وضعیت ورود
درحال حاضر شما وارد سایت نشده اید.
آمار بازدیدکنندگان
  • کاربران حاضر: 0
  • بازدید امروز: 255
  • بازدید ماه: 69,893
  • بازدید سال: 876,416
  • کل بازدیدکنند‌گان: 241,993
قیمت روز
avatar

فرا پلیمر شریف

تدبیری برای حفظ سلامتی: مواد پزشکی جدید و کاربردها

توسعه مواد برای کاربردهای پزشکی در دوره پاندمی رونق گرفته است. این شامل تمرکز بر موادی است که می‌توانند به صورت طبیعی با میکروب‌ها و پاتوژن‌ها (عوامل بیماری‌زا) مبارزه کنند.

مواد برای کاربردهای پزشکی با ظهور همه‌گیری جهانی در کانون توجه قرار گرفته است. اگرچه که همه‌ تحولات مستقیم با کووید ۱۹ مرتبط نیستند. United Soft Plastics (USP) فیلم پزشکی TPE را برای استفاده در کاربردهای ترمیم زخم تهیه کرده است. پانسمان‌های زخم معمولاً با پوشاندن آن‌ها با یک فیلم محافظ یا کیسه محافظ تمیز و خشک نگه داشته می‌شوند که با یک نوار چسب به پوست چسبیده و مهر و موم شده است. با این حال برداشتن آن (پاره کردن نوار از روی پوست) دردناک است. فیلم جدید جای‌گزینی بدون لاتکس است و نباید کنده شود زیرا به طور دائمی به عنوان یک نوار آب‌بند به کیسه پلی‌اتیلن جوش داده شده است. در نتیجه نوار چسب را می‌توان حذف کرد. این کار در همکاری با استارت آپ دانمارکی Nomeco توسعه داده شد. گرید TPE دارای سختی Shore A پایینی است (۳۵-۲۵). استحکام پارگی بالا در رابطه با نیاز به نیروی کرنش طولی و عرضی دارد و ضخامت آن ۰/۲ تا ۰/۴ میلی‌متر است. مطابق گفته Michael bodmann، مدیر کل USP در اروپا، TPE نیز می‌تواند مقرون به صرفه تولید شود. پروژه توسعه مشترک یک ساله در مرحله پیش تجاری‌سازی قرار دارد و در حال انجام آزمایشات بالینی است. پس از تجاری‌سازی اولیه در اروپا، فیلم جدید در سطح جهانی عرضه خواهد شد.

تقاضای پزشکی

این شرکت شاهد افزایش علاقه به استفاده از TPEs برای کاربردهای پزشکی مرتبط با کووید ۱۹ است. می‌گویند چندین مشتری درخواست مواد برای تبدیل امکانات ساخت غیر پزشکی را کرده‌اند تا بتوانند اقلام پزشکی را بسازند. TPE ها در کاربردهای ماسک‌ها، محافظ‌های صورت و همچنین قطعات دستگاه تهویه‌ساز استفاده شده‌اند. Benedict Herbst معاون اجرایی USP بیان کرد: ما خوشحالیم که شرکت‌کننده مهمی در توسعه محصولات پزشکی هسیتم که به شهروندان در مبارزه با این ویروس وحشتناک کمک خواهد کرد. USP علاقه بیش‌تری به جای‌گزینی مواد جاری مانند سیلیکون با پلاستیک‌های نرم‌تر در برنامه‌های فعلی و در مقیاس‌بندی کاربرد آن‌ها برای آینده می‌بیند. Herbst گفت: ما می‌توانیم به جلوگیری از گسترش بیماری از طریق انتخاب مواد مناسب کمک کنیم. همچنین بیان کرد: در حال حاضر بسیاری از کاربردهایی که قبلاً پزشکی در نظر گرفته نمی‌شدند مانند اقلام اتاق انتظار در آینده نیاز به مقاومت در برابر روش‌های مختلف سترون‌سازی مانند اتوکلاو دارد. همچنین رشد چشم‌گیری در محافظ‌های صورت و سایر پوشش‌های صورت در طول پاندمی انجام شده است. USP می‌گوید که Unisoft special و سری گریدهای پزشکی خاصیت ارتجاعی، خواص بازیابی و مقاومت در برابر پارگی مطلوبی را ارائه می‌دهند. به عنوان مثال، چندین میلیون محافظ صورت تولید شده است که از مواد USP برای بند تسمه‌ای اتصال‌دهنده استفاده می‌کند.

قاتل کرونا

محققان اسپانیایی و ژاپنی محافظ صورتی را ساخته اند که طیف وسیعی از میکروب‌ها را غیر فعال می‌کند؛ از جمله کرونا در کم‌تر از یک دقیقه. محافظ صورتی که توسط محققان دانشگاه کاتولیک والنسیا (UCV) ساخته شده است متکی است بر ورق PET که با پوشش ضد میکروبی نازک بنزآلکونیوم‌کلرید اصلاح شده است. Angel serrano که این تحقیق را رهبری می‌کند، می‌گوید محافظ‌های صورت معمولاً دارای فعالیت ضد میکروبی نیستند و تنها به عنوان یک مانع فیزیکی عمل می‌کنند. یک فرد سالم در صورت تماس با سطوح آلوده از این مواد می‌تواند مبتلا شود. همچنین غیر فعال کردن “ویروس‌های پوشیده شده” مانند SARS-CoV-2 در عرض یک دقیقه تماس با سطح در برابر استافیلوکوکوس اورئوس و استافیلوکوکوس اپیدرمی مؤثر است که هر دو به آنتی‌بیوتیک متی‌سیلین مقاوم هستند. Serrano گفت: ترکیب ضد میکروبی توسعه یافته در UCV می‌تواند برای ساخت انواع دیگری از محافظت‌کننده‌ها نظیر عینک، ماسک و صفحه‌های جداکننده در مغازه‌ها استفاده شود. بنزآلکونیوم کلرید (BAK) معمولاً به عنوان یک ماده ضد عفونی‌کننده استفاده می‌شود. این با غوطه‌ور کردن پلاستیک در حلال حاوی BAK بر روی PET اعمال می‌شود. یک پوشش با ضخامت در حدود ۲۵ میکرون را ایجاد می‌کند. این توسعه در مجله بین‌المللی علوم مولکولی (International Journal of Molecular sciences) منتشر شده است.

Untitledn

UVC می‌گوید محافظ صورت PET پوشش داده شده آن در کم‌تر از یک دقیقه کروناویروس را غیرفعال می‌کند.

عاری از پاتوژن

پروژه‌ای که در یک بیمارستان سوئیس انجام شده است نشان داده است که فیلم چسب ضد میکروبی به کاهش سطح پاتوژن‌های سطوح کمک کرده است. مطالعه در دانشگاه بیمارستان Basel به چگونگی کارآمدی فیلم چسبنده پلاستیکی پوشش داده شده از Hexis با استفاده از مواد ضد عفونی شده نگاه کرد که در برابر پاتوژن‌های به دست آمده از عفونت‌های بیمارستانی عمل می‌کند. این فیلم برای سطوحی با لمس مکرر اعمال شد مانند میزهای رو تختی و صندلی‌های توالت. نیمی از سطح به عنوان یک کنترل در معرض دید قرار گرفت. طی چندین ماه رویه تمیز کردن معمولی انجام گرفت. سواب (میله برداشت) از سطوح پردازش شده و نشده به مساحت ۲۵ سانتی‌متر مربع گرفته شد و میکروارگانسیم‌ها بررسی شد. فیلم پردازش شده منجر به کاهش بیش از ۹۸% از میکروارگانیسم‌های زنده ماندنی در تمام انواع سطوح شد. Andreas Widmer رهبر این مطالعه بیان کرد: سطوح درمان شده با استفاده از آنتی‌بیوتیک‌ها می‌تواند از گسترش پاتوژن‌های مقاوم به چند دارو در بیمارستان‌ها جلوگیری کند. حتی ضد عفونی روزانه نمی‌تواند در عرض چند ساعت از آلودگی مجدد جلوگیری کند. اما سطوح درمان شده ضدمیکروبی می‌تواند این شکاف را ببندد (پرکند). نتایج در ژورنال Antimicrobial Resistance &infection control منشر شد.

Untitledc

فیلم جسبنده ضد میکروب به کاهش سطح پاتوژن در بیمارستان سوئیس کمک می‌کند.

 

پتری‌دیش هوشمند

Greiner Assistec تولیدکننده پیشرو در اروپا به Accensors، یک متخصص فناوری حس‌گر فیلم برای توسعه یک پتری‌دیش هوشمند با استفاده از ترموفرمینگ کمک می‌کند. هدف از همکاری ارائه امکان خرید قطعات پلاستیکی ترموفرم شده با سیستم‌های حس‌گر چاپی به مشتریان است. به عنوان بخشی از پروژه آزمایشی، یک نمونه اولیه آزمایشی در حال حاضر به شکل یک پتری‌دیش هوشمند توسعه یافته است. این شامل چاپ دو حس‌گر روی فیلم PET قبل از قرار دادن آن در فرآیند ترموفرمینگ است. نمونه اولیه می‌تواند مقدار pH و دمای متوسط دیش (ظرف) را با استفاده از اسکنر Accensors و اپلیکیشن چک کند. داده‌های به دست آمده برای رسیدن به نگرشی جدید در تحقیق و توسعه قابل استفاده است. حس‌گر هوشمند سیستم‌ها را می‌توان تولید کرد و بر روی فیلم‌ها یا قیمتی مقرون به صرفه در حجم بالا چاپ کرد. در طول ترموفرمینگ فیلم چاپ شده با فناوری حس‌گر به شکل سه‌بعدی تا موقع حفظ عمل‌کرد حس‌گر تشکیل شده است. بنابراین ظروف پتری‌دیش را می‌توان تا حد امکان به طور مؤثر نظارت کرد. Natascha Andraschek مدیر فناوری در Greiner Assistec گفت: توسعه این پتری‌دیش هوشمند نتیجه امیدوارکننده‌ای به همراه داشت و یکی از چندین امکانات مختلف برای ترموفرمینگ قطعات پلاستیکی از طریق الکترونیک چاپی را برجسته می‌کند.

Eike Wilhelm Kottkamp مدیر عامل Innome شرکت مادر Accensors افزود: اجرای حس‌گرهای فیلم ترموفرم شده در هندسه سه‌بعدی نقطه برجسته کلیدی در نقشه راه ماست. در حال حاضر در حال برگزاری گفتگو مقدماتی با طرف‌های علاقه‌مند به موضوع در کاربرد خاص بیوتکنولوژی، تولید هوشمند و بخش‌های کشاورزی هستیم.

Untitledp

پتری‌دیش هوشمند ترموفرم شده می‌تواند pH و دما را نظارت کند.

