاموش شدن شعله نشان داد که ماده افزودنی به مقدار ۱۰% وزنی پنتان نتایج بسیار مطلوبی را می‌دهد.
پلی‌استایرن انبساط یافته اصطلاح کلی برای پلی‌استایرن و کوپلیمرهای آن است که به انواع مختلفی از محصولات مفید گسترش می‌یابند. این نوع پلی‌استایرن در قالب‌های به شکل دانه پلی‌استایرن تولید می‌شوند. خواص قطعات ضربه‌گیر و سایر مشخصه‌های اسفنج پلی‌استایرن انبساط یافته هم‌زمان با قیمت کم، خواص عایق زیاد، قابلیت قالب‌گیری معمولی و سهولت فرآورش، این پلیمر را به عنوان ماده بسته‌بندی مهمی در صنایع مختلف تبدیل کرده است. بیش از ۵۰ سال است که کارایی پلی‌استایرن انبساط یافته در کاربردهای بسته‌بندی بی‌شمار در صنایع مختلف، کالاهای مصرفی و تولیدکنندگان محصولات ثابت شده است. پلی‌استایرن انبساط یافته سبک وزن به دلیل داشتن خواص فیزیکی ویژه مانند نرمی، پایداری ابعادی و مقاومت گرمایی و رطوبتی برای کاربردهای بسته‌بندی مفید است.
پلی‌استایرن انبساط یافته با قالب‌گیری معمولی برای بسته‌بندی درونی به ویژه در حفاظت از اجزای الکترونیکی حساس، کالاهای مصرفی و تجهیزات دفتری بسیار حائز اهمیت است. قابلیت قالب‌گیری این پلیمر، بسته‌بندی درونی مطمئن و امنی را برای اشیا فراهم می‌کند. خواصی چون عایق بودن زیاد و مقاومت در برابر رطوبت، پلی‌استایرن انبساط یافته را انتخابی مناسب برای صنایع بسته‌بندی غذایی، پزشکی و دارویی کرده است. یک مزیت مهم پلی‌استایرن انبساط یافته، قابلیت بازیافت آن است. اجزای این پلیمر می‌تواند مجددا فرآیند شده و به محصولات بسته‌بندی یا کالاهای بادوام قالب‌گیری شوند.
همان طور که در جدول زیر توضیح داده شده است، خواص مکانیکی اسفنج پلی‌استایرن انبساط یافته به چگالی بستگی دارد. به طور کلی استحکام با چگالی افزایش می‌یابد.
جدول بسته‌بندی‌های قالب‌گیری شده پلی‌استایرن انبساط یافته
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 نرم‌کننده زیستی (bio plasticizer) توسط شرکت Cargill
نرم‌کننده‌ها مواد آلی با قابلیت فراریت کم هستند که به ترکیبات پلیمری جهت ارتقاء انعطاف‌پذیری، کشش‌پذیری و فرآیندپذیری افزوده می‌شوند. آنها جریان و گرمانرم‌شدگی (Thermoplasticity) مواد پلاستیک را از طریق کاهش ویسکوزیته مذاب پلیمر، دمای انتقال شیشه‌ای (Tg) دمای ذوب (Tm) و مدول الاستیک محصولات نهایی را بدون تغییر در ماهیت شیمیایی آنها افزایش می‌دهند. نرم‌کننده‌ها به ویژه برای پلیمرهایی که در دمای اتاق به حالت شیشه‌ای هستند، استفاده می‌شوند. این پلیمرهای سخت به دلیل برهم‌کنش‌های قوی میان مولکول‌های نرم‌کننده و واحدهای زنجیر انعطاف‌پذیر می‌شوند که انتقال از حالت شکننده به چقرمه کم‌تر آنها کاهش می‌دهد و محدوده دمایی برای رفتار حالت لاستیکی یا ویسکوالاستیک آنها را بسط می‌دهند.
از ویژگی‌های نرم‌کننده‌ها این است که آنها دمای ذوب، ویسکوزیته مذاب، دمای انتقال شیشه‌ای و مدول الاستیک پلیمر را بدون تغییر در ماهیت شیمیایی آنها کاهش می‌دهند. از لحاظ فنی، آنها عمل‌کردهای متعدد انجام می‌دهند. آنها به عنوان کمک‌‌فرآیند عمل می‌کنند، وارد برهم‌کنش فیزیکی با پلیمر می‌شوند و این امکان را فراهم می‌کند تا مواد به صورت سفارشی یا تقریباً نزدیک به آن برای تأمین نیازهای ویژه طراحی شوند. نرمکنندههای تجاری معمولاً به شکل مایعات با ویسکوزیته کم تا زیاد و بسیار به ندرت به عنوان محصولات جامد تهیه می‌شوند. از آنجایی که ترموپلاستیک‌های کثیری به دمای فرآورش بالا نیاز دارند، نرم‌کننده‌هایی که برای برای چنین موادی استفاده می‌شوند، باید مقاومت گرمایی کافی جهت ممانعت در برابر تغییر رنگ، تخریب یا سرعت‌های تبخیر بیش از حد در حین فرآورش داشته باشند. قابلیت کم تبخیر نیز برای کاربرد مورد نیاز است، جایی که مواد پلیمری در دماهای بالا برای مدت طولانی استفاده می‌شود. نرمکنندههای معمولی که معرفی می‌شوند نیاز به فراریت کم است، برای مثال فتالات‌ها و آدیپات‌ها، در حالی که از الکل‌های آلیفاتیک C10-C13 و استرهای اسید تری‌ملتیک تهیه می‌شوند، استفاده می‌شود. برای کالاهایی که در معرض اثرات پیچیده هوازدگی قرار دارند، نه تنها قابلیت تبخیر، بلکه مقاومت در برابر نور، استخراج آب و حمله قارچی مورد نیاز هستند. یافتن نرم‌کننده یا ترکیب نرم‌کننده همیشه آسان نیست و اغلب باید توافقی صورت بگیرد.
مشکلات مهاجرت می‌تواند تحت شرایط نامساعد در محصولات چند لایه نظیر چرم‌های مصنوعی و فیلم‌هایی که باعث تخریب یا چسبناکی بیش از حد لایه که در ابتدا حاوی نرم‌کننده نبودند، شوند. در چنین مواردی، یک نرم‌کننده پلیمری می‌تواند انتخاب صحیح باشد.
اشتعال‌پذیری می‌تواند مسأله دیگری در بسیاری از کاربردها باشد. در چنین مواردی، از استرهای فسفریک (به عنوان مثال فسفات تری‌کرزیل یا فسسفات تری‌کلرو اتیل) و پارافین‌های کلردارشده با مقدار کلر بالا استفاده می‌شوند. هر دو این گروه از نرم‌کننده‌ها محرک هستند و می‌توانند سبب مشکلات سلامتی در هنگام بلع یا جذب از طریق پوست شوند. بنابراین محافظت کافی هنگام دست زدن به آنها باید به کار رود.
برای محصولات ساخته شده از پلیمرهای قطبی (پلی‌وینیل‌کلراید، آکریلونیتریل و کوپلیمرهایش) که در معرض دماهای پایین قرار دارند (معمولاً زیر ۴۰ درجه سانتی گراد یا زیر ۴۰ درجه فارنهایت)، نرمکنندههای خاص، نظیر دی‌بوتیل‌فتالات، دی‌اکتیل‌فتالات و دی‌اکتیل‌آدیپات مناسب هستند. شکنندگی در دمای پایین با افزایش مقدار نرم‌کننده کاهش می‌یابد. بسته به پلیمر پایه، مقدار نرم‌کننده می‌تواند تا ۴۵% باشد. انواع مختلفی از نرم‌کننده‌ها وجود دارد که هر کدام با نوع خاصی از پلیمر سازگاری دارند که به روش زیر گروه‌بندی می‌شوند:
استرهای فتالیک، استرهای فسفریک، آدیپیک، آزلایک و استرهای سباسیک، استرهای سیتریک، استرهای تری‌ملیتیک، هیدروکربن‌های هالوژنه شده، هیدروکربن‌های (آلیفاتیک، نفتنیک و آروماتیک)، استرهای بنزوئیک، استرهای اسید چرب (اولئات‌‌ها، استئارات‌ها، ریسینولیت‌ها، پنتاریسرول، استرهای چرب، اپوکسید‌‌شده‌ها، پلی‌استرها (نرمکنندههای پلیمری، تراکمی).
در این راستا گروه محصولات کشاورزی Cargill، نرم‌کننده زیستی Biovero مبتنی بر روغن سویا اپوکسید شده را معرفی کرده است که ادعا می‌کند می‌تواند جای‌گزینی را برای استفاده فعلی از نرمکنندههای فسفات در طیف وسیعی از کاربردهای PVC فراهم کند. به گفته سخن‌گوی شرکت Cargill، ماده Biovero می‌تواند جای‌گزین تمام نرمکنندههای فتالاتی و غیر فتالاتی شود. اگرچه محصولات Biovero قیمتی بالاتر از نرمکنندههای فتالاتی و غیر فتالاتی دارند اما به دلیل راندمان بالا، مشتریان در استفاده از نرم‌کننده صرفه جویی خواهند کرد که در نهایت هزینه از درآمد حاصله بیش‌تر نیست و منجر به صرفه‌جویی در دارایی کل می‌شود.
به گفته Cargill تولید نرم‌کننده جدید در اکتبر آغاز شد. ابتدا مشتریان آمریکای شمالی در زمینه کف‌پوش خانگی و تجاری هدف قرار گرفته‌اند اما شرکت قصد دارد هم‌زمان با تولیدش این محصول را در سطح جهانی عرضه کند. دولت‌ها و مصرف‌کنندگان به دنبال کاهش استفاده از فتالات‌ها به دلیل نگرانی‌های بالقوه سلامتی هستند. به طور کلی تقاضا برای محصولات PVC مورد استفاده در زیربنا در سطح جهانی گسترش می‌یابد. Kurtis Miller مدیر عامل شرکت کسب و کار bioindustrial اظهار داشت: افزایش قابل توجهی را در تولید محصولات گیاهی شاهد هستیم.
منبع خبر:
https://www.cargill.com/bioindustrial/biovero-plasticizers
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
از پلی‌آمید ۶ تا پلی‌آمید ۶۶
پلی‌آمیدها
به پلیمرهایی با وزن مولکولی زیاد اطلاق می‌شود که در زنجیر اصلی آنها گروه آمیدی وجود دارد و این گروه به عنوان جزء اصلی زنجیر پلیمر به شمار می‌آید. گروه آمیدی به شدت به یک‌دیگر می‌چسبد و استحکام زیاد را تضمین می‌کنند. گروه‌های آمیدی که در اثر کشش به شکل تقریباً خطی درآمده‌اند، پیوند هیدروژنی قوی با یک‌دیگر برقرار می‌کنند که استحکام زیادی دارند.
پلی‌آمیدها با توجه به مونومرهای سازنده آنها به دو گروه دسته‌بندی می‌شوند. ۱) پلی‌آمیدهایی که از واکنش آمینواسیدها (AB) به روش پلیمر شدن افزایشی تهیه می‌شوند، این روش برای تهیه برخی پلی‌آمیدهای نوع AB به کار می‌رود که مونومرهای آنها لاکتام حلقوی مانند –کاپرولاکتام یا پیرولیدینون است. ۲) پلی‌آمیدهایی که از تراکم دی‌آمین و دی‌اسیدهای دو عاملی به وجود می‌آیند، پلی‌آمیدهای نوع AABB (A نشان‌دهنده گروه آمینی و B نشان‌دهنده گروه اسیدی) نامیده می‌شوند.
پلی‌آمیدهای آلیفاتیک از شماره که نشان‌دهنده تعداد کربن در مونومرهای تشکیل‌دهنده آن‌هاست، نام‌گذاری می‌شوند. برای پلی‌آمیدهایی از نوع AABB از دو شماره استفاده می‌شود که اولی تعداد اتم‌های کربن دی‌آمین و دومی تعداد اتم‌های کربن دی‌اسید را نشان می‌دهد. پلی‌آمید مشتق شده از –آمینوکاپروئیک‌اسید (۶-آمینوهگزانوئیک‌اسید) یا لاکتام مربوط به عنوان پلی‌آمید ۶ شناخته می‌شود. اجزای دارای حلقه‌های بنزنی با حرف مشخص می‌شوند. مثلاً ترفتالیک و ایزوفتالیک اسید با T و I مشخص می‌شوند. برخی از نویسندگان از TA و IA نیز استفاده می‌کنند.
پلی‌آمیدهای خطی محصولات تراکمی مونومرهای دوعاملی هستند. بخش هیدروکربنی بین گروه‌های آمیدی ممکن است، دربرگیرنده هیدروکربن‌های تراکمی شاخه‌دار یا خطی، حلقه‌های آروماتیک یا حلقوی آلیفاتیک باشد که می‌توانند شامل ناجوراتم‌هایی نظیر اکسیژن، گوگرد و نیتروژن نیز باشند. بخش هیدروکربنی مورد استفاده در زنجیر، روی انعطاف‌پذیری زنجیر و نظم ساختاری آن اثر می‌گذارد که برای تشکیل فاز بلوری عامل مهمی به شمار می‌رود.
پلی‌آمیدهای آروماتیک به پلیمرهایی به پلیمرهایی اطلاق می‌شود که در آنها یک پیوند آمیدی بین دو حلقه آروماتیک قرار می‌گیرد. این پلیمرها از واکنش دی‌آمین‌های آروماتیک با دی‌اسیدهای آروماتیک در حلال آمیدی تهیه می‌شوند. از این پلیمرها، الیافی با مقاومت گرمایی خوب و استحکام کششی و مدول زیاد تهیه می‌شوند. به دلیل خواص فیزیکی غیرعادی پلی‌آمیدهای آروماتیک، در سال ۱۹۷۴ نام عمومی آرامید برای آنها برگزیده شد. بر طبق تعریف، آرامید الیاف سنتزی تهیه شده از پلی‌آمید با زنجیر طولانی است که در آن حداقل ۸۵% پیوندهای آمیدی (CONH)، به طور مستقیم به دو حلقه آروماتیک متصل هستند.
در آرامیدهای تجاری ۱۰۰% پیوندهای آمیدی به حلقه‌های آروماتیک متصل‌اند. با به وجود آمدن واژه جدید آرامید، به الیاف سنتزی تهیه شده از پلی‌آمید با زنجیر طولانی که در آن کم‌تر از ۸۵% پیوندهای آمیدی به طور مستقیم به حلقه آروماتیک متصل هستند، نایلون گفته شد.
مزایای پلی‌آمید
چقرمگی و مقاومت در برابر ضربه عالی مقاومت سایشی عالی، ضریب اصطکاک پایین، خواص استحکام کششی بالا، مقاومت خزشی در حد مطلوب و حفظ خواص مکانیکی و الکتریکی در گسترده وسیعی از دما، مقاومت عالی در برابر روغن‌ها، گریس‌ها، حلال‌ها و بازها، از طریق همه روش‌های ویژه ترموپلاستیک‌ها می‌توان این دسته از پلیمرها را فرآیند نمود.
در این راستا شرکت آلمانی Wieland Electric برای اتصال‌دهنده‌های تأسیسات ۱۸i3 GST و ۱۸i5 GST خود دارای ۶LVGT85 Domo Chemicals Domamid است که بخشی از سیستم تأسیسات الکتریکی “gesis” برای ساختمان‌ها را تشکیل می‌دهند. ۶LVGT85 Domamid یک ۶ PA با ویسکوزیته پایین است در حالی که V2 در ۰/۷۵ میلی‌متر با کارت UL Yellow تضمین می‌شود، در حالی که با ۶۶ PA که سابقاً برای پوسته‌های محفظه استفاده می‌شد و قسمت‌های بالا و پایین محصول مطابقت دارد. Domo می‌گوید پروفایل خواص با ویژگی‌های جریان و قالب‌گیری خوب و همچنین تبلور ذرات خوب، یک فرآیند تولید بهینه را امکان‌پذیر می‌کند. Matthias Gewecke، خریدار استراتژیک در Wieland Electric می‌گوید: “پس از یک مرحله نمونه‌برداری کوتاه، ما ۶LVGT85 Domamid را انتخاب کردیم، راه حلی که با تمام مشخصات مکانیکی و اشتعال‌پذیری ما مطابقت داشت.” ۶LVGT85 Domamid دارای مقاومت تابشی سیم ۸۵۰ درجه سانتی‌گراد بر روی نمونه‌های آزمایشی و قطعات قالب‌گیری شده است، که مقادیر خاصی بودند که برای مشخصه مواد درخواست شده بود. Andrea Rizzo، مدیر فروش در Domo Engineered Materials می‌گوید: “از زمان خرید نام تجاری Technyl از [Solvay] در فوریه ۲۰۲۰، Dom مواد ۶ PA و ۶۶ PA را ارائه کرده است.”
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