تجسم تنش در پلاستیک
رنگ‌های ساخته شده تنش مربوط به مقدار مختلف در اجزای پلاستیک را نشان می‌دهد. آیا این کار با استفاده از آزمون‌های مکانیکی در مورد نمونه‌های آزمایشی حاوی رنگ مورد بررسی قرار گرفت؟
یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور دکتر Michael Sommer، استاد شیمی پلیمر در دانشگاه صنعتی Chemnitz، و دکتر Michael Walter، رهبر پروژه در Cluster Of Excellence Living, Adaptive, and Energy Autonomous Materials Systems (livMatS) در دانشگاه Freiburg موفق به ساخت یک مولکول رنگ جدید از بخش موسوم به مکانوفورها شده است. [مکانوفورها واحدهای مولکولی هستند که هنگامی که یک نیروی مکانیکی اعمالی باعث بازآرایی ساختاری می‌شود (مانند تغییر ساختاری یا بریدگی پیوند) یک پاسخ فیزیکی یا شیمیایی ایجاد می‌کنند.]
به لطف این مولکول، تنش مربوط به مقدار مختلف در اجزای پلاستیکی می‌تواند به طور مداوم با تغییرات رنگ مصورسازی شود. مفهوم چنین رنگ‌هایی جدید نیست، اما اکثر مکانوفورهای قبلی قادر بودند فقط وجود یا عدم وجود تنش در پلاستیک‌ها را نشان دهند. تحقیقات فعلی اکنون تمایز بین تنش‌های با بزرگی متفاوت را فراهم می‌کند.
این، مزایای عالی را کامل افزایش می‌دهد وقتی این مهم است که توزیع تنش را در اجزای میکروسکوپی پلاستیک به منظور کنترل یک‌پارچگی مواد در همه زمان‌ها ترسیم کنند.
این تیم پژوهشی اکنون یک گام جلوتر برای توسعه این شکل مؤثر تحلیل تغییر شکل و آسیب است در حالی که آن را به کاربردهای عملی نزدیک‌تر می‌آورد.
نتایج این مطالعه در ژورنال Nature Communications در ۹ جولای ۲۰۲۱ منتشر شد.
فنر مولکولی، استحکام نیرو از نظر رنگ را نشان می دهد.
همان طور که محققان در مقاله خود گزارش دادند، با ترکیب یک رنگ مولکولی طراحی شده با یک پلاستیک مناسب و مهمتر از همه غیرشکننده، اکنون نیروهای ماکروسکوپی می‌توانند به مقیاس مولکولی کاهش یابند. این نیروهای عامل می‌توانند برای مثال فشار یا تنش خارجی باشند.
بنابراین، مولکول رنگ، نیروی در بطن اجزای پلاستیکی را “احساس” می‌کند و ادامه می‌دهد تا تغییرات در نیرو توسط افزایش تغییرات در رنگ را نشان دهد. اگر بار خارجی برداشته شود، مولکول رنگ به حالت اولیه خود باز می‌گردد. به همین دلیل است که این رنگ را “فنر مولکولی” نامیده می‌شود – بسته به کشش خارجی، کشیده می شود و “می جهد”.
در مقایسه با تغییرهای مولکولی موجود که تنش در پلاستیک‌ها را با تغییر رنگ تفسیر می‌کنند، در این جا مزیت‌ها به وضوح در نقشه‌برداری بدون پله (پیوسته) مربوط به نیروهای با بزرگی‌های مختلف و همچنین رفتار فنر مانند مولکول قرار می‌گیرند که می‌توانند بارها و بارها استفاده شوند.
خواص مکانیکی بهتر – درک بهتر و اعمال میرایی (damping)
پروفسور Michael Sommer به طور خلاصه می‌گوید: “این گام برجسته مستقیماً به سمت تجسم تنش‌های باقی‌مانده خارجی پلاستیک‌ها با روش‌های تحلیلی ساده است، که کمک بزرگی برای توسعه بیش‌تر مواد با خواص مکانیکی بهبود یافته ساخته شده توسط، برای مثال، چاپ سه بعدی است.”
اما همچنین می‌تواند به درک اساسی‌تر از خواص میرایی مواد مصنوعی و سیستم‌های طبیعی امکان دهد: به عنوان مثال، میوه‌های بزرگ و سنگینی وجود دارند که از ارتفاعات زیاد از درختان سقوط می‌کنند اما آسیبی ندیده‌اند. طبیعت در اینجا به عنوان یک الگو عمل می‌کند و فنرهای مولکولی می‌توانند به درک بهتر و تقلید از چنین سیستم‌هایی کمک کنند.
بنابراین، تلاش‌های آینده بر سازگاری فنرهای نیروی مولکولی برای استفاده در پلاستیک‌های مختلف متمرکز خواهد شد. این امر مستلزم تلاش‌های مشترک با سایر گروه های تحقیقاتی و استفاده از روش‌های به کمک کامپیوتر است.
لینک خبر:
https://phys.org/news/2021-08-visualizing-stress-plastics.html
A mechanochromic donor-acceptor torsional
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
ابزار جدید برای پیش‌بینی خواص پلیمر!
یک تیم بین‌رشته‌ای از محققان، ابزار مدل‌سازی ریاضی قدرتمندی را طراحی کرده اند که به محققان اجازه می‌دهد تا خصوصیات شبکه‌های پلیمری را حتی قبل از این که آنها ایجاد شوند، پیش‌بینی کنند.
شبکه‌های پلیمری از زنجیره‌های بلندی از مولکول‌ها مانند رشته‌ای از مروارید یا اسپاگتی تشکیل شده اند. این مدل جدید ارتباطات بین رشته‌های اسپاگتی مانند را پیش بینی می‌کند.
در این مطالعه که در Nature Materials منتشر شد، محققان دانشگاه Ghent (UGent)، QUT و دانشگاه Stanford، این روش را برای پیش‌بینی خواص پلیمر ایجاد کردند.
پروفسور Dagmar R. D’hooge، از UGent، بلژیک، گفت که شبکه‌های پلیمری کاربردهای زیادی از جمله لاستیک‌ها، پوششها، چسب‌ها و لوازم‌های آرایشی داشتند.
پروفسور D’hooge گفت: “برای اولین بار، این یک ابزار پیش‌بینی برای خواص مواد مربوط به شبکه‌ها است – از کوچک‌ترین بلوک سازنده مولکول تا این که چه مقدار مواد سخت است، مقاوم در برابر ضربه است یا فقط یک حباب نرم است.”
دکتر De Keer، از UGent، گفت ابزاری که در این تحقیق قبلاً مشخص شد، کمکی به طراحی پلیمرهای ابرمولکولی جدید در حوزه‌هایی مانند دارورسانی، انتقال ژن و کاربردهای زیست‌پزشکی بود.
همراه با پروفسور Dagmar R. D’hooge و دکتر De Keer، محققان UGent که به این مطالعه مشغول شدند، پروفسور Paul Van Steenberge، پروفسور Marie-Françoise Reyniers، پروفسور Lode Daelemans و پروفسور Karen De Clerck به شمار می‌ایند.
پروفسور Barner-Kowollik Christopher ، از مرکز علوم مواد QUT، گفت محققان مذکور این مدل را با استفاده از ریاضیات پیشرفته و شبیه‌سازی‌های مولکولی طراحی کرده‌اند در حالی که محققان مدل‌سازی محاسباتی، شیمی مصنوعی و علم مواد را گرد هم می‌آورند.
پروفسور Barner-Kowollik گفت: “پیش‌رفت‌های اخیر شیمی شامل خواص غیر متعارفی مانند خود ترمیمی، رسانایی و واکنش به محرک در شبکه‌های پلیمری است در حالی که به آنها پتانسیل زیادی در کاربردهای پیشرفته مانند بازیافت، تحویل دارو، داربست‌های مهندسی بافت، ذخیره‌سازی گاز، کاتالیزور و مواد الکترونیکی می‌دهد.”
شناسایی شبکه‌های پلیمری کار بزرگی است – واقعاً دشوار است.
در اینجا ما با ادغام تخصص از مدل‌سازی نظری به شیمیدان‌های تجربی که نمونه‌هایی را ارائه می‌دهند که می‌توان با آن مدل را آزمایش کرد، یک گام واقعی به جلو برمی‌داریم.»
پروفسور Barner-Kowollik گفت رویای نهایی برای شیمیدانان تجربی داشتن یک برنامه کامپیوتری است که ناشناخته ها را از آزمایش ها خارج کند.
او می‌گوید: «تصور کنید اگر می‌توانید ابررایانه‌ای داشته باشید که حتی قبل از موفقیت در آزمایشگاه، بتواند بگوید نتیجه محتمل چه خواهد بود».
“این گامی در جهت آن است.”
همراه با پروفسور Barner-Kowollik، محققانی که در این مطالعه شرکت داشتند شامل دکتر Hendrick فریش و دانیل کودورا از QUT هستند.
پروفسور Reinhold Dauskardt در دانشگاه استنفورد گفت که از این کار “فوق العاده هیجان زده” است.
“این نشان‌دهنده یک هنرنمایی از شیمی مواد پایه‌ای است و نشان می‌دهد که چه چیزی می‌توان از یک تیم بین‌المللی با پیشینه‌های مختلف به دست آورد.”
پروفسور Dauskardt گفت: این کار “نشان می دهد که چگونه بناکننده‌های مولکولی را می‌توان هم از لحاظ زمانی و مکانی برای ایجاد ساختارهای دقیق مواد از جمله نقص‌ها و روابط ساختار-خاصیت در نتیجه” مونتاژ کرد.
پروفسور Reinhold Dauskardt گفت: «این ترکیب از هر دو سینتیک و مونتاژ فضایی مولکولی تا به حال به دست نیامده بود.”
لینک خبر:
https://phys.org/news/2021-09-tool-polymer-properties.html
Computational prediction of the molecular
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
تبدیل زباله‌های پلاستیکی به روغن روان‌کننده با ارزش!
بطریها، کیسه‌ها و انواع دیگر زباله‌های پلاستیکی به سرعت در محل‌های دفن زباله، اقیانوس‌ها و محیط جمع می‌شوند. ضمناً، وابستگی جهانی به بسته‌بندی پلاستیکی در حال افزایش است. تبدیل زباله‌های پلاستیکی به محصولات مفید می‌تواند به کاهش این مشکل کمک کند. اما، تا کنون، پیشرفت کمی در تبدیل یکی از پلیمرهای تولید شده به نام پلی‌پروپیلن صورت گرفته است.
بر اساس تحقیقات ارائه شده در روز چهارشنبه در ACS Fall 2021، نشست انجمن شیمی آمریکا، شیمیدانان ممکن است به تازگی راه حلی ارائه داده باشند. در حالی که Pavel A. Kots در جلسه‌ای در بخش علم و فناوری کاتالیزور صحبت می‌کرد، گزارش داد که در حضور یک کاتالیزور روتنیوم، پلی‌پروپیلن می‌تواند با بازده بالا به روغن‌های روان‌کننده با ارزش برای موتورهای خودرو تبدیل شود.
Kots یک محقق فوق دکترا است که با Dionisios G. Vlachos از دانشگاه Delaware کار می‌کند. او آزمایشاتی را تشریح کرد که در آن او و همکارانش از فلزات واسطه و مواد پشتیبان برای تهیه کاتالیزورهای متعدد استفاده کردند، سپس توانایی آنها را برای تجزیه انواع مختلف پلی‌پروپیلن مقایسه کردند. آنها دریافتند که کاتالیزورهای متشکل از نانوذرات روتنیوم که با دی‌اکسید تیتانیوم پشتیبانی می‌شوند، به خوبی کار می‌کنند.
به طور خاص، این تیم نشان داد که تحت شرایط هیدروژنولیز ملایم، کاتالیزور روتنیوم به آسانی نمونه‌های پلی‌پروپیلن را دی‌پلیمریزه می‌کند، در حالی که آنها را به روغن‌های هیدروکربنی با بازده بالا تا ۸۰% تبدیل می‌کند. این کاتالیزور بر روی انواع مختلف پلی‌پروپیلن، از جمله نمونه‌هایی با طیفی از وزن مولکولی و بطریها و کیسه‌های پلی‌پروپیلن تجاری، به خوبی کار کرد. این تیم از برچسب‌گذاری ایزوتوپ و تکنیک‌های دیگر برای بررسی مکانیسم استفاده کردند. آنها دریافتند که تجزیه پلیمر از طریق مراحل متوالی هیدروژنولیز اتفاق می‌افتد که به تدریج زنجیره های مولکولی بزرگ را به محصولات کوچک‌تر می شکند.
James D. Burrington، متخصص کاتالیزور و روان‌سازی که بیش از ۴۰ سال در صنعت گذرانده است، گفت: “پلی پروپیلن بخش بزرگی از مشکل زباله های پلاستیکی است. او گفت که این کشف همراه با روشن شدن مکانیسم باید انجمن کاتالیزور و کسانی که درگیر توسعه فناوری‌های پایدار برای بازیافت پلاستیک هستند، مورد توجه قرار گیرد.”
Scott H. Wasserman، مدیر تحقیق و توسعه در داو، این مطالعه را به عنوان “هم از نظر علمی و هم از نظر کاربردی قابل توجه” توصیف کرد. Wasserman توضیح داد که بازیافت پلاستیک اغلب به فرآیندهای مکانیکی محدود بوده است که در آن پلاستیک‌های پس از مصرف جمع‌آوری می‌شوند، به صورت مکانیکی پردازش می‌شوند و مجدداً به جریان تولید پلاستیک وارد می‌شوند.
Wasserman گفت: “بازیافت شیمیایی نیازمند اکتشافات کاتالیزوری بدیع و جدید برای تسهیل تجزیه مولکول‌های پلیمری بلند به مولکول‌های کوچک‌تر است. او خاطرنشان کرد که این کار نشان دهنده پیشرفت قابل توجه در آن نوع بازیافت است. وی افزود: شرایط ملایم پلیمریزاسیون این روش را به عنوان یک فرآیند بازیافت کم انرژی و مقرون به صرفه از نظر صنعتی جذاب می کند.”
Raymond J. Gorte، متخصص کاتالیزور در دانشگاه پنسیلوانیا، تحت تأثیر با انتخاب شیمیایی این روش قرار گرفته است. او گفت: “واقعاً قابل توجه است” که این روش عمدتاً هیدروکربن‌های مایع و بزرگ‌تر را تولید می‌کند که روغن‌های روان‌کننده را تشکیل می‌دهند، بدون تولید مقادیر قابل توجه‌ای آلکان سبک، که بسیار کم‌تر باارزش هستند.” وی افزود: “این کار استاندارد بسیار بالایی را برای تحقیقات آینده در این موضوع مهم تنظیم می‌کند.”
لینک خبر:
https://cen.acs.org/acs-news/acs-meeting-news/Turning-plastic-garbage-valuable-lube/99/web/2021/08
Polypropylene Plastic Waste Conversion to Lubricants over RuTiO2 Catalysts
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
پلیمرهای مقاوم حرارتی – بخش دوم: پلی‌آمیدها
پلی‌آمیدهای آلیفاتیک
پلی‌آمیدها پلیمرهایی هستند که گروه عاملی آمیدی در آنها جزء اصلی زنجیره پلیمری به شمار می‌آید. پلی‌آمیدهای خطی از واکنش مرحله‌ای مونومرهای دو عاملی تشکیل می‌شوند. از مونومرهای آمینو اسید، پلی‌آمیدهایی از نوع AB حاصل می‌شود که A مبین گروه آمینی و B مبین گروه اسیدی است. اگر پلی‌آمیدها از واکنش مرحله‌ای دی‌آمین و اسیدهای دو عاملی تولید شوند، پلیمر حاصله از نوع AABB خواهد بود. پلی‌آمیدها اکثراً به نام نایلون شناخته می‌شوند.
فرمول عمومی پلی‌آمیدهای خطی با ساختارهای (الف) و (ب) در شکل زیر نمایش داده شده است که ساختار (الف) از واکنش مرحله‌ای یک دی‌آمین و یک دی‌اسید و ساختار (ب) از واکنش خودتراکمی آمینواسید حاصل شده است.
ساختار پلی‌آمیدهای خطی
واکنش‌گرهای چند عاملی نظیر تری‌آمین‌ها، تتراآمین‌ها و اسیدهای سه‌عاملی منجر به تولید پلیمرهای شاخه‌ای یا شبکه‌ای و باعث تنوع در تهیه و ساختار پلی‌آمیدها می‌شوند.
پلی‌آمیدهای آروماتیک
آرامیدها جزء قدیمی‌ترین پلیمرهای مقاوم حرارتی و جزء اولین پلمیرهایی هستند که کاربرد عملی یافتند و شرکت دوپان از آنها برای تهیه الیاف نومکس (Nomex) استفاده کرد. این سیستم شامل کوپلی‌آمید؛ متافنیلن‌دی‌آمین و ایزوفتالیک‌اسید است که موقعیت متا باعث انعطاف‌پذیری می‌شود. وجود نظم در زنجیر اصلی اهمیت خاصی دارد. نقطه ذوب تا حدود ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد از حالت منظم تا حالت نامنظم تغییر می‌کند.
دو ساختار از پلی‌آمیدهای آروماتیک
اگر جهت‌گیری پارا برای پلی‌آرامید استفاده شود، مدول تا شش برابر بیش‌تر، ازدیاد طول کم‌تر، بلورینگی بیش‌تر، بهبود خواص حرارتی، افزایش مقاومت کششی و کاهش حلالیت‌پذیری خواهد داشت. محصول با مشخصات فوق را شرکت دوپان با نام تجاری کولار ارائه کرده است. این مواد به عنوان تقویت‌کننده‌های تایر، کامپوزیت‌ها، عایق‌های الکتریکی، بالشتک‌ها و… استفاده می‌شوند.
ساختار کولار: الف) ساختار اولیه ب) ساختار بعدی
در روش پلیمریزاسیون مرحله‌ای، دو روش پلیمریزاسیون محلولی و پلیمریزاسیون بین سطحی برای تهیه پلی‌آمید با وزن مولکلولی بالا وجود دارد. در این میان روش محلولی از نظر فرآورش راحت‌تر است.
حلال‌های واکنش معمولاً دی‌متیل‌استامید (DMAC)، N-متیل‌پیرولیدون (NMP)، هگزامتیل‌فسفریک‌تری‌آمید و تترامتیل‌اوره هستند و یک پذیرنده اسید، مانند یک آمین نوع سوم نیز استفاده می‌شود. در روش‌های جدیدتر، از آریل فسفیت‌ها (تری‌فنیل‌فسفیت)، آمین نوع سوم (پیریدین) و نمک فلزی (لیتیم یا کلسیم کلراید) برای تهیه پلی‌آمیدهای با وزن مولکولی بالا استفاده می‌شود. واکنش به دما (۱۲۰-۸۰) درجه سانتی‌گراد، نوع نمک فلزی (لیتیم، یا کلسیم‌کلراید)، غلظت نمک (۱۲%-۲%) و ماهیت آمین نوع سوم حساس است.
فرآیند مناسب‌تر برای پلی‌آمیدهای آروماتیک پلیمریزاسیون مرحله‌ای دمای پایین دی‌اکسیدکلرایدها و دی‌آمین‌ها در حلال‌های آمیدی است. از این روش می‌توان برای تهیه الیافی مانند نومکس استفاده کرد. در پلیمریزاسیون تراکمی محلولی، محیط پلیمریزاسیون حلالی خنثی برای حداقل یکی از واکنش‌گرها و یا عامل تورم‌زا برای پلیمر به شمار می‌آید.
در پلیمریزاسیون محلولی، با افزایش وزن مولکولی پلیمر هیچ حلال آلی توان محلول نگه‌داشتن پلیمر را ندارد. قدرت حلالیت بسیاری از حلال‌های آلی با افزایش لیتیم یا کلسیم‌کلراید افزایش می‌یابد.
در روش پلیمریزاسیون بین سطحی، دی اسیدکلراید در یک حلال آلی خنثی و امتزاج‌ناپذیر با آب که یک عامل تورم‌زا برای پلیمر محسوب می‌شود و دی‌آمین به عنوان یک عامل پروتون‌گیرنده در فاز آبی حل می‌شوند. برای به دست آوردن پلیمر با وزن مولکولی بالاتر واکنش را به هم می‌زنند. در این روش توزیع وزن مولکولی پهن است به این دلیل برای تهیه الیاف و فیلم‌ها مناسب نیست.
پلی‌آمیدها به عنوان مواد مقاوم حرارتی، مواد مقاوم در برابر شعله، موادی دارای استحکام، مدول بالا و پایداری ابعادی استفاده می‌شوند. استفاده به عنوان مقاوم حرارتی در صافی‌ها برای گازهای داغ که از دودکش خارج می‌شوند؛ پارچه‌های تحت پرس در پرس‌های صنعتی مانند پرس داغ مرحله نهایی بافت کتان و لباس‌های پلی‌استر کتان؛ پوشش تخته اتو و نخ خیاطی؛ عایق کردن کاغذ برای موتورهای الکتریکی و تراسفورمرها؛ ساخت مواد مقاوم در برابر شعله در لباس‌های محافظ، لباس‌های جوش‌کاری، لباس آتش‌نشان‌ها، لباس پرواز خلبانان نظامی، کیسه‌های پست، پرده، پوشش قایق‌ها، چادرها و ساخت مواد دارای پایداری ابعادی نظیر لوله‌های آتش‌نشانی، تسمه‌های U شکل و تسمه‌های انتقال نیرو از کاربردهای آن‌هاست. اما از کاربردهایی با خصوصیات استحکام و مدول بالا می‌توان به تسمه‌های U شکل کابل‌ها، چترهای پرواز، جلیقه‌های ضد گلوله، اجزای آنتن، بورد مدارهای الکتریکی، وسایل ورزشی، ریسمان‌های طناب‌کشی، کابل‌های تلفن، خطوط نیرو و کابل‌های فیبر نوری اشاره کرد.
ویژگی‌های عمومی پلی‌آمیدها
نایلون‌ها مقاومت سایشی بسیاری خوبی دارند که با افزودن برخی روان‌کننده‌های خارجی یا با فرآوری (مثل تاب‌کاری) که در نتیجه آن نایلون سطحی سخت و بسیار بلورین پیدا می‌کند، مقاومت سایشی می‌تواند باز هم بهتر شود. نایلون‌ها نسبت چسبش-لغزش زیادی دارند با این وجود انجام اصلاحاتی با پلیمرهای تترافلوئورواتیلن (PTFE) با دی‌سولفیدمولیبدن می‌تواند سبب کاهش این نسبت شود. به نظر می‌رسد دمای انتقال شیشه‌ای نایلون‌ها زیر دمای اتاق باشد زیرا این مواد به رغم بلورینگی زیادشان تا حدی منعطف هستند. نقاط ذوب آنها بسیار تیز است و گران‌روی آنها در بالاتر از دمای ذوب (Tm) بسیار افت می‌کند. در دماها و درصدهای کم رطوبت، این نایلون‌ها عایق‌های الکتریکی خوبی هستند اکا این ویژگی‌ها با افزایش دما و رطوبت به سرعت از بین می‌روند. نایلون‌ها مقاومت بسیار خوبی در برابر هیدروکربن‌ها، استرها، آلکیل‌هالیدها و گلیکول‌ها نشان می‌دهند. الکل‌ها، نایلون‌ها را حل و یا متورم می‌کنند؛ به ویژه روی هموپلیمرها تأثیر بیش‌تری دارند. این رزین‌ها در اسید فوماریک، اسید استیک یخی، فنل‌ها و کروزول‌ها حل می‌شوند. اسیدهای معدنی به ویژه اسید نیتریک بر این پلاستیک‌ها اثر می‌کنند؛ اما مقاومت آنها در برابر قلیاها در دمای اتاق خوب است. با افزایش دما از مقاومت این مواد در برابر تمام مواد شیمیایی کاسته می‌شود. به طور کلی مقاومت شیمیایی هموپلیمرها کم‌تر از جورپلیمرهاست. مقاومت آب و هوایی نایلون‌ها در برابر اشعه ماوراء بنفش ضعیف است. نایلون‌ها در مدت زمان‌های طولانی رنگ‌پریده و ترد می‌شوند. تغییرات همراه با کاهش وزن مولکولی، مقاومت کششی و ازدیاد طول در نقطه شکست است. حضور اکسیژن باعث تسریع و هدایت گسترش و توسعه این تخریب می‌شود. اما استفاده از پایدارکننده‌های نوری و گرمایی تا حدی تأخیراندازی چنین پدیده‌هایی را ممکن می‌کند.
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
معده‌های گاوها می‌تواند پلاستیک‌هایی که بازیافت آنها سخت است را تجزیه کند!
محققان آب معده گاوهای آلپ را آزمایش کردند، و دریافتند که می‌تواند برخی از پلاستیک‌ها را تجزیه کند.
محققان در اتریش ممکن است راه حلی غیر محتمل برای مشکل آلودگی پلاستیک کشف کرده باشند: گاوها و میکروب‌هایی که در داخل معده آنها پیدا شدند.
محققان دانشگاه Natural Resources and Life Sciences (BOKU) در وین، مرکز بیوتکنولوژی صنعتی اتریش و دانشگاه Innsbruckدریافتند که پلاستیک‌های متداول توانستند زمانی که در معرض معده اول قرار گرفتند، تجزیه شوند، ماده ای که در بزرگ‌ترین قسمت معده گاو یافت می‌شود.
آنها دریافتند میکروب‌ها و آنزیم‌هایی که در معده اول یافت می‌شوند، می‌توانند پلاستیک‌های رایج را تجزیه کنند – شامل پلاستیک‌هایی که به طور گسترده برای کیسه‌های پلاستیکی، بطریها، منسوجات و بسته‌بندی مواد غذایی استفاده می‌شوند.
این مطالعه که در مجله علمی Frontiers منتشر شد، نمونه‌هایی از معده اول مربوط به گاوهای آلپ را در یک کشتارگاه در اتریش بررسی کرد.
محققان تأثیر معده اول را بر روی سه نوع پلاستیک آزمایش کردند – پلیاتیلنترفتالات (PET)، پلی‌بوتیلن‌آدیپات‌ترفتالات (PBAT) و پلی‌اتیلن‌فورانوات (PEF).
برای هضم کردن، آموزش دیده است
پروفسور Georg Gübitz، از BOKU، به سی ان ان گفت که معده اول توانست پلاستیک‌ها را در «چند ساعت» تجزیه کند – و زمانی که به مدت کافی با آن (معده اول) عمل‌آوری شود، می‌تواند برخی از پلاستیک‌ها را به طور کامل تجزیه کند.
Gübitz گفت: این به دلیل این است که معده‌های گاوها از قبل برای تجزیه ماده غذایی سخت به تخریب، از جمله کوتین پلیمری گیاهی – یک ماده مومی شکل که در گیاهان، از جمله در پوست سیب و توت‌ها یافت می‌شود – آموزش دیده می‌شوند.
او گفت: “کوتین یک پلی‌استر است، نه هم‌سان، اما شبیه PET است، متداول ترین نوع پلاستیک که در کیسه‌های پلاستیکی و بسته‌بندی مواد غذایی یافت می‌شود.
او گفت که تحقیقات بیش‌تری مورد نیاز بود، اما این یافته‌ها قابل توجه بودند، زیرا توانستند به یافتن راه‌حلی برای تخریب بعضاً پلاستیک‌هایی که «بازیافت آنها سخت است» کمک کند.
او گفت که تحقیق در مورد اینکه چگونه میکروب‌ها و آنزیم‌ها بر پلاستیک‌ها تأثیر می‌گذارند پیش از این یک زمینه مطالعاتی موجود است، اما او معتقد بود که نقش بالقوه گاوها تاکنون کشف نشده بود.
او گفت: “این معده اول در مقایسه با سایر آنزیم های آزمایش شده در ۱۰ سال گذشته بسیار کارآمد بود.”
او گفت اگر در مقیاس تولید شود، در ابتدا معده اول می تواند به عنوان محصول جانبی صنعت گوشت و لبنیات به دست آید.
او افزود: “اما تولید آنزیم‌های معتبر و حتی افزایش بیش‌تر فعالیت آنها با استفاده از مهندسی ژنتیک در طولانی‌مدت آن را منطقی‌تر خواهد ساخت”
پروفسور Richard C. Thompson، رئیس International Marine Litter Research Unit در دانشگاه Plymouth انگلستان، که در این مطالعه شرکت نداشت، به CNN گفت که استفاده از میکروب‌های مربوط به گاوها بدیع بود اما مفهوم گسترده‌تر تخریب پلاستیک با استفاده از ماده آلی موضوع جدید نبود.
“اکثر پلاستیک های متداول در برابر تجزیه زیستی بسیار مقاوم هستند و این از یک طرف مزیت ایجاد می‌کند. در حالی که پلاستیک استفاده می‌شود- مانند تلفن همراهی که اکنون از آن استفاده می کنم یا قطعات سبک‌‌وزن در هواپیما یا حتی یک بطری آبلیمو، ما می خواهیم پلاستیک دوام بیاورد.
اما چالش این است که وقتی با این مورد تمام می‌کنید چه اتفاقی می‌افتد – و اینجاست که تجزیه زیستی اغلب به عنوان بخشی از پاسخ مطرح می‌شود.
مشکل آلودگی پلاستیکی به طور گسترده مستند شده است.
محققان در این مطالعه گفتند که در اروپا، “مصرف گسترده زباله‌های پلاستیکی منجر به انباشت ۸/۲۵ میلیون تن زباله شده است.”
سال گذشته، یک مطالعه جداگانه پیش‌بینی کرد که جهان تا سال ۲۰۴۰، ۷۱۰ میلیون تن پلاستیک خواهد داشت – و این تلاش‌ها برای کاهش، استفاده مجدد و بازیافت محصولات پلاستیکی را در نظر می گیرد.
پلاستیک در برخی از دورافتاده ترین نقاط روی زمین نیز یافت شده است.
تخمین زده می شود که ۱۴ میلیون تن میکروپلاستیک در کف اقیانوس نشسته است، در حالی که پلاستیک در روده یک بی مهرگان کوچک در جزیره ای دورافتاده در قطب جنوب در سال ۲۰۲۰ یافت شد.
لینک خبر:
https://edition.cnn.com/2021/07/02/world/cows-plastic-scli-intl-scn/index.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
ارائه اولین بطریهای روغن پخت و پز با استفاده از مواد تماماً بازیافتی در کلمبیا توسط Amcor
شرکت بسته‌بندی چند ملیتی Amcor Rigid Packaging (ARP) یک طرح ظرفی ایجاد کرده است تا بطریهای پلاستیکی کوچک بیش‌تری را بازیافت کند.
این طرح برای بطریهای الکل قابل بازیافت ۵۰ میلی‌لیتری ساخته شده از پلیاتیلنترفتالات (PET) استفاده می‌شود.
علی‌رغم بازیافت‌پذیری بی‌شمار، این بطریها در حال حاضر در اکثر تأسیسات بازیافت مواد ایالات متحده با چالش‌هایی روبه‌رو هستند، از آن جایی که اغلب در طول فرآیند جداسازی (sorting) خارج می‌شوند.
ظرف به گونه‌ای طراحی شده است که بیش از ۵ سانتی‌متر پهن‌تر شود هنگامی که متلاشی می‌شود در حالی که از لغزش در خلال شکاف‌ها در طول فرآیند بازیافت جلوگیری می‌کند.
Terry Patcheak، معاون تحقیق و توسعه ARP و مهندسی پیشرفته، گفت: “این کشف توسط تیم Amcor انجام شد، زمانی که آزمایش نشان داد که بطریها به روش‌های مختلف متلاشی می‌شوند.
شبیه‌سازی‌های ما نشان داد که وقتی این بطریهای کوچک الکل طراحی می‌شوند که به روشی خاص متلاشی شوند، بطریهای کم‌تری در واقع از بین شکاف‌ها می‌افتند.
” در اینجا پتانسیل نرخ‌های بازیافت‌پذیری بالاتر و محتوای بازیافتی بیش‌تر برای قطعه‌ها و مواد متعدد است.”
طراحی بطری Amcor با دستورالعمل‌های تعیین شده توسط انجمن بازیافت‌کنندگان پلاستیک مطابقت دارد.
در حال حاضر بطریها در معرض آزمایش‌های تحلیل المان محدود قرار می‌گیرند تا جنبه‌های رفتاری آنها در حین فرآیند بازیافت مشخص شود.
علاوه بر این، ARP در حال استخراج داده‌های دنیای واقعی از تأسیسات بازیافت برای تجزیه و تحلیل قابلیت بازیافت بطری است.
Patcheak افزود: “ما مشتاقانه منتظر دیدن داده‌ها و ادامه استفاده از این نوع روی‌کرد خلاقانه برای بررسی تمام بسته‌بندی‌های خود هستیم.
“در همکاری با APR، ما به دنبال اندازه، رنگ و مواد هستیم تا مقدار مواد بازیافتی را افزایش دهیم که می‌تواند به بطریهای بیش‌تری تبدیل شود.
ما مشتاقانه منتظر همکاری با مشتریان خود هستیم از آن جایی که از یک لنز جدید به منظور بررسی راه‌هایی برای دست‌یابی به اهداف پایداری مشترک خود استفاده می‌کنیم.
ماه گذشته، ARP یک بطری پایدار برای برند روغن آشپزی Gourmet از تولیدکننده روغن و چربی کلمبیایی تیم Alianza تولید کرد.
لینک خبر:
https://www.packaging-gateway.com/news/amcor-plastic-bottle-recycling/
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
پلیمرهای مقاوم حرارتی – بخش اول: پلی‌اوره‌ها
در میان مواد پلیمری، برخی خواص مهندسی خاصی دارند. در این گروه که به پلیمرهای مهندسی معروف هستند، پلیمرهای مقاوم در برابر حرارت جایگاه ویژه‌ای را به خود اختصاص داده‌اند.
پلی‌اوره‌ها
از نظر ساختاری اوره همانند دی‌آمیدی است که از اسیدکربونیک مشتق شده است. پلی‌اوره‌ها در گروه ترکیبات درشت مولکول ناجور زنجیر که ساختار آنها شامل گروه اوره‌ای است، دسته‌بندی می‌شوند. پلی‌اوره‌های خطی محصولات تراکمی ترموپلاستیک یا ساختارهای آروماتیکی و آلیفاتیکی هستند.
ساختار پلی‌اوره خطی (R گروه آریل یا آلکیل است)
در پلی‌اوره‌ها یا کوپلیمرهای شامل ساختارهای آلیفاتیکی اختلاف بین نقطه ذوب و شروع تخریب ۵۰ تا ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد است. این دسته از مواد برای قالب‌گیری استفاده می‌شوند. پلی‌اوره‌های آروماتیکی دمای ذوب و تخریب نزدیک به هم دارند. این دسته از مواد در بعضی حلال های آلی قابل حل هستند و در تهیه لاک‌ها، لعاب و روکش‌ها به کار می‌روند.
ساختار قطبی پلی‌اوره باعث می‌شود که نقطه ذوب بالاتری نسبت به پلی‌ایمیدهای مربوطه داشته باشند زیرا انسجام (چسبندگی) مولکول‌ها در آنها بیش‌تر است. پلی‌اوره‌های آلیفاتیک نقطه ذوب پایین‌تری نسبت به پلی‌اوره‌های آروماتیک دارند. برای ساختارهای آلیفاتیک دمای انتقال شیشه‌ای زیر ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد و برای پلی‌اوره‌های آروماتیک بالای ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد است. پلی‌اوره‌ها با داشتن ساختار قطبی در حلال‌های آلی کم‌تر حل می‌شوند. پلی‌اوره آلیفاتیک در حلال هایی نظیر فنل، کرزول و اسید استیک قابل حل هستند؛ اما پلی‌اوره‌های آروماتیک در حلال‌های قطبی غیر پروتونی نظیر دی‌متیل‌فرمامید و N-متیل‌پیرولیدون قابل حل هستند.
پلی‌اوره‌ها پایداری حرارتی بالاتری نسبت به اوره‌ها و پایداری حرارتی پایین‌تری نسبت به پلی‌آمیدها دارند. پایداری حرارتی گروه اوره‌ای به فاز آن در دمای حرارتی وابسته است. برای مثال پلی‌هگزامتیلن‌اوره با نقطه ذوب ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد را می‌توان تا دمای ۲۶۰ درجه سانتی‌گراد بدون تخریب حرارت داد. پلی‌اوره‌ها در برابر هیدرولیز تحت شرایط اسیدی و بازی پایداری شیمیایی خوبی دارند.
کاربرد پلی‌اوره‌ها بسیار متنوع است. از پلی‌اوره‌ها در میکروکپسوله کردن علف‌کش‌ها، جوهرها، رنگ‌دانه‌ها، و داروها استفاده می‌شود. پلی‌اوره‌های شامل گروه کربوکسیلیک و سولفونیک، پلی‌الکترولیت‌هایی با خصوصیات آب‌دوستی و بافری هستند و به عنوان تعویض‌گر و یا مبدل یونی عمل می‌کنند که برای زدودن قیر، روغن و مواد دیگر از آب زائد از راه شناورسازی به کار می‌روند. همچنین از آنها به عنوان عایق الکتریکی برای سیم‌های مسی با انعطاف‌پذیری بالا و مقاومت در برابر گرما و ساییدگی استفاده می‌شود.
انواع پلی‌اوره‌ها
هموپلی‌اوره‌ها، کوپلی‌اوره‌ها، پلی‌اوره‌های بلور-مایع، رزین‌های پلی‌اوره.
خواص پلی‌اوره‌ها
دمای ذوب
ساختار قطبی پلی‌اوره‌ها باعث می‌شود که نقطه ذوب بالاتری نسبت به پلی‌آمیدهای مربوطه داشته باشند زیرا انسجام (چسبندگی) مولکول در آنها بیش‌تر است. پلی‌اوره‌های آلیفاتیک نقطه ذوب پایین‌تری نسبت به پلی‌اوره‌های آلیفاتیک نقطه ذوب پایین‌تری نسبت به پلی‌اوره‌های آروماتیک دارند. در پلی‌اوره‌های آلیفاتیک با افزایش گروه متیلن نقطه ذوب کاهش می‌یابد.
دمای انتقال شیشه‌ای
Tg به ساختار بستگی دارد و برای ساختارهای آلیفاتیک زیر ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد و برای پلی‌اوره‌های آروماتیک بالای ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد است.
حلالیت‌پذیری
پلی‌اوره‌ها به دلیل ساختار قطبی که دارند در حلال‌های آلی کم‌تر حل می‌شوند، پلی‌اوره‌های آلیفاتیک در حلال‌هایی نظیر فنل، کروزول، و اسید استیک قابل حل هستند، اما پلی‌اوره‌های آروماتیک در حلال‌های قطبی غیر پروتونی نظیر NMP، DMF قابل حل هستند. تقارن یا عدم تقارن مونومرهای آروماتیک در حلالیت پلی‌اوره‌ها مؤثر است.
جمع‌شدگی در طول پخت
چون شکل‌گیری پلی‌اوره‌های الاستومری بر اساس واکنش گرماسخت است، در طول پخت مقداری جمع‌شدگی خطی اتفاق می‌افتد. این انبساط/انقباض حرارتی به علت تغییرات دما نیست. مقدار کل جمع‌شدگی به ترکیبات فعال ایزوسیانات و اجزای ترکیب رزین بستگی دارد. حتی اگر سامانه‌های الاستومری، ازدیاد طولی بیش از ۲۰۰% داشته باشند، این افزایش جمع‌شدگی خطی ممکن است به حدی شدید باشد که گوشه‌ها و لبه‌های به کار گرفته شده را بپیچاند و منجر به تخریب شود. سامانه‌های الاستومری پلی‌اوره باید برای پوششها و کاربردهای مشخص، از پیش طراحی شوند.
مقاومت در برابر هوازدگی
از دیدگاه عمل‌کردی، سامانه‌های آروماتیکی پلی‌اوره مقاومت خوبی در برابر نور ماوراء بنفش دارند ولی حتی با استفاده از تثبیت‌کننده‌های نور UV و آنتی‌اکسیدان‌ها در محیط‌های بیرونی بعد از مدتی، کم‌رنگ یا بی‌رنگ می‌شوند.
سامانه‌های آلیفاتیکی پلی‌اوره، مقاومت عالی در برابر تخریب توسط اشعه ماورء بنفش دارند و برای انواع کاربردهای داخلی و بیرونی استفاده می‌شوند. با اصلاح سامانه‌های آروماتیکی و با قرار دادن ایزوسیانات‌ها یا زنجیر افزاینده‌های آلیفاتیکی، بهبود در ثبات رنگ به دست می‌آید. با این حال این پلیمرها هنوز هم ترکیبات آروماتیک در زنجیر اصلی پلیمر دارند و در عمل ثبات رنگی کاملی ندارند.
پایداری حرارتی
پلی‌اوره‌ها پایداری حرارتی بالاتری نسبت به پلی‌یورتان‌ها و پایداری حرارتی پاییین‌تری نسبت به پلی‌آمیدها دارند. پایداری حرارتی گروه اوره‌ای به فاز آن در دمای حرارتی وابسته است. برای مثال پلی‌هگزامتیلن‌اوره با نقطه ذوب ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد را می‌توان تا دمای ۲۶۰ درجه سانتی‌گراد بدون تخریب حرارت داد.
پایداری هیدرولیزی
پلی‌اوره‌ها از پایداری شیمیایی خوبی در برابر آب‌کافت تحت شرایط اسیدی و بازی برخوردارند.
کاربرد پلی‌اوره‌ها
پلی‌اوره‌ها کاربردهای متنوعی دارند. از پلی‌اوره‌ها در جوهرها، رنگ‌دانه‌ها، داروها و میکروکپسوله‌دار کردن علف‌کش‌ها و سولفونیک، پلی‌الکترولیت‌هایی با ویژگی آب‌دوستی و اثرات بافری هستند و به عنوان مبادله‌گر یونی عمل می‌کنند که برای زدودن قیر، روغن و مواد دیگر از آب زائد به طریق شناورسازی به کار می‌روند.
همچنین از آنها به عنوان عایق الکتریکی سیم‌های مسی با انعطاف‌پذیری بالا و مقاومت در برابر گرما و ساییدگی استفاده می‌شود.
برای استخراج نفت از چاه‌های نفتی با تزریق پلی‌آمین و پلی‌ایزوسیانات در چاه، پلی‌اوره تولید می‌شود که در تجمع شن‌های روغنی و جلوگیری از ریزش و متورم شدن خاک رس نقش دارد. از پلیمرهای تجاری حاوی گروه اوره‌ای برای پوشش سطح استفاده می‌شود. کاربرد پلی‌اوره‌های بلورمایع در پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر، پیزوالکتریک‌ها، غشاهای نفوذناپذیر، مواد دارویی و مواد مقاوم در برابر آب‌کافت گزارش شده است.
سامانه‌های دو جزئی پوشش و لایه‌نشانی پلی‌اوره‌ای جدیدترین فناوری در صنعت پوشش و لایه‌نشانی به شمار می‌روند. سامانه‌های پلی‌اوره برخی مواقع به عنوان سامانه‌های دو جزئی اصلاح شده پلی‌یورتانی توصیف شده‌اند ولی با این که هر دو سامانه برخی ویژگی‌های مشترک دارند ولی سامانه پلی‌اوره به خودی خود فناوری منحصر به فردی است.
سامانه‌های دو جزئی پلی‌اوره، همانند سامانه‌های دو جزئی پلی‌یورتان عمل کرده معمولاً در کم‌تر از ۳۰ ثانیه، بدون استفاده از کاتالیست پخت شده خشک می‌شوند.
سرعت خشک شدن این سامانه‌ها منجر می‌شود که در طیف گسترده‌ای از شرایط محیطی، به شکل مقاوم و یکنواخت رفتار نمایند. زمان واکنش خشک شدن تقریباً مستقل از رطوبت محیط است. سامانه‌های پلی‌اوره معمولاً فاقد حلال یا ترکیبات آلی فرار هستند.
سامانه‌های پلی‌اوره با فعالیت کاهش‌یافته، واکنش کندتر و زمان پخت قابل تنظیم و اصلاح شده در زمینه درزگیر و سامانه‌های پرکننده کاربرد پیدا کرده‌اند.
پوشش‌های الاستومر پلی‌اوره از واکنش میان جزء ایزوسیانات و جزء مخلوط رزین به دست می‌آید، ایزوسیانات‌ها می‌توانند آروماتیک یا آلیفاتیک باشند و می‌توانند مونومر، پلیمر یا هر مخلوط افزایشی از ایزوسیانات پیش‌پلیمری باشند.
پیش‌پلیمر یا پیش‌پلیمر کاذب می‌تواند از رزین پلیمری با گروه پایانی آمینی یا رزین پلیمری با گروه پایانی هیدروکسیلی تشکیل شود.
مخلوط رزین باید از رزین پلیمری با گروه پایانی آمینی و یا زنجیرافزاینده‌های با گروه پایانی آمینی باشد. رزین پلیمری با گروه پایانی آمینی باید فاقد هر گونه بخش هیدروکسیلی باشد. وجود عانل هیدروکسیل نتیجه تبدیل ناقص به رزین پلیمری با گروه آمینی است.
همچنین ممکن است ترکیب رزین حاوی مواد افزودنی یا اجزای پرکننده باشد، این مواد افزودنی ممکن است شامل ترکیبات هیدروکسیل‌دار همانند رنگ‌دانه‌های پیش‌پراکنده در حامل پلی‌ال باشد.
پلی‌اوره ها به عنوان ماده چند منظوره مسدودکننده و درزگیر استفاده می‌شوند. پلی‌اوره‌ها درزگیرهایی منعطف و بادوام هستند که مانع ورود هوا می‌شوند و قابل استفاده در انواع درزهای ساختمان هستند. پلی‌اوره به دلیل خاصیت ازدیاد طول زیاد و استحکام کششی بالا برای پرکردن ترک پل‌ها مناسب است. زمان پخت سریع و عدم حساسیت به رطوبت برای نصب سریع‌تر، منجر به کاربردهای گسترده‌تر می‌شود.
پوشش‌های پلی‌اوره، مخازن فولادی از خوردگی، مواد شیمیایی و هوازدگی و عوامل محیطی حفاظت می‌کنند. پلی‌اوره‌ها برای افزایش طول عمر مخازن کارآمد بوده، ویژگی‌های ساختاری مناسبی ارائه می‌دهند. پوششها و آسترهای پلی‌اوره در مقابل بسیاری از مواد شیمیایی و صنعتی مقاوم هستند. با مزایای کاربرد سریع و توانایی چسباندن بسترهای آماده شده مناسب، پلی‌اوره‌ها برای پوشش اولیه مخازن ذخیره‌ساز گزینه ایده‌آلی هستند.
سامانه‌های کف‌پوش پلی‌اوره علاوه بر مزایای سامانه‌های کف‌پوش پلی‌یورتان، قابلیت نصب و کاربری سریع دارند.
پلی‌اوره‌ها برای محیط های پر رفت و آمد بسیار مقاوم و عالی هستند. آنها در اتاق‌های تمیز/کثیف به عنوان عایق آب و پوشش محافظ برای جلوگیری از نظافت روزانه استفاده می‌شوند. در مکان‌های حساس، با طراحی کف‌پوش‌های پلی‌اوره‌ای بهبود یافته و انعطاف‌پذیر، می‌توان از آنها به عنوان ضربه‌گیر برای محافظت از اشیایی که ممکن است روی کف بیفتند استفاده کرد.
برخی پلی‌اوره‌ها به علت خاصیت آب‌گریزی و مفاومت در برابر مواد شیمیایی معمولاً در قطعات ماشین استفاده می‌شوند. ماشین‌های باری سبک با پوششی از جنس پلی‌اوره از استحکام و مقاومت در مقابل سایش بهره‌مند می‌شوند. این ماشین‌ها معمولاً برای حمل بارهایی مانند زغال، شن و دیگر مواد سایشی استفاده 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
نوع جدیدی از پلیاتیلن: بادوام و تجزیه‌پذیر!
پلیاتیلن پرفروش‌ترین پلاستیک ساخته شده در جهان است. به دلیل خواصی مانند دوام، کاربردهای بسیار متنوع و حتی طولانی‌مدت دارد. تیم پروفسور Stefan Mecking در دانشکده شیمی در دانشگاه Konstanz اکنون گروه‌های قطبی را در زنجیره‌های مولکولی این ماده به منظور گسترش یافتن خواص آن و به طور هم‌زمان کاهش ماندگاری مشکل‌ساز پلاستیک در محیط ترکیب کرده‌اند. خواص مناسب مطلوب پلیاتیلن پس از آن بدون تغییر باقی می ماند. نتایج این مطالعه آزمایشگاهی در ۲۹ اکتبر ۲۰۲۱ در Science منتشر شده است.
پلی اتیلن یک ماده غیر قطبی و آب‌گریز است که مانند موم ضد آب است. برای گسترش خواص مواد آن، به عنوان مثال با بهبود چسبندگی به سطوح فلزی، مدت‌هاست راه‌هایی را به منظور ترکیب مقدار کمی از گروه‌های قطبی در این مواد در طول سنتز پلیاتیلن جستجو می‌کرده‌اند. تا به امروز، این امر بسیار مبهم بوده است از آن جایی که کاتالیزورهای مرسوم که در این فرآیند استفاده می‌شوند توسط شناساگرهای قطبی تخریب می‌شوند.
مقدار کمی مونوکسید کربن و یک کاتالیزور مناسب
محققین دکتری، Maximilian Baur، Tobias O. Morgen و Lukas Odenwald، همراه با محقق فوق دکتری Humboldt، Fei Lin در تیم تحقیق علوم مواد شیمیایی، اینک در به‌کارگیری گروه‌های کتو در زنجیره‌های مولکولی که پلاستیک‌ها از آن تشکیل شده‌اند، موفق شده‌اند. این امر با استفاده از یک کاتالیزور به دست می‌آید که – به دلیل موقعیتش در جدول تناوبی عناصر – با مونوکسید کربن که به عنوان یک شناساگر برای تولید گروه‌های کتو استفاده می‌شود، سازگار است.
یک عامل کلیدی در این فرآیند، مقدار محدودی از گروه‌های کتو به منظور حفظ خواص مکانیکی عادی و مطلوب پلیاتیلن مانند دوام را ایجاد می‌کند. Stefan Mecking در پایان می‌گوید: “علم و فناوری مدت‌هاست روشی برای ترکیب چنین گروه‌هایی در زنجیره‌های پلیاتیلن را جستجو کرده است. دست‌آورد کنونی ما اکنون چشم اندازهای جدیدی را باز می‌کند.”
پلاستیک جدید با تجزیه‌پذیری بهتر
یکی دیگر از ویژگی‌های خاص این است که مقدار محدودی از گروه‌های کتو نیز می‌تواند تجزیه‌پذیری پلاستیک جدید را بهبود بخشد. در مقیاس آزمایشگاهی نشان داده شد که وقتی پلاستیک جدید در معرض نور خورشید شبیه‌سازی شده قرار می‌گیرد، این پلاستیک‌های جدید تخریب زنجیره آهسته‌ای را نشان می‌دهد که در پلی‌اتیلن‌های مرسوم رخ نمی‌دهد. Stefan Mecking با احتیاط اظهار می‌کند: “این ماده یک روی‌کرد جدیدی برای توسعه پلیاتیلن غیر پایدار ارائه می‌دهد. قطعاً مطالعات بیش‌تری به منظور درک عمل‌کرد طولانی‌مدت نیز مورد نیاز است.”
ضمناً، این تیم در مطالعات آزمایشگاهی نشان داد که ماده جدید همان خواص مطلوب مانند پلیاتیلن عادی را دارد، تا آن جایی که به مکانیک و فرآیندپذیری مربوط می‌شود.
لینک خبر:
https://phys.org/news/2021-10-plastic-durable-degradable.html
Polyethylene materials with in-chain ketones from
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