بازیافت پزشکی

Vinylplus یک پروژه همکاری اروپایی در راستای بازیافت تجهیزات پزشکی PVC یک‌بار مصرف آغاز کرده است. Vinylplus med براساس  Vinylplus قبلی ساخته شده و توسط طرح بازیافت Recomed تأمین مالی شد. طرح بازیافت برای تجهیزات پزشکی PVC یک‌بار مصرف در بلژیک برای کمک به دسته‌بندی زباله‌های پزشکی بیمارستانی PVC در حال توسعه است. این طرح بر تمیزی تمرکز خواهد داشت و مطابق با گواهی REACH ضایعات PVC می‌توان آن‌ها را به طیف وسیعی از محصولات عرضه شده در سراسر اروپا بازیافت کرد. در همکاری با گروه بیمارستان‌های اروپا ضایعات PVC با کیفیت بالا از بخش‌های مختلف جمع‌آوری و بازیافت خواهد شد. به گفته‌ Brigitte Dero مدیرعامل Vinylplus بیش‌تر زباله‌ها با بیماران در تماس نبوده است و اکثر ضایعات پزشکی PVC غیر عفونی هستند و زمانی که به درستی دسته‌بندی و جمع‌آوری شود قابل بازیافت اند. ما مشتاق هستیم قابلیت بازیافت PVC را در این بخش حساس افزایش دهیم. شرکای دیگر شرکت مدیریت پسماند Renewi و بازیافت Raff plastics هستند. همه‌ شرکای بلژیکی Vinyl plus Med در شعاع ۱۲۰ کیلومتری قرار دارند تا مسافت‌های حمل و نقل را به حداقل رسانده و ردپای کربن را کاهش دهند. Caroline Van

der Perre یکی از صاحبان Raff plastics گفت: مواد زیادی وجود دارد که می‌توان آن‌ها را بازیافت کرد اما به دلیل شرایط نامساعد دفن و یا سوازنده می‌شوند. پروژه‌ای مانند این به تجدید مواد اولیه کمک می‌کند. تجهیزات پزشکی PVC در ۸ کشور از جمله استرالیا، نیوزلند، بریتانیا، آفریقای جنوبی، کانادا، گواتمالا، کلمبیا و تایلند بازیافت می‌شوند.

سرمایه گذاری در TPE

Hexpol بیش از ۵ میلیون یورو (۶ میلیون دلار) در سایت خود در Amal سوئد جهت ساخت مواد پزشکی سرمایه‌گذاری خواهد کرد. به گفته‌ شرکت این سرمایه‌گذاری ظرفیت تولید TPE را گسترش خواهد داد و از تقاضای روبه رشد حمایت کرده و نیازهای بازار را تغییر می‌دهد. احداث سالن جدید شروع شده و می‌بایست در پاییز ۲۰۲۲ به پایان برسد. فضای جدید به تولید مواد برای تجهیزات پزشکی اختصاص خواهد یافت. گریدهای Mediprene در کابردهایی از جمله بسته‌بندی پزشکی و لوله استفاده می‌شوند. این تجهزات برای به حداقل رساندن خطر آلودگی طراحی شده است و یک خط آمیزه‌سازی دو مارپیچ جدید را با تغذیه‌کننده‌های وزنی و سیستم‌های نظارتی پیش‌رفته در خود جای می‌دهد. به گفته‌ Brunstam رئیس و مدیرعامل Hexpol این سرمایه‌گذاری تعهد مستمر ما را در ناحیه مهم محصول تأیید می‌کند.

Untitleda

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

 

تجدید علاقه به کامپوزیت‌های طبیعی!

پرکننده‌ها و الیاف طبیعی گیاهی جاذبه جدیدی پیدا کرده‌اند از آنجایی که کاربران خواهانِ کامپاندهای پلاستیکی پایدارتر و اغلب سبک‌تر هستند.

Jennifer Markaria گزارش می‌دهد.

فیلرها و الیاف گیاهی طبیعی یا تجدیدپذیر از ابتدای آغاز صنعت پلاستیک گزینه‌ای برای ترکیبات پلیمری بوده است. اما تمرکز اخیر بر کاهش ردپای کربن جلب توجه جدیدی به آن‌ها است. در حالی که در برخی موارد، مواد گیاهی موجود تا به امروز فاقد خواص مکانیکی بوده تا جای‌گزین مستقیم الیاف شیشه شوند. فرمول‌سازان را‌ه‌های زیادی برای جبران این موضوع پیدا کردند، چه راه‌های ترکیب با شیشه یا به‌کارگیری روش‌های جدید برای بهبود خواص پایه مواد گیاهی. بخش خودرو سال‌ها است که در صدر کار برای ترکیب مواد طبیعی قرار گرفته و به دنبال افزایش استفاده از محتوای پایدار با حفظ عمل‌کرد است. Alper Kiziltas کارشناس فنی فورد می‌گوید: چندین بازار، سیاست و عوامل فنی در حال آمدن هستند تا الیاف طبیعی را گزینه‌ای جذاب‌تر برای کاربردهای خودرویی کنند. این شامل تغییر در رفتار مصرف‌کننده، چارچوب‌های سیاست فعلی، افزایش استفاده از پلاستیک در خودروها، نگرانی‌های زنجیره تأمین برای الیاف شیشه و نوآوری‌های تحقیق و توسعه حاصل از تأمین‌کنندگان الیاف طبیعی است. Kiziltas همچنین بیان کرد: این در حال تبدیل شدن به یک استراتژی تجاری اصلی برای صنعت خودرو است تا با آینده منابع محدود مقابله کند. استفاده از الیاف طبیعی پایداری زیست‌محیطی شرکت ما را بهبود می‌بخشد. براساس مطالعات درونی ما و داده‌های شخص ثالث، قطعاً مزایای LCA (ارزیابی چرخه عمر) در مقابل مواد معدنی و الیاف وجود دارد. استفاده از این مواد در حال گسترده‌تر شدن است. Kiziltas اشاره می‌کند که گروه مواد در حال ظهور و پایداری در فورد، تحقیقات کامپوزیت‌های پایدار را از سال ۲۰۰۰ را اجرا کرده است که منجر به استفاده از طیف گسترده‌‌ای از مواد تجدیدپذیر نظیر کنف، پوست برنج و سلولز می‌شود. برخی از آن‌ها کاندیدهای بدیهی‌تری نسبت به دیگری هستند. آزمایشات اخیر فورد نشان داده است که پوست قهوه پس از فرآیند بیوکربونیزاسیون می‌تواند جای‌گزین تالک در کامپاندهای PP شود. آزمایش پوست قهوه به عنوان روشی برای استفاده از ضایعات کشاورزی جهت ایجاد یک محصول پایدار انجام شد. Kiziltas  بیان کرد: در حالی که آزمایشات اولیه مشکلاتی از قبیل بو، جذب آب و کربنی کردن قهوه این نگرانی‌ها را حل کرد و سازگاری بهتر با ماتریس PP را نتیجه داد. سازگاری بهبود یافته همراه با کاهش آب دوستی پر کننده کربنی شده باعث کاهش جذب رطوبت توسط قطعه کامپوزیت می‌شود. تیم فورد فرمول PP را با استفاده از ۲۰ درصد کربن زیستی (پوست قهوه) برای فورد ۲۰۲۰ توسعه داد تا جای‌گزین تالک ۴۰% در چراغ جلو تزریقی شود. Kiziltas می‌گوید: با استفاده از پوست قهوه (کربن زیستی) وزن را ۱۷% و هزینه را ۵% کاهش دادیم، بدون این که فرآیند یا عمل‌کرد قطعه قربانی شود.

Untitledq

فورد همچنین توانست از دمای فرآیند کم‌تری برای قالب‌گیری بخش بایوکامپوزیت استفاده کند که منجر به چرخه خنک‌سازی کوتاه‌تر و صرفه‌جویی انرژی می‌شود. یک صرفه‌جویی اضافی در حدود ۱۵% در انرژی مصرف شده به هنگام اکسترود کردن مواد حاوی کربن زیستی وجود دارد که دلیل آن روان‌کاری مواد آلی در مقایسه با رئولوژی مواد معدنی است. Kiziltas بیان می‌کند: به طور کلی ما نتایج این ماده کامپوزیت نوآورانه را در صرفه‌جویی کل انرژی ۲۵% تخمین زدیم. تیم تحقیق و توسعه فورد نیز در حال بررسی پرکننده‌های کربن زیستی است. با استفاده از پیرولیز زیست توده جهت دست‌یابی به ماده متخلخل تولید می‌شوند که به عنوان یک راه حل جهت بهبود پایداری گرمایی مواد طبیعی است. الیاف طبیعی دارای پایداری حرارتی کمتری نسبت به بسیاری از الیاف جای‌گزین مصنوعی، محدود شدن کاربرد آن‌ها به دمای فرآیند پایین پلیمر (کمتر از ۲۰۰ درجه) و محیط‌های خودرو با دمای پایین هستند. مطالعات اخیر ما ثابت کرد که می‌توانیم با استفاده از کربن زیستی به عنوان پرکننده در کامپوزیت‌های ترموپلاستیک مهندسی مانند PA6 و PA66 استفاده کنیم.

نانو سلولز

Performance Biofilaments کانادا که با حمایت از ercer International و Resolute Forest Products می‌گوید: تکنولوژی فرآیند اختصاصی با بهره‌گیری از الیاف چوب آن‌ها را به نانوفیبریل سلولز (NFC) با استحکام و خلوص بالا تبدیل می‌کند. مطابق گفته‌ Geoff Fisher مدیر توسعه این شرکت، مواد NFC در ترموپلاستیک‌ها برای طیف وسیعی از کاربردها در حال ارزیابی هستند. عمل‌کرد بیوفیلامنت‌ها اخیراً با یک سری آزمون‌های مرکز تحقیق و توسعه مواد خودرویی شخص ثالث در کانادا تکمیل شد. ما NFC خود را در یک سیستم هیبریدی با الیاف شیشه در آمیزه‌های PP ترکیب کردیم و نتایج امیدوارکننده‌ای به دست آوردیم. Fisher می‌گوید: هدف این سری آزمایش نشان دادن این که بتوانیم پایداری محتوا را در آمیزه PP افزایش دهیم (یعنی افزایش محتوای الیاف طبیعی و کاهش محتوای الیاف شیشه) و سطح بالایی از عمل‌کرد را حفظ کنیم. این شرکت در حال ساخت یک کارخانه تجاری برای تولید NFC است که انتظار می‌رود تا پایان سال ۲۰۲۲ راه‌اندازی شود. Green Dot Bioplastics در ایالات متحده پلیمرهای زیستی و قابل کمپوست را تولید می‌کند. Terratek پلاستیک تقویت شده با الیاف طبیعی آن در خط تولید ۲۰۲۰ تجاری‌سازی شده است. این مواد کامپوزیتی زیستی از الیافی مانند سیزال، بامبو آمریکایی و الیاف جوت احیا شده برای جای‌گزینی الیاف شیشه در PP ،PE و PA استفاده می‌کند. در حالی که الیاف طبیعی جای‌گزینی ۱:۱ برای الیاف شیشه نیستند، آن‌ها یک گزینه پایدار را در بسیاری از کاربردها فراهم می‌کنند که تقویت و سختی فراتر از مواد پر نشده مورد نیاز است. شرکت می‌گوید که هم کامپاند و هم مستربچ الیاف طبیعی را تأمین می‌کند. Mark Remmert مدیر عامل Green می‌گوید: عمل‌کرد و تأمین، دو عامل کلیدی در انتخاب الیاف طبیعی هستند. ما باید بتوانیم از یک محصول تکرارپذیر و عمل‌کرد آن برای مشتریانمان اطمینان حاصل کنیم. بامبوی آمریکایی یک چمن بومی با خواص فیزیکی مطلوب و شیوه‌های رشد پایدار است. سال گذشته Green Dot Bioplastics با توامندترین شرکت در زنجیره تأمین، Mayco International برای حذف اتلاف و ضایعات الیاف جوت از فرآیند Mayco شریک شد، تا یک ماده NFRP جدید ایجاد کند. Sarah Harbaugh مدیر فروش و بازاریابی شرکت می‌گوید: به جای ضایعات و دفن آن، از بهره‌گیری آن‌ها و ترکیب در گرانول بیوکامپوزیت برای کاربردهای دیگر استفاده می‌کنیم. مطابق اظهارات Luis Roca Blay  رهبر آمیزه‌سازی، سازمان تحقیقات اسپانیایی Aimplas، بسیاری از الیاف طبیعی را برای استفاده به عنوان افزودنی تقویت‌کننده در پلاستیک‌های کامپوزیتی زیستی را در طول سال‌ها بررسی کرد. نمونه‌های آن شامل: کنف، سیسال، کتان، جوت و … هستند. هنگام توسعه آمیزه از پلاستیک زیستی، او پیشنهاد می‌کند که استفاده از الیاف طبیعی مطلوب‌تر باشد؛ به طوری که بسیاری از اجزا تا حد امکان تجدیدپذیر و در برخی موارد قابل کمپوست باشد.

Untitledz

نگرانی کمپوست‌سازی

کمپوست‌پذیری ویژگی جذاب رو به رشد در اروپا به ویژه برای بسته‌بندی است. با این حال اقلام بسته‌بندی ساخته شده با استفاده از پلاستیک قابل کمپوست تقویت شده با پایه گیاهی الیاف ممکن است در دست‌یابی به استاندارد EN13432 برای کمپوست‌پذیری صنعتی مشکل داشته باشند، بسته به درصد الیاف استفاده شده و ضخامت بخش. او می‌گوید: آسیاب کردن بسته‌بندی قبل از کمپوست‌‌سازی راه حلی برای این مشکل ارائه می‌دهد. استحکام و وزن کامپوزیت عوامل کلیدی در بسیاری از مصارف نهایی هستند. Roca همچنین می‌گوید: الیاف طبیعی جای‌گزین مستقیمی برای الیاف شیشه در راستای خواص تقویت‌کنندگی نیست اما اضافه می‌کند که می‌تواند مواد تقویت‌کننده معدنی را جای‌گزین کند و وزن را کاهش دهد. سایر افزودنی‌ها مانند اصلاح‌کننده‌های ضربه ممکن است برای ایجاد تعادل ویژگی لازم استفاده شود. Aimplas اخیراً تأخیرانداز شعله‌ در فرمولاسیون حاوی الیاف طبیعی را مورد مطالعه قرار داده است. Roca گزارش می‌دهد که در یک فرمول اثر منفی در به تأخیر انداختن شعله یافت نشد. جای‌گزینی پلاستیک با درصدی از الیاف طبیعی سبب کاهش انتشار گرما می‌شود. همچنین مطالعه فرمولاسیون‌های حاوی الیاف طبیعی و بازدارنده شعله مبتنی بر فسفر مورد بررسی قرار گرفت و تأیید شد که برهم‌کنشی مضر بین آن‌ها نیست. انجمن تحقیقاتی نروژی RISE PFI می‌گوید که به پیشرفت در توسعه بیوکامپوزیت‌های تولید شده مبتنی بر پلیمرهای زیستی به عنوان مثال الیاف زیستی، نانوسلولز و لیگنین ادامه می‌دهد. Gary Chinga Carrasco رهبر دانشمند در Biopolymers و Biocoposite منطقه در اتحادیه می‌گوید: این‌ها در حال توسعه و ارزیابی برای طیف وسیعی از کاربردها از جمله زیربنا، خودرو، بسته بندی نوشیدنی و غذا، مراقبت‌های بهداشتی و ساخت افزایشی (چاپ سه‌بعدی) هستند. این انجمن دارای یک آزمایشگاه کاملاً مجهز به چاپ سه‌بعدی جهت حمایت از افزایش تقاضا است. شرکای صنعتی به دنبال زیست پایه و راه حل‌های مواد پایدار برای چاپ سه‌بعدی و همچنین قالب‌گیری تزریقی هستند. چاپ سه‌بعدی امکان خوبی را برای ساخت سازه‌های پیچیده‌ای که ساخت آن‌های با فرآیندهای مرسوم آسان نیست فراهم می‌کند. چاپ سه‌بعدی نه تنها برای نمونه‌سازی استفاده می‌شود بلکه از آن برای ساخت دستگاه‌های کاربردی برای کاربردهای خیلی خاص استفاده می‌شود. Chinga Carrasco می‌گوید: علاوه بر این مصرف مواد کاهش می‌یابد که یک مزیت بزرگ از نقطه نظر اقتصادی و زیست‌محیطی است. او همچنین اضافه کرد: بایوکامپوزیت‌های زیستی تجدیدپذیر هستند و اگر ضروری باشد می‌تواند زیست‌تخریب‌پذیر باشد. این در مقایسه با سایر پلیمرهای فسیلی پر شده سودمند است. این منطقه در حال رشد توسعه مواد پایدار است که همچنین با اقتصاد زیستی و چرخه‌ای مطابق است.

دستاوردهای قالب‌گیری

فراتر از چاپ سه بعدی، پروژه RISE PFI’s BioComp در حال توسعه مواد بایوکامپوزیت جدید و پایدار است تا جای‌گزینی برای پلاستیک‌های پایه نفتی (فسیلی) در بخش قالب‌گیری تزریقی باشد. این پروژه تا حدی توسط شورای تحقیقات نروژ تأمین می‌شود؛ همکاری بین RISE PFI و شرکت‌های alloc نروژی (یک شرکت محصولات ساختمانی)، Norske Skog Saugbrugs (تولیدکننده بایوکامپوزیت) و Plasto (قالب‌گیر تزریقی) است. این پروژه در سال ۲۰۲۱ آغاز شده است و شرکا می‌گویند پیشرفت چشم‌گیری داشته‌اند. مطابق گفته‌ Dag Molteberg مدیر ارشد و توسعه Norske Skog Saugbrugs ساخت کارخانه جدید ارائه بایوکامپوزیت را به پایان رسانده است که دارای خروجی ۱۲۰ کیلوگرم بر ساعت در حداکثر سرعت (حدود ۱ تن در یک روز کاری عادی) است. این شرکت تأسیسات بزرگ مکانیکی حرارتی خمیر کاغذ (TMP) برای تولید کاغذ و بایوکامپوزیت با الیاف TMP از چوب صنوبر را تأمین خواهد کرد. یک قسمت از کارخانه برای خشک کردن، آماده سازی و گرانول سازی الیاف چوب استفاده می‌شود. بخش دوم سیستم ترکیب را در خود جای داده است که الیاف خرد شده (گرانول شده) با پلاستیک‌ها و افزودنی‌ها جهت تولید گرانول‌های بایوکامپوزیتی (با نام تجاری Cebico) ترکیب می‌شوند. سیستم اختلاط شامل مناطق گاززدایی جهت حذف رطوبت و ویژگی کنترل دما به خوبی تنظیم شده است. Molteberg می‌گوید: خط قابلیت خرد کردن هوا خشک شده و در زیر آب را دارد. قطر آمیزه‌های گرانولی بین ۳ تا ۵ میلی‌متر و طول آن‌ها بین ۴ تا ۷ میلی‌متر است. Saugbrugs چندین تن از این مواد را از زمان تولید آزمایشی در دسامبر سال گذشته تولید کرده است. همچنین اضافه می‌کند: آزمایش مواد نشان می‌دهد که الیاف به خوبی در ماتریس پراکنده شده اند. استحکام کششی مطلوب و سختی خمشی بالا می‌دهد. پایداری ابعادی حرارتی از PE و PP پر نشده بهتر است و نتایج، جذب آب بسیار کم حتی در آب جوش را نشان می‌دهد. پارامترهای جریان مذاب نیز برای قالب‌گیری تزریقی قابل قبول هستند. Molteberg می‌گوید: مقدار الیاف در کامپوزیت‌ها می‌توانند بین ۲۰ تا ۶۰% وزنی متغیر باشند، اما به طور معمول بین ۳۰ تا ۴۰% است. جز ترموپلاستیک شامل PE یا PP خام و بازیافت شده و در این پروژه استفاده از مواد ترموپلاستیک مبتنی بر زیستی و زیست‌تخریب‌پذیر بررسی خواهد شد. Plasto قالب‌گیر تزریقی، گرانول‌های بایوکامپوزیتی را با استفاده از تجهیزات قالب‌گیری تزریقی خوکار با سرعت بالا فرآیند می‌کند. Runar stenerud مدیر پروژه Plasto می‌گوید: خط تولید برای تولید روزانه به صورت ۲۴ ساعته و بدون نیاز به اپراتور پیکربندی شده است و خروجی بالا و پایدار اجزای بایوکامپوزیت تولید شده را تضمین خواهد کرد. Stenerud  بیان کرد: همکاری با  RISE PFI در پروژه BioComp بینش ارزشمندی از خواص مکانیکی و فرآیندی مرتبط با خواص و همچنین چگونگی طراحی برای جابه‌جایی بهینه در پایان طول عمر را به ما اعطا کرد. درگیری توسعه مراحل اولیه مواد جدید نیز این فرصت را به ما می‌دهد تا بر مشخصات مواد تأثیر بگذاریم تا بهترین سازگاری ممکن را با محصول در دست توسعه و فرآیند تولیدمان تضمین کنیم. هدف شرکت محصولات ساختمانی Alloc بازاریابی محصولات امسال پروژه Biocomp است. Leif Kåre Hindersland مدیر تحقیق و توسعه شرکت می‌گوید: ما از تجربه کردن خرسندیم که تیم تحقیق و توسعه Rise PFI انجام داد که در این راستا می‌تواند برای بهبود عملیات ما منتقل شود و در تولید پنل و کف‌پوش‌ دیواری با کیفیت و خلاقانه کمک کند.

لیگنین کاربردی

شرکت فنلاندی UPM Biofore دارای چندین کسب و کار الیاف و زیست توده است و UPM Formi آمیزه پلاستیکی تقویت شده با الیاف سلولز برای قالب‌گیری تزریقی و چاپ سه‌بعدی را برای چندین سال تولید کرده است. این شرکت اکنون در حال توسعه یک پرکننده دیگر و در حال ساخت یک پالایشگاه زیستی در Leuna آلمان است که چوب راش را می‌گیرد و آن را به قندها هیدرولیز می‌کند که برای تولید بیومنواتیلن‌گلایکول و بیومنوپروپیلن گلایکول و لیگنین مناسب برای تبدیل به پرکننده‌های کاربردی تجدیدپذیر (RFF) استفاده می‌شود. یکی از اهداف RFF جای‌گزینی دوده یا سیلیکا رسوبی است. Christian Hübsch مدیر فروش و بازاریابی UPM Biochemicals (گروه UPM مستقر در آلمان) می‌گوید: در ترموپلاستیک و ترموست الاستومرها، RFF ممکن است دارای دو استفاده مختلف باشد. یک کاربرد برای RFF، یک رنگ‌دانه سیاه جای‌گزین دوده است. مورد دوم استفاده از درصد بالای RFF جهت افزایش محتوای تجدیدپذیر و کاهش ردپای کربن است. در حالی که ویژگی‌های مکانیکی قابل قبول حفظ شود. Hübsch می‌گوید: تا الان ما ترکیبات با ۳۰-۴۰% درصد وزنی RFF در PE، PP ، PBAT و… ساخته‌ایم. در حالی که RFF اغلب برای جای‌گزینی پلیمر در فرمولاسیون آمیزه استفاده می‌شود، می‌توان برای جای‌گزینی پرکننده‌های مرسوم جهت سبک‌سازی استفاده کرد. Hübsch می‌گوید: با دانسیته تنها ۱/۳ گرم بر سانتی متر مکعب، RFF 50 تا ۶۰% از بسیاری پرکننده‌های سفید سبک‌تر است. همچنین اضافه می‌کند: RFF با ترکیبات مبتنی بر سلولز یا کامپوزیت‌های چوب-پلاستیک متفاوت است. آمیزه‌های ترموپلاستیک با درصد بالای RFF نشان دهنده یک کلاس جدید از مواد با پتانسیل عظیم آینده است. RFF اساساً بدون ترکیبات آلی فرار (VOC) است و ما در حال جمع‌آوری داده‌های لازم برای صدور گواهینامه تماس با غذا و آب آشامیدنی هستیم. UPM مرکز کاربرد را در سایت Leuna بازگشایی و آزمایش، توسعه و همچنین خدمات آمیزه‌سازی محصول را آغاز کرده است. Hübsch می‌گوید: ما شرکت خود را به عنوان یک شریک مستربچ و آمیزه‌ساز می‌بینیم. با این حال ما توسعه آمیزه‌های خودمان را انجام می‌دهیم. ما هر دو را برای مشتری خاص، برنامه‌های بهینه‌سازی ترکیب و مطالعات بنیادین دیگر به صورت موازی برای طیف گسترده‌ای از پلیمرها و کاربردها اجرا می‌کنیم. انتظار می‌رود پالایشگاه زیستی صنعتی در اواخر سال ۲۰۲۳ راه اندازی شود و اولین مقادیر تجاری در اوایل سال ۲۰۲۴ در دسترس خواهد بود. در حال حاضر نمونه‌های مواد تا چند صد کیلوگرم توسط شرکای منتخب برای اهداف توسعه و تأیید آمیزه در حال آزمایش هستند. UPM می‌گوید که  BioMotion RFF دارای CO2 خنثی است و انتظار می‌رود در مقیاس صنعتی CO2 منفی باشد. بر اساس آنالیز چرخه عمر تأیید شده شخص ثالث مطابق گفته‌ Barbara Gall مدیر توسعه بازرگانی، پرکننده عمل‌کردی تجدیدپذیر در UPM Biochemicals فیلر بیش از ۹۴% محتوای کربن تجدیدپذیر خواهد داشت و خلوص بالا خواهد بود (VOC و محتوای گوگرد کم). Nymax Bio خط جدیدی از ترکیبات PA Avient است که دارای ۱۶ تا ۴۷% پرکننده از منابع گیاهی تجدیدپذیر مانند ذرت، کاه و گندم است. پایداری یک اولویت بالا برای برندهای مصرف کننده است.  Matt Mitchel بازاریاب جهانی مواد مهندسی تخصصی شرکت می‌گوید: اکثر ابتکارات در راستای محصولات با سازگاری بیش‌تر با محیط زیست ساخته شده‌اند. Avient می‌گوید: در مقایسه با جای‌گزین‌های پلی‌آمید ۶۶ تقویت شده با الیاف شیشه مرسوم، گریدهای مشتقات زیستی، تابیدگی کم‌تر همراه با سطح ظاهری و رنگ‌پذیری مطلوب ارائه می‌کنند. فرمولاسیون‌های با جذب کم آب به نمایش پایداری ابعادی بسیار خوب و حفظ ویژگی پس از شرطی‌سازی گفته می‌شود. انتظار می‌رود گریدهای جدید، کاربرد در خودروسازی، صنعتی و ساختمانی پیدا کنند و می‌توان آن را با قالب‌گیری تزریقی و اکستروژن فرآیند کرد. آن‌ها همچنین می‌توانند برای ارائه خواص کاربردی ویژه مانند جوشکاری لیزری یا تأخیر در شعله به صورت سفارشی فرموله شوند. مواد Nymax Bio در آسیا تولید می‌شوند اما در سطح جهانی در دسترس هستند.

کنف مناسب

مقررات در ایالات متحده در سال ۲۰۱۸ تغییر کرد تا اجازه رشد کنف را دهد. از آن زمان شرکت بیوتکنولوژی صنایع Heartland کار کرده است تا یک زنجیره تأمین کنف صنعتی قابل اعتماد ایجاد کند تا افزودنی‌های کربن منفی را برای پلاستیک‌ها فراهم کند. مطابق گفته‌ John ElY CMO در Heartland ریسک‌زدایی و مقیاس‌پذیری دو متغیر کلیدی در خلق زنجیره تأمین قابل اعتماد هستند. ما رویه‌های عملیاتی ساده خلق کردیم که هر کشاورز برای داشتن محصول موفق (مثل ذرت و سویا) می‌تواند از آن پیروی کند. این مهم‌ترین پی‌گیری برای کاهش خطر بانک‌ها و آژانس‌های بیمه است. به علاوه که ما در کنار کشاورزان در مناطق مختلف آمریکا برای بهبود انعطاف‌پذیری یک محصول در مورد حوادث موجود آب و هوایی کار می‌کنیم. Ely می‌گوید:  اولین برداشت عمده محصول ایالات متحده امسال پیش‌بینی می‌شود و انتظار دارد که قراردادهای تجاری را در سه ماهه‌ چهارم ۲۰۲۲ برای افزودنی‌های کنف ببیند. Heartland  در ماه ژانویه یک توافق توسعه مشترک با Ravago آمریکا را برای مهندسی کردن افزودنی‌های کنف برای کاربردهای آمیزه‌های پلیمری اعلام کرد. کامپاندهای پلاستیک پرشده با کنف گفته می‌شود که سبک‌تر، ارزان‌تر، پایدارتر با خواص گرمایی و آکوستیک افزایش یافته هستند. Ravago که بازیافت‌کننده، آمیزه‌ساز و توزیع‌کننده است Heartland را در فرمولاسیون افزودنی‌ها راهنمایی می‌کند که نیازی به ابزارآلات مجدد برای آمیزه‌ساز و قالب‌گیرها نخواهد داشت. کنترل کیفیت الیاف کنف heartland اندازه استوار، رطوبت و ناحیه سطح را فراهم می‌کند در حالی که فرآیند مهندسی اختصاصی فرآیند و پیوند با پلاستیک را بهبود می‌بخشد. Ely می‌گوید: هدف ارائه جای‌گزینی ۱:۱ به تولیدکنندگان است که هزینه کم‌تر همراه با دیگر ویژگی‌های کاربردی است که یکسان نگه داشته شده است. به عنوان مثال این شرکت در حال کار بر روی کنف پرشده به عنوان جای‌گزینی برای ترکیبات PP حاوی ۲۰% تالک است. الیاف نیز در پلیمرهایی از قبیل PE، PVC، ABS و PET ارزیابی شده است. به گفته‌ Ravago آمیزه PP حاوی ۲۰% کنف استحکام کششی تقریباً یکسانی با PP حاوی ۲۰% تالک خواهد داشت. به علاوه دارای ۲۰% مدول خمشی کم‌تر و ۲۰% مقاومت ضربه آیزود بیش‌تر است. Chuck taylor مدیر فنی و مدیر کسب و کار Ravago Manufacturing Americas می‌گوید: همچنین کاهش وزن قطعه تا حدود ۲۰% را ارائه می‌دهد. Taylor می‌گوید: جای‌گزینی الیاف شیشه با الیاف کنف مطلوب است اما هنوز ممکن نیست. ما باید یک شیمی با دوام جهت اصلاح کنف ایجاد کنیم تا به رزین برای ایجاد تقویت چسبانده شود. او گفت تا آن زمان کنف به عنوان پرکننده عمل خواهد کرد. با این حال مطابق گفته‌ او مشتریان به طور فزاینده‌ای درخواست محصولات تجدیدپذیر و پایدار را می‌کنند و به نظر می‌رسد درک کنند که این راه حل‌ها ممکن است افزایش هزینه را به دنبال داشته باشد. او اضافه می‌کند: این تمایل به پرداخت برای پایداری به طور چشم‌گیری با آنچه که در گذشته دیده‌ایم متفاوت 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

آنزیم‌ها خواص چندگانه به پلاستیک‌ها می‌بخشند!

آنزیم‌ها که واکنش‌های شیمیایی را در بدن تسریع می‌کنند می‌توانند کارایی را به پلاستیک‌ها اضافه کنند در صورتی که بتوان آن‌ها را از دمای فرآیندی بالا محافظت کرد.

آنزیم‌ها کاتالیست‌های بیولوژیکی هستند. آن‌ها واکنش‌های شیمیایی را در بدن راه می‌اندازند مانند واکنش دخیل در هضم که در غیر این صورت فرآیند هضم بسیار طولانی‌تر یا به دمای بالاتری نیاز دارد. آنزیم‌ها می‌توانند عمل‌کرد را به پلاستیک‌ها بیافزایند مانند خودتمیزشوندگی، توانایی مقاومت در برابر قالب یا باکتری‌ها و قابلیت خود تخریبی (زیست‌تخریب‌پذیری). با این حال آنزیم‌ها زیاد به حرارت حساس نیستند و پلاستیک‌ها معمولاً در دمای بالا فرآیند می‌شوند. این امر ترکیب آنزیم‌ها با پلاستیک‌ها را سخت می‌کند. در حال حاضر دانشمندان در مؤسسه Fraunhofer برای تحقیقات کاربردی پلیمر (IAP) در آلمان راهی برای انجام این کار بدون از بین بردن عمل‌کرد آنزیم‌ها پیدا کردند. هدف آن‌ها تبدیل به فرآیند صنعتی است. Ruben Rosencrantz، رئیس بخش مواد عامل‌دار و بخش گلیکوبیوتکنولوژی Fraunhofer IAP در این زمینه گفت: ما به دنبال تولید پلاستیک‌های زیستی عامل‌دار شده در مقیاس آزمایشگاهی نیستیم. ما می‌خواهیم نشان دهیم که تولید فنی آن امکان‌پذیر است. سازمان تقریباً در نیمه راه پروژه تحقیقاتی است که در سال ۲۰۱۸ آغاز شد. محققان از حامل‌های معدنی بسیار متخلخل جهت تثبیت و محافظت از آنزیم‌ها استفاده می‌کنند. آنزیم‌ها با جاسازی خود در منافذ به حامل‌ها متصل می‌شوند. Rosencrantz افزود: اگرچه حامل‌ها تحرک آنزیم‌ها را محدود می‌کند اما آن‌ها فعال می‌مانند و قادر به تحمل دمای بالاتر هستند. با این حال یک فرآیند واحد وجود ندارد که در همه موارد کار کند. همچنین می‌گوید: حامل باید به طور خاص برای هر آنزیم انتخاب شود زیرا دو آنزیم شبیه هم نیستند. استفاده از آنزیم پایدار شده در توده پلاستیک، نه فقط در سطح، دشوارتر است. ماندگاری طولانی‌تری دارد و از اثرات سایش سطح جلوگیری می‌کند. برای دست‌یابی به بهترین نتیجه در فرآیند پایین دست، آنزیم تثبیت شده باید به سرعت مذاب پلاستیک داغ توزیع شود؛ بنابراین در معرض نیرو یا دمای زیاد قرار نگیرد. محققان فرآیندی را توسعه دادند که هم برای پلاستیک‌های زیستی و هم برای پلاستیک‌های معمولی پایه نفتی مانند پلی‌اتیلن اعمال می‌شود. Thomas Büsse رئیس واحد آزمایشگاه صنعتی پلیمرهای زیستی Fraunhofer IAP در Schwarzheide گفت: به هنگام جاسازی در پلاستیک، آنزیم‌های تثبیت شده می‌توانند بارهای حرارتی بالاتری را نسبت به قبل تحمل کنند. این کار استفاده از آنزیم‌ها و تمام مراحل فرآیند را بسیار آسان‌تر می‌کند. تاکنون تمرکز محققان بر روی آنزیم‌هایی بوده است و پروتئاز نامیده می‌شود که پروتئین‌ها را تجزیه می‌کند. پلاستیک‌های جاسازی شده با پروتئازها می‌توانند اثر خودتمیزشوندگی داشته باشند مانند لوله‌هایی که در برابر انسداد (گرفتگی) مقاومت می‌کنند. با این حال این تیم در حال آزمایش آنزیم‌های دیگر نیز هستند. شرکای پروژه در BTU Cottbus-Senftenberg بر آنزیم‌هایی که پلاستیک‌ها و مواد سمی را تجزیه کرده تمرکز می‌کنند. اولین گرانول‌ها و فیلم‌های عامل‌دار شده قبلاً تولید شده است. محققان نیز آنزیم‌های تعبیه شده در این محصولات را ایجاد کردند که فعال باقی می‌مانند. آن‌ها ثبت اختراعی را برای این تحقیق ارائه کردند.

Untitled

آنزیم‌های تعبیه شده در PCL به منظور تسهیل فرآیند تخریب

تحقیق سبز

ضمناً تحقیق در مورد پلاستیک‌های سبز پر رونق است. همچنین مواد زیستی نظیر پلی‌اتیلن سبز Braskem که از نیشکر به جای نفت خام ساخته شده است. علاقه مداوم به پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر و قابل کمپوست وجود دارد. این مواد معمولاً اما نه همیشه از منابع پایدار ساخته شده اند. با این حال پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر و قابل کمپوست عموماً تنها در شرایط خاص مانند کمپوست‌سازی صنعتی تجزیه می‌شوند. این بدان معنی است که اگر این مواد به محیط زیست یا سایت‌های دفن زباله راه یابند تجزیه نخواهند شد. این یکی از دلایل ادامه تحقیقات است که چگونه پلاستیک‌ها را می‌توان مهندسی کرد تا مؤثرتر تجزیه شوند. یکی از روی‌‌کردهای نوظهور استفاده از پلاستیک‌هایی است که مولکول‌های پلاستیک را هضم می‌کنند.

 

روی‌کرد تعبیه شده

محققان دانشگاه کالیفرنیا در برکلی راهی را برای جاسازی آنزیم‌ها در پلاستیک ابداع کرده‌اند تا سریع‌تر تجزیه شوند. دانشمندان به رهبری Ting Xu از بخش علم و مهندسی مواد فرآیند را به پلی‌لاکتیک‌اسید (PLA) اعمال کردند. معمولاً به منظور افزایش سرعت تخریب از پلاستیک زیست‌تخریب‌پذیر استفاده می‌شود. XU می‌گوید بسیاری از موارد ساخته شده به سایت‌های دفن زباله ختم می‌شوند جایی که تخریب زیستی نمی‌شوند. این فرآیند شامل تعبیه آنزیم پلی‌استری به درون توده‌‌ پلیمری است که تولید می‌شود. یک لایه پلیمری محافظ تضمین می‌کند که آنزیم تا زمانی که به آن نیاز نباشد غیر فعال می‌ماند. حرارت و آب پوسته محافظ را از بین می‌برد سپس به آنزیم اجازه می‌دهد تا قسمت عمده توده پلیمر را تجزیه کند. به عنوان مثال پلی‌لاکتیک‌اسید به اسید لاکتیک تجزیه می‌شود که می‌تواند میکروب‌های خاک را در کمپوست تغذیه کند. پوسته‌ محافظی که همراه با توده پلاستیک تخریب می‌شود مولکولی به نام هتروپلیمر تصادفی (RHP) است. از چهار نوع زیر واحد منومری ساخته شده است که خواص شیمیایی هر کدام برای برهم‌کنش با گروه‌های شیمیایی سطح آنزیم خاص طراحی شده است. تحت اشعه ماوراء بنفش (UV) و در غلظت موجود کم‌تر از ۱% وزن پلاستیک تخریب می‌شوند (برای این که مشکلی نباشد مقدار کم کافی است). در تحقیقی که در Nature منتشر شد این تیم میلیاردها نانوذره را در گرانول‌های پلاستیک جاسازی کرد. مقاله نشان داد که آنزیم‌های محافظت شده با RHP ماهیت پلاستیک‌ها را تغییر ندادند که هنوز می‌توان در دمای حدود ۱۷۰ درجه به الیاف تبدیل شوند. XU گفت: اگر آنزیم را تنها روی سطح دارید خورندگی بسیار آهسته است. شما توزیع در مقیاس نانو را در سرتاسر می‌خواهید؛ به طوری که هر مولکول همسایگان پلیمری خود را می‌خورد و کل مواد متلاشی می‌شود.

 

آب و گرما

تخریب با افزودن آب و گرما آغاز می‌شود. در دمای اتاق در عرض یک هفته ۸۰% از الیاف PLA اصلاح شده به طور کامل تجزیه می‌شوند. این فرآیند در دمای بالاتر سریع‌تر بود: تحت شرایط کمپوست صنعتی PLA اصلاح شده طی ۶ روز در دمای ۵۰ درجه تخریب شد. پلی استر دیگر، پلی‌کاپرولاکتون (PCL) تحت شرایط کمپوست صنعتی طی دو روز و در دمای ۴۰ درجه تخریب شد. برای پلی‌لاکتیک‌اسید، XU آنزیمی با نام پروتئیناز k را جاسازی کرد که PLA را به اسید لاکتیک تجزیه می‌کند. برای PCL از لیپاز استفاده کرد. هر دو آنزیم ارزان و معمولاً در دسترس هستند. Xu متعقد است که دمای بالاتر سبب تحرک بیش‌تر آنزیم محافظت شده می‌شود. به آن اجازه می‌دهد انتهای زنجیره پلیمری را به سرعت پیدا کند و آن را تخریب کند سپس سراغ زنجیره بعدی برود. آنزیم‌های پوشش داده شده با RHP تمایل به اتصال به انتهای زنجیره پلیمری را دارند، نگه داشتن آنزیم‌ها در نزدیکی اهدافشان. به گفته‌ XU پلیمرهای اصلاح شده در دماهای پایین‌تر یا مدت رطوبت کم تجزیه نمی‌شوند. یک پیراهن پلی‌استر در مقابل عرق و شتسشو در دمای متوسط مقاومت می‌کند. غوطه‌وری در آب دمای اتاق به مدت سه ماه باعث تخریب پلاستیک نمی‌شود. با این حال خیساندن در آب ولرم مانند آب شیر داغ منجر به تخریب شد. XU در حال توسعه آنزیم‌های پوشش داده شده با RHP است که می‌تواند انواع دیگر پلی‌استر‌ها را تخریب کند. اما او همچنین RHP ها را اصلاح می‌کند تا بتواند تخریب را برنامه ریزی کند تا در یک نقطه مشخص متوقف شود و مواد را به طور کامل از بین نبرد. او گفت: در صورتی که پلاستیک نیاز به ذوب مجدد و بازیافت داشته باشد می‌تواند مفید باشد. علاوه بر این یکی از نویسندگان همکار این مطالعه Aaron Hall دانشجوی دکترا دانشگاه برکلی یک شرکت برای توسعه بیش‌تر این مواد ایجاد کرده است. این ثابت می‌کند که آنزیم‌ها برای زیست‌شناسی حیاتی هستند. آن‌ها در توسعه پلاستیک‌های جدید اهمیت فزاینده‌ای پیدا می‌کنند.

Untitledl

 

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

فناوری به حداقل رساندن بو برای پلاستیک‌های بازیافتی با کیفیت بالا

سیستم مدولار (چند بخشی) جدید IR-Fresh Kreyenborg به طور ایمن و کارآمد بوهای مزاحم در پلاستیک‌ها را از بین می‌برد!

فناوری جدید به حداقل رساندن بو برای پلاستیک‌های بازیافتی با کیفیت بالا توسط Kreyenborg آلمان ایجاد شده است. این شرکت با استفاده از فناوری مادون قرمز، تخصص سطح بالا پایدار در بازیافت پلاستیک، با راه‌حل‌هایی برای پاک‌سازی رزین پسامصرف PCR-PET (Post-Consumer Resin)، بلورینگی، خشک کردن و گرم کردن مواد بالک ایجاد کرد. به گفته این شرکت، علاوه بر این فناوری، سیستم مدولار جدید IR-Fresh برای کاهش ایمن و کارآمد بوهای مزاحم در پلاستیک است. در اینجا نحوه کار آن آمده است:

 ▪ در مرحله اول فرآیند، یک مدول مادون قرمز که در بالای بستر مواد نصب می‌شود، مواد را به سرعت و مستقیماً تا سطح دمای مطلوب برای پلاستیک مورد نظر گرم می‌کند. در این فرآیند، چرخش مداوم درام جریان جرمی همگن با زمان ماندگاری مشخص را ایجاد می‌کند (با استفاده از اصل اول ورود/اولین خروج). به دلیل چرخش و اختلاط عناصر که در مارپیچ ها گنجانده می‌شوند، مواد به طور مداوم در درام با تبادل سطحی ثابت مخلوط می‌شوند. گفته می‌شود که همراه با گرمایش کنترل‌شده، حذف بوی قابل توجه‌ای را حتی در مدت زمان اقامت بسیار کوتاهی فراهم می‌کند.

 ▪ در مرحله دوم فرآیند، مواد معطر باقی‌مانده در ریگرند یا گرانول‌ها با یک فرآیند تمیزکاری حرارتی-فیزیکی در Conditioner IR-Fresh حذف می‌شوند – یک قیف عایق‌بندی شده که مواد را در محدوده دمایی ایده‌آل برای فرآیند پاک‌سازی با استفاده از دستگاه داغ نگه می‌دارد تا از آلودگی مبرا باشد. طبق گزارش‌ها نتایج عالی برای بوزدایی و آلودگی‌زدایی می‌تواند از طریق تعامل پارامترهای اصلی فرآیند جریان هوا، دما و زمان اقامت حاصل شود.

به دلیل طراحی مدولار، فرآیند IR-Fresh می‌تواند به طور مداوم در دو مرحله هم برای ساییدن مجدد – قبل از فرآیند اکستروژن – و هم برای گرانول‌ها – بعد از فرآیند اکستروژن – استفاده شود. این به منظور یا ترکیب تهویه‌کننده IR-Fresh به عنوان یک مرحله جداگانه در زنجیره فرآیند یا آن به عنوان یک راه حل مستقل و خودکفا یا پیوسته یا ناپیوسته که عمل کند، امکان‌پذیر است. سیستم IR-Fresh به عنوان یک راه‌کار به‌سازی برای انسجام در کارخانه‌های موجود نیز مناسب است.

لینک خبر:

https://www.ptonline.com/products/odor-minimization-technology-for-high-quality-recycled-plastics

 

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

گرید‌های TPE بازیافتی پساصنعتی تأیید شده برای فضای داخلی خودرو

شرکت Kraiburg تولیدکننده ترموپلاستیک‌الاستومر (TPE) به سازندگان تجهیزات اصلی (OEM) (Original Equipment Manufacturer) کمک می‌کند تا نرخ بازیافت را برآورده کنند و از کاهش میزان انتشار کربن (carbon footprint (PCF)) برای محصولات داخل خودرو پشتیبانی می‌کند.

با محتوای بازیافت تا ۳۸%، گریدهای ترموپلاستیک‌الاستومر بازیافتی پساصنعتی یک جای‌گزین قابل اعتماد و پایدار را برای مواد خام به بازار خودرو ارائه می‌دهند. این تأمین کننده در حال گسترش مجموعه خود برای OEMها و تأمین کننده قطعات آن‌ها است. در حالی که به میزان قابل توجهی در رسیدن به نرخ بازیافت کمک می‌کند و  در راستای کاهش میزان انتشار کربن برای محصولات داخل خودرو پشتیبانی می‌کند.

مواد خام RIP (post-industrial recycled (PIR)) از زباله‌های تولید شده توسط دیگر شرکت‌های تولید محصولات پلاستیکی به دست می‌آید. بخش TPE Kraiburg از آن برای پیشبرد کاربردهای پایدار داخلی خودرو استفاده می‌کند. کاربردهای احتمالی شامل مت‌های (نمد) ضد لغزش، مت‌های (نمد) کف، اجزای نرم در قسمت جالیوانی و همچنین عناصر تثبیت‌کننده است. این سری برای کاربردهایی مناسب است که به محدوده سختی Shore A بین ۶۰ تا ۹۰ (بسته به محتوای بازیافتی) نیاز دارند.

الزامات سخت OEM برای انتشار و بو برآورده شده است و این ماده را می‌توان با پلی‌پروپیلن در قالب‌گیری تزریقی ترکیب کرد یا به عنوان یک راه حل تک جز نرم استفاده کرد. علاوه بر این، PIR TPE مقاومت سایشی و جریان‌پذیری همراه با دانسیته کم را فراهم می‌کند تا وزن قطعه را حداقل نگه دارد. ما در حال گسترش دامنه محصولات خود هستیم تا PIR TPE داخلی را در پاسخ به مسائل پایداری که توسط OEMها مطرح می‌شود را شامل شود. Matthias Michl رئیس توسعه برنامه‌های کاربردی خودرو در Kraiburg TPE گفت: ما مطمئن هستیم که مشتریانمان از گزینه استفاده از TPE براساس مواد خام بازیافتی برای فضای داخلی خودرو بهره مند خواهند شد. مشتریان همچنین می‌توانند اطلاعات لازم محصول خود را در مورد میزان انتشار کربن (PCF) دریافت کنند. PCF کیفیت میزان انتشار Co2 را بیان می‌کند. در این مورد از لحظه تولید تا ورود به فروشگاه ( cradle to gate). پتانسیل گرمای جهانی ((GWP) global warming potential) یک محصول محاسبه می‌شود و نشان می‌دهد که محصول چقدر به گرمایش جهانی از استخراج مواد خام تا ساخت محصول کمک می‌کند. تولیدکنندگان برای ارزیابی ردپای کربن اجزا و در نهایت کل خودرو به این مقدار نیاز دارند. Kraiburg TPE مدعی شفافیت کامل در ارزیابی PCF است و مقادیر را بر اساس DIN EN ISO 14067 و DIN EN ISO 14044 پیرو پروتکل GHG محاسبه می‌کند. اطلاعات دقیق در مورد ارزیابی ارائه شده است. این محصول برای مشتریان در منطقه فروش EMEA در دسترس است. Kraiburg TPE در حال حاضر بر روی راه حل‌های موضعی برای بازارهای APAC و آمریکای شمالی کار می‌کند. Michl این افزایش پورتفولیو را با اشاره به این نکته خلاصه می‌کند که راه حل‌های جدید، همگانی و داخلی PIR TPE و همچنین ارائه مقادیر منحصر به فرد PCF به مشتریان ما را قادر می‌سازد تا خود را به عنوان یک مخاطب قابل اعتماد و موضعی TPE قرار دهیم و خدمات کاملی را برای محصولات خود ارائه دهیم.

 

منبع:

https://www.kraiburg-tpe.com

 

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

بهبود کارایی جذب دی‌اکسید کربن توسط فناوری جدید غشای پلیمری

محققین فناوری غشایی جدیدی را ایجاد کرده‌اند که امکان حذف مؤثرتر دی‌اکسید کربن (CO2) از گازهای مخلوط نظیر انتشار گاز از نیروگاه‌ها را فراهم می‌کند. Rich Spontak، نویسنده همکار مقاله می‌گوید: برای نشان دادن توانایی غشای جدیدمان، مخلوط گازهای CO2 و نیتروژن را بررسی کردیم؛ زیرا مخلوط این دو گاز خصوصاً در زمینه کاهش انتشار گازهای گل‌خانه‌ای از نیروگاه‌ها مرتبط است. همچنین نشان دادیم که می‌توانیم گزینش‌پذیری غشاها را جهت حذف CO2 به شدت بهبود بخشیم. در حالی که نفوذپذیری CO2 را نسبتاً بالا حفظ کنیم. Spontak استاد برجسته مهندسی شیمی و زیست‌مولکولی و استاد علوم و مهندسی مواد در دانشگاه کارولینای شمالی می‌گوید: ما همچنین مخلوط CO2 و متان را که برای صنعت گاز طبیعی مهم است، بررسی کردیم. علاوه بر این، غشاهای فیلترکننده CO2 را می‌توان در هر شرایطی که نیاز به حذف CO2 از گازهای مخلوط شده باشد استفاده کرد، چه کاربردهای زیست‌پزشکی و یا پاک‌سازی (جذب) CO2 از هوا در یک زیردریایی. غشاها یک فناوری جذاب برای حذف CO2 از گازهای مخلوط هستند؛ زیرا فضای زیادی را اشغال نمی‌کنند. می‌توانند در اندازه‌های مختلف ساخته شوند و به آسانی قابل تعویض هستند. فناوری دیگری که اغلب برای حذف CO2 استفاده می‌شود جذب شیمیایی است که شامل حباب‌زایی (Bubbling) مخلوط‌های گازی از طریق ستون حاوی آمین مایع است که CO2 را از گاز حذف می‌کند. با این حال فناوری‌های جذب دارای ردپای قابل توجه بزرگ‌تری هستند و آمین‌های مایع معمولاً سمی و خورنده هستند. این فیلترهای غشایی با اجازه دادن به CO2 سریع‌تر از سایر اجزای مخلوط عبور کرده و کار می‌کنند. در نتیجه گازی که از طرف دیگر غشا خارج می‌شود نسبت به گاز ورودی به غشا دارای CO2 بیش‌تری است. با گرفتن گازی که از غشا خارج می‌شود CO2 بیش‌تری نسبت به سایر گازهای تشکیل‌دهنده جذب می‌کنید. یک چالش دیرین برای چنین غشاهایی مبادله بین نفوذپذیری و گزینش‌پذیری بوده است. هرچه نفوذپذیری بیش‌تر باشد می‌توانید گاز را با سرعت بیش‌تر از غشا عبور دهید. اما وقتی نفوذپذیری بالا می‌رود گزینش‌پذیری کاهش می‌یابد به این معنی که نیتروژن و سایر اجزا به سرعت از غشا عبور می‌کنند و نسبت CO2 به سایر گازهای مخلوط را کاهش می‌دهد. به عبارت دیگر زمانی که گزینش‌پذیری کاهش می‌یابد، CO2 نسبتاً کم‌تری را جذب می‌کنید. تیم تحقیقاتی از ایالات متحده و نروژ این مشکل را با رشد زنجیره‌های پلیمری فعال شیمیایی دارای گروه‌های آب‌دوست و دی‌اکسید کربن دوست بر روی سطح غشاهای موجود برطرف کردند. این کار گزینش‌پذیری را افزایش می‌دهد. Marius Sandru نویسنده مقاله و پژوهش‌گر ارشد صنعت SINTEF در سازمان تحقیقات مستقل نروژ می‌گوید: به طور خلاصه با تغییر کمی در نفوذپذیری نشان دادیم که می‌توانیم گزینش‌پذیری را تا حدود ۱۵۰ برابر افزایش دهیم. بنابراین ما CO2 بیش‌تر نسبت به انواع دیگر در مخلوط‌های گازی جذب می‌کنیم. یکی دیگر از چالش‌های پیش رو فیلتر‌های غشایی CO2، هزینه است. فناوری‌های غشای قبلی هرچه مؤثرتر بودند، گران‌تر بودند. Spontak می‌گوید: از آنجایی که ما می‌خواستیم فناوری ایجاد کنیم که از نظر تجاری قابل دوام باشد، فناوری ما با غشاهایی شروع شد که در حال حاضر در حال استفاده گسترده هستند. ما سپس سطح این غشاها را مهندسی کردیم تا گزینش‌پذیری را بهبود بخشیم. در حالی که این امر هزینه را افزایش می‌دهد ما فکر می‌کنیم که غشاهای اصلاح شده همچنان مقرون به صرفه خواهند بود. Sandru  بیان کرد: قدم‌های بعدی ما این است که مشاهده کنیم تکنیک‌هایی که در اینجا توسعه دادیم تا چه حد می‌تواند برای سایر پلیمرها به کار رود، تا نتایجی قابل مقایسه یا حتی برتر برای ارتقای فرآیند ساخت نانو داشته باشیم. صادقانه بگویم اگرچه نتایج در اینجا چیزی کم از هیجان‌انگیز نبوده است ما هنوز برای بهینه‌سازی این فرآیند تلاشی نکرده‌ایم. مقاله ما نتایج مفهومی را اثبات می‌کند. محققان همچنین علاقه‌مند به بررسی کاربردهای دیگر هستند؛ از جمله این که آیا فناوری جدید غشایی می‌تواند در دستگاه‌های ونتیلاتور زیست‌پزشکی یا دستگاه‌های فیلتراسیون در بخش آبزی پروی استفاده شود. محققین می‌گویند که آماده همکاری با شرکای صنعتی برای بررسی هر یک از این سؤالات یا فرصت‌ها برای کمک به کاهش تغییرات آب و هوایی جهانی و بهبود عمل‌کرد دستگاه هستند.

منبع:

https://www.climatechange.ie

 

An integrated materials approach to ultrapermeable

 

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 ظرفیت فیلم محافظ رنگ کمپانی Paint Protection Film – Covestro

خط جدید در تایوان تا سال ۲۰۲۳ با ظرفیت اختصاصی برای تأمین تقاضای اضافی فیلم محافظ رنگ از بخش خودرو آماده خواهد شد.

شرکت Covestro قصد دارد ظرفیت فیلم محافظ رنگ (PPF) پلی‌یورتان‌ترموپلاستیک (TPU) را در سایت PPF خود در Changhua تایوان به طور قابل توجهی گسترش دهد. با سرمایه‌گذاری چندین میلیون دلاری، توسعه تا سال ۲۰۲۳ با ظرفیت اختصاصی برای PPF و امکانات تحقیق و توسعه آماده خواهد شد تا پاسخ‌گو به تقاضای فزاینده بالا در بخش خودرو باشد. سایت Changhua همچنین به تازگی گواهی‌نامه ISCC plus را دریافت کرده که اجازه تولید انبوه TPU را می‌دهد.

اکثر برندهای تولیدکننده خودرو، PPF را به عنوان یک گزینه در خودروهای جدید ارائه می‌کنند. بسیاری از راه حل‌های محافظت از سطح نیز در بازار پس از فروش موجود است. از فیلم‌های TPU و پلی‌وینیل‌کلراید (PVC) گرفته تا پوشش‌های سرامیکی.

شرکت Covestro یکی از بزرگ‌ترین تأمین‌کنندگان بین‌المللی PPF از TPU است. استفاده از PPF در پوشش‌های خودرو، آخرین روند پایدار برای جای‌گزینی راه حل سنتی PVC است که برای دهه‌ها مورد استفاده قرار گرفته است. PPF پایدارتر بوده زیرا قابل بازیافت است. علاوه بر این PPF از نظر خواص فیزیکی و مقاومت شیمیایی عمل‌کرد بهتر، مقاومت بالاتر در برابر آب و هوا، شفافیت بیش‌تر و استحکام فیزیکی را ارائه می‌دهد. علاوه بر این، راه حل PPF می‌تواند بیش‌ترین تأثیرات ناشی از سنگ‌های کوچک، گرد و غبار و مواد شیمیایی مانند باران اسیدی را تحمل کنند.

مطابق اظهارات شرکت Covestro گریدهای PPF Desmopan 88395AU به وسیله یک PPF چند لایه ساخته شده از TPU با کارایی بالا حفاظت از سطح پایدارتر و با کارایی بالا برای قطعات خودرو فراهم می‌کند. از این رو رنگ خودرو را تقویت می‌کند و نیاز به استفاده مجدد از آن را کاهش می‌دهد. این راه حل همچنین دوام طولانی مدت بهتری را ارائه می‌دهد که در مقایسه با چرخه‌ یک تا دو ساله پوشش‌های PVC رایج ۵ تا ۱۰ سال دوام می‌آورد.

منبع:

Covestro.com

 

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

نوآوری در فیلم‌های باغبانی

  • روش‌هایی برای بهبود کیفیت رسیدن نور به محصولات زراعی!
  • استفاده از مواد زیست‌تخریب‌پذیر برای ساخت فیلم‌های مالچ که می‌توان در خاک رها کرد!

 

فرصتی برای موفقیت: پیشرفت‌ها در فیلم کشاورزی

نمایندگان در کنفرانس اخیر فیلم‌های کشاورزی سازمان‌دهی شده توسط AMI در مورد یک گستره طیف فناوری‌های اخیر خبر می‌دهد. از پیشرفت‌ها در گل‌خانه و فیلم مالچ تا محصولات جدید برای کنترل انتشار نور. Michael McLaren دانشمند محقق در Ingenia Polymers این تحلیل را به نمایندگان گفت و آزمایش می‌تواند به توسعه مستربچ‌های کمک‌فرآیند پلیمر (PPA) کمک کند. PPAها مانند فلوروپلیمرها معمولاً به مذاب پلیمرها اضافه می‌شوند و سطوح فلزی اکسترودر و دای را برای کاهش اصطکاک می‌پوشاند. عمل‌کرد آن‌ها می‌تواند توسط سایر فاکتورها نظیر وجود سایر مواد افزودنی در مخلوط (آمیزه) تحت تأثیر قرار گیرد. او اظهار داشت: افزودن PPA به عنوان بخشی از مستربچ می‌تواند به اطمینان از صحت اندازه ذرات کمک کند. یک آزمون PPA معمول در فرآیند فیلم، آزمون زمان به شفافیت رسیدن (TtC) شکست مذاب است که زمان را از معرفی PPA تا حذف کامل شکست مذاب اندازه گیری می‌کند. برای فیلم کشاورزی آزمون برهم‌کنش‌های بالقوه با دیگر افزودنی‌ها مانند تثبیت‌کننده‌های بازدارنده نور آمین و آنتی‌بلاک‌ها هم مهم است. در یک آزمایش معمول یک پلیمر آزمایشی (LLDPE) در معرض نرخ‌های برشی مختلف قرار می‌گیرد و بارگذاری PPA به تدریج افزایش می‌یابد. به گفته‌ McLaren در آزمایش گریدهای جدیدتر PPA کاهش قابل توجه TtC نسبت به محصولات قدیمی مشاهده شد. فرمولاسیون ITZ-433 آن مطابق با عمل‌کرد PPAهای موجود و با اقتصاد بهتر طراحی شده است. او گفت: آزمون TtC و سایر ارزیابی‌ها به ما اجازه توسعه مستربچ PPA جدید را داده است. این طراحی شده است تا عمل‌کردی مشابه با پیشنهاد فعلی با قیمت بهتر داشته باشد.

بهبود فیلم

Amy Laird مشتری و مهندس توسعه برنامه در Exonmobil توضیح داد که چگونه فیلم‌های گل‌خانه‌ای بهبود یافته می‌تواند بازده محصول و فصل رشد را گسترش دهد. او بیان کرد: بازار انواع این فیلم‌ها با تسلط بر مصرف چین به سرعت در حال گسترش است. چندین ماده Exxonmobil از جمله Exceed plastomers را می‌توان در فرمولاسیون فیلم کشاورزی استفاده کرد. Laird گفت: این نوع از فیلم‌ها آزمون‌های پیرسازی از جمله پیرشدگی خشک و مرطوب را پشت سر گذاشته است. هر دو در معرض دمای ۳۸ درجه سلسیوس و رطوبت ۵۰% هستند. در پیرسازی خشک، فیلم در محلول اسید سولفور (H2So3) و پرمترین (permethrin) غوطه‌ور شده که هر ۱۰۰۰ ساعت تکرار می‌شود. در پیرسازی مرطوب ۱۰۲ دقیقه در شرایط خشک و ۱۸ دقیقه اسپری آب را برای کل زمان پیرسازی به دنبال دارد. هر دو آزمون پیرسازی خشک و مرطوب عمل‌کرد برتری را برای فیلم‌های نازک‌تر نشان داده که کارایی پلیمرها را نظیر Exceed ترکیب می‌کند.

فیلم مالچ جدید

Kristin Taylor مدیرعامل رادیکال پلاستیک گفت: نمایندگان فناوری جدید شرکت‌اش به ساخت فیلم مالچ زیست‌تخریب‌پذیر اقدام کرده‌اند. این شرکت پلاستیک‌های رایج را با کاتالیزور معدنی ترکیب کرده است که می‌گوید پلیمر زیست‌تخریب‌پذیر را در محیط طبیعی ارائه می‌دهد. کاتالیزور در مرحله آمیزه‌سازی در پلیمر جهت ساخت گرانول گنجانده شده است. او بیان کرد: تجزیه آن‌ها دو مرحله است: شیمیایی و بیولوژیکی. در مرحله شیمیایی کاتالیزور اجازه اکسیداسیون کامل پلیمر را می‌دهد و میکروپلاستیک ایجاد نمی‌کند. در مرحله بیولوژیکی میکروب‌ها مواد را به زیست توده، CO2، آب و مواد معدنی کمیاب متابولیزه می‌کند. کشاورزی بازار اولیه هدف برای این تکنولوژی است. این می‌تواند اطمینان دهد که فیلم مالچ را به جای جمع‌آوری و بازیافت می‌توان در خاک رها کرد تا پوسیده شود. در عین حال با استفاده از یک پلاستیک معمولی به جای پلاستیک زیستی معمولاً به خواص مکانیکی بهتر مانند استحکام کششی منجر می‌شود. این در بیش از ۱۵ مکان در ایالات متحده آمریکا از شرق تا ساحل غربی آزمایش شده است. بعد از دو ماه فیلم رادیکال نشانه‌هایی از تغییر شیمیایی را نشان داد در حالی که هیچ چیزی در فیلم متعارف وجود نداشت. در آزمایشگاه هیچ اثر سمیت زیست محیطی نشان نداد و الزامات ویژگی فیزیکی را گذراند. این شرکت قصد دارد مواد زیست‌تخریب‌پذیر خود را از طریق منشور نسل بعدی فیلم‌ها به فروش برساند.

مزارع توت‌فرنگی

Untitled

محققان بیان می‌کنند پرورش‌دهندگان آمریکایی توت‌فرنگی می‌گویند تکنولوژی فیلم مالچ زیست‌تخریب‌پذیر شناخته نشده است.

محققان دانشگاه واشنگتن (WSU) همچنین روی فیلم مالچ با قابلیت تجزیه زیستی کار می‌کنند و جذابیت آن‌ها را برای پروش‌دهندگان توت‌فرنگی ارزیابی کرده‌اند. Lisa Wasko DeVetter دانشیار علم باغبانی در WSU گفت: مالچ‌های قابل تجزیه در خاک (BDM) شامل مواد اولیه مختلف و افزودنی‌هایی هستند که معمولاً ۹۰% تجزیه زیستی طی مدت ۲ سال حاصل می‌شود. به طور کلی آن‌ها مزایایی مشابه مالچ پلی‌اتیلن را دارند با این تفاوت که نیازی به حذف آن در پایان فصل نیست. کالیفرنیا بزرگ‌ترین تولیدکننده توت‌فرنگی در ایالات متحده است. حدود ۳۲۰۰۰ هکتار فیلم مالچ برای رشد آن‌ها استفاده می‌شود که معمولاً فیلم مالچ مبتنی بر پلی‌اتیلن است. WSU از ۴۳ پرورش‌دهنده توت‌فرنگی در کالیفرنیا نظرسنجی کرد که مشخص گردید اکثر آن‌ها از مالچ پلی‌اتیلن استفاده می‌کرده و تنها ۳۰% از آن‌ها، آن را بازیافت می‌کردند. اگرچه بسیاری بیان کردند که فیلم مالچ پلی‌اتیلن نیازمند بازیافت مؤثرتر است اما تنها ۱۰% اظهار کردند که استفاده از مالچ BDM در آینده بسیار محتمل است. به گفته‌ Devetter پرورش‌دهندگان توت‌فرنگی در کالیفرنیا علاقه‌مند به BDMها و کاهش تولید زباله‌های پلاستیکی هستند اما در حال حاضر فناوری BDMها را غیر قابل اثبات می‌دانند.

مدیریت آفات

Ralf Dujardin معاون بازاریابی و نوآوری در Imaflex توضیح چگونگی انتشار کنترل شده سیستم‌های مالچ را که می‌تواند به ایجاد مدیریت امن‌تر آفت کمک کند، بیان کرد. او گفت که می‌توان از فیلم‌های مالچ برای سموم دفع آفات استفاده کرد (هدف قرار دادن در جایی که دقیقاً مورد نیاز است). این به کاهش مقدار مورد نیاز و توقف از پخش شدن در جاهای غیر لازم کمک می‌کند. او گفت بیش از ۹۰% از آفت‌کش‌های مورد استفاده امروزی به هدف مورد نظر خود نمی‌رسند. یک راه حل این مشکل استفاده از فیلم تدخین (fumigation) پلاستیکی است.

توضیح: تدخین (کنترل آفات) به انگلیسی:(Fumigation)  روشی برای کنترل آفات است. در این روش، فضایی که در آن آفت باید از بین رود، به طور کامل پر از آفت‌کش‌های گازی می‌شود. تدخین برای کنترل آفات در خاک، دانه‌های غلات، در فرآوری محصولات صادرات و واردات برای جلوگیری از هجوم آفاتی است که درون موادی مانند چوب زندگی می‌کنند مثل موریانه چوب خشک و سوسک چوب‌خوار است.

در اینجا یک ماده فعال در فیلم مالچ چند لایه گنجانده شده است. مواد تشکیل‌دهنده مانند یک علف‌کش بوده و سپس از لایه فیلم به داخل خاک شسته می‌شود. او به چگونگی فیلم این شرکت Advaseal HSM برای بهبود کنترل علف‌های هرز و بالابردن بازده محصولات اشاره کرد، در حالی که از مواد تدخینی کم‌تری استفاده می‌شود. از آن زمان تاکنون یک محصول بهبود یافته به نام Advanseal HG  توسعه یافته است که یک طیف گسترده از پلاستیک آفت‌کش بوده که قارچ‌کش، (nematicide) و حشره‌کش را آزاد می‌کند. در تولید گوجه‌فرنگی آزمایش شده است و منجر به عمل‌کرد بیش‌تر و میوه‌های بزرگ‌تر شد. Dujardin گفت: به طور کلی می‌تواند مقدار آفت‌کش مورد نیاز را تا ۹۹% کاهش دهد در حالی که به تجهیزات و کارگر کم‌تری نیاز دارد. 

وظیفه نور

نور خورشید عامل مهمی در رشد گیاه است، اما دریافت نور از قسمت صحیح طیف عاملی بحرانی است. Michael Burrows معاون بازرگانی توسعه در UBiQD توضیح داد که چگونه فیلم‌های گل‌خانه‌ای “تغییر نور خورشید” این شرکت می‌تواند در به حداکثر رساندن محصول کمک کند. یکی از اهداف، کاهش میزان نور آبی و UV با حفظ نور سبز است که عمیقاً در برگ‌ها نفوذ می‌کند. نور نارنجی و قرمز همچنین مهم است زیرا در به حداکثر رساندن فتوسنتز کمک می‌کند (تا زمانی که به اندازه کافی نور آبی و سبز وجود داشته باشد). این را می‌توان از طریق پوشش‌های مختلف نظیر فیلم یا شبکه (توری) رنگی و فیلم شب‌تاب به دست آورد. به عنوان مثال یک فیلم شب‌تاب نور را در یک طول موج مشخص جذب کرده و نور با انرژی کم‌تر را ساطع می‌کند. یک اثر مشابه می‌تواند تبدیل نور با انرژی بالا را به انرژی گرمایی مشاهده کند. فیلم UbiGro این شرکت بر گوجه‌فرنگی مورد آزمایش قرار گرفت و راندمان استفاده از نور ۲۳% و وزن محصولات برداشت شده را ۶% افزایش می‌دهد. به گفته‌ Burrows پوشش‌های انتخابی نوری مقرون به صرفه هستند. آزمایش‌های گل‌خانه در حال انجام نشان می‌دهد که عمل‌کرد گیاه در حال افزایش است.

Untitled

“تغییر دادن نور” فیلم‌های گل‌خانه به تقویت تولید گوجه‌فرنگی کمک کرده است.

لوله‌های انعطاف‌پذیر

Abert zhang مدیر فنی Berry global اظهار داشت که لوله‌های پلاستیکی بلند می‌تواند برای ذخیره سیلو و غلات جواب‌گو باشد. ذخیره سیلو و غلات برای خوراک حیاتی است که این امر به عنوان مثال با بسته‌بندی در کیسه انجام می‌شود. zhang افزود: بسته‌بندی آن‌ها در کیسه‌های کشیده کارآمدتر خواهد بود؛ همان طور که آن‌ها فضای کم‌تری را اشغال کرده و محتویات محافظت شده و منجر به اتلاف خوراک کم‌تر می‌شود. او بیان کرد که Agflex شرکت‌اش دفع‌کننده جانوران جونده که می‌تواند از طیف گسترده‌ای از حیات وحش از جمله آهو، خرس و پرندگان محافظت کند. کیسه‌های غلات رایج عموماً توسط حیوانات کوچکی همچون موش دچار آسیب می‌شوند. ساخت پلاستیک‌های کشاورزی پایدار منجر به ماندگاری طولانی‌تر، بازیافت و استفاده مجدد آسان‌تر می‌شود.

Diffused film

Luigi Pezzon متخصص پلاستیک در PATi، جزئیات یک مطالعه موردی را برای ایجاد یک فیلم diffused برای گل‌خانه حلقه‌ای (polytunnel) ارائه کرده است. این کار به منظور جلوگیری از تنش گرمایی در محصولات زراعی ایجاد شده است. هدف از ساخت این فیلم کاهش مشکلات کیفی در تولید انگورفرنگی (red currant) و تمشک سیاه (raspberry) بود. مطابق گفته Pezzon افزودن یک ماده خام خاص یا استفاده از فیلم diffuse اضافی امکان کاهش مشکلات کیفی ناشی از تنش گرمایی را ممکن می‌سازد. سازمان تحقیقاتی هلندی vlamings تحقیق کرد که چه نوع فیلم‌هایی برای کاهش تنش گرمایی مورد نیاز بوده که توسط تأمین‌کنندگان مختلف عرضه شده است. ثبت‌کننده داده‌ها (Data loggers) جهت نظارت بر دما و رطوبت استفاده شد. بررسی فیلم‌ها شامل فیلم‌های diffused استاندارد، یک فیلم diffused cool استاندارد و یک فیلم فوق پراکنده Pati’s H75 بودند. به عنوان مثال، فیلم Pati در گل‌خانه دما را تا ۴۲ درجه (حد تنش گرمایی) برای بیش از ۱۰ ساعت نگه می‌دارد. تنها cool film  دارای کارایی بالاتر بود. برای تمشک سیاه، فیلم Pati و diffused cool حداکثر دمای مشابه را در گل‌خانه نگه داشتند اما فیلم Pati با سرعت کم‌تری در صبح گرم می‌شود در حالی که فیلم رقیب بعدازظهرها با سرعت کم‌تر گرم شده بود. هر دو فیلم منجر به کم‌ترین تعداد میوه آسیب دیده شدند.

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 زباله‌ به ثروت: روش بدیع و متفاوتِ شیمیدانان تا این مهم را آسان‌تر و سودآورتر برای پلاستیک بازیافتی کند!

شیمیدانان دانشگاه کارولینای شمالی در  Chapel Hill با اصلاح پیوندهای کربن-هیدروژن، زباله‌های پلاستیکی را به مواد محکم‌تر و قوی‌تر تبدیل می‌کنند.

طبق یک مطالعه در سال ۲۰۲۰، ایالات متحده بیش از هر کشور دیگری زباله پلاستیکی تولید می‌کند – حدود ۴۶/۳ میلیون تن از آن – یا ۲۸۷ پوند برای هر نفر در سال.

نرخ بازیافت ۹% ایِ کشور هرگز ادامه نخواهد داشت. چرا این‌قدر پایین؟ شیمی پلاستیک‌های امروزی بازیافت را بسیار مشکل می‌کند. حتی ترموپلاستیک‌هایی که می‌توانند ذوب شوند با هر بار استفاده مجدد ضعیف می‌شوند به علاوه آن منجر به مانع واقعی برای بازیافت – اقتصاد – می‌شود. تقریباً انگیزه سود وجود ندارد.

اما اکنون گروهی از شیمیدانان در دانشگاه کارولینای شمالی در Chapel Hill، با کشف روشی برای تجزیه پلاستیک‌ها به منظور ایجاد ماده‌ای جدید که محکم‌تر و قوی‌تر از ماده اصلی است، جداول را تغییر داده‌اند. به ایم معنی که بالقوه ارزشمندتر است.

Frank Leibfarth، استادیار شیمی در کالج هنر و علوم UNC، گفت: روی‌کرد ما زباله‌های پلاستیکی را به عنوان یک منبع بالقوه ارزشمند برای تولید مولکول‌ها و مواد جدید در نظر می‌گیرد. ما امیدواریم این روش بتواند انگیزه‌ای اقتصادی برای بازیافت پلاستیک ایجاد کند، در حالی که به معنای واقعی کلمه زباله‌ها را به ثروت تبدیل می‌کند.

Untitleda

شیمیدانان کارولینا روشی برای اصلاح پلیمر رایج مورد استفاده در کیسه‌های مواد غذایی، آب و بطری‌های سودا و بسته‌بندی ایجاد کردند تا آن را آسان‌تر و سودآورتر برای پلاستیک بازیافتی کند.

Leibfarth و استاد Erik Alexanian ،UNC-Chapel Hill، که متخصص در سنتز مواد شیمیایی است، این روی‌کرد را که می‌تواند حلقه در مسیر بازیافت پلاستیک را مسدود کند، در مجله Science شرح می‌دهند.

پیوندهای کربن-هیدروژن تعدادی از قوی‌ترین پیوندهای شیمیایی در طبیعت هستند. پایداری‌ آن‌ها، آن را برای تبدیل محصولات طبیعی به داروها و چالش‌برانگیز برای پلاستیک‌های کالایی بازیافتی دشوار می‌کند.

اما با اصلاح پیوندهای کربن-هیدروژن رایج در پلیمرها، این بلوک‌های ساختاری برای پلاستیک مدرن مورد استفاده در کیسه‌های مواد غذایی، بطری‌های نوشابه و آب، بسته‌بندی مواد غذایی، قطعات خودرو و اسباب‌بازی‌ها، می‌توان طول عمر پلیمرها می‌تواند بیش‌تر از پلاستیک یک‌بار مصرف افزایش یابد.

با یک معرف شناسایی شده جدید که می‌تواند اتم‌های هیدروژن را از ترکیبات دارویی و پلیمرها جدا کند، شیمیدانان UNC برای ساخت پیوندهای جدید در مکان‌هایی که قبلاً غیر فعال در نظر گرفته ‌شدند، قادر بودند.

Alexanian گفت: “تطبیق‌پذیری روی‌کرد ما این است که تغییر شکل‌های ارزشمند بسیاری از پیوندهای کربن-هیدروژن را در چنین طیف گسترده‌ای از ترکیبات مهم امکان پذیر می‌کند.”

تبدیل زباله به ثروت

گروه Leibfarth در کارولینا بر روی طراحی پلیمرهایی متمرکز شده است که هوشمندتر، کاربردی‌تر و پایدارتر هستند.

با حمایت NC Policy Collaboratory، این تیم، پلیمر فوق جاذب قادر به جذب مواد شیمیایی خطرناک از آب آشامیدنی را ایجاد کردند.

محققان در نظر داشتند از این روی‌کرد نوآورانه برای کمک به تبدیل دشوار به زباله‌های پلاستیکی بازیافتی به دسته‌ای از پلیمرهای با ارزش استفاده کنند.

آن‌ها با بسته‌بندی فوم پلاستیکی که برای محافظت از وسایل الکترونیکی در حین حمل و نقل استفاده می‌شود شروع کردند که در غیر این صورت به محل‌های دفن زباله ختم می‌شود. نمونه‌هایی از فوم پس از مصرف توسط High Cube LLC، یک شرکت بازیافت Durham N.C. فراهم شد. این فوم از پلاستیک با چگالی کم به نام پلی‌الفین تجاری ساخته می‌شود.

با بیرون آوردن انتخابی اتم‌های هیدروژن از پلی‌الفین، شیمیدانان راهی برای افزایش عمر پلاستیک یک‌بار مصرف به یک پلاستیک با ارزش بالا معروف به آینومر ابداع کردند. آینومرهای پرطرف‌دار Dow’s SURLYNTM هستند، ماده‌ای مناسب که در طیف وسیعی از بسته‌بندی‌های مواد غذایی استفاده می‌شود.

پلاستیک‌های بازیافتی بسیاری به محصولات با کیفیت پایین‌تر مانند فرش یا لباس‌های پلی‌استر تبدیل می‌شوند که ممکن است باز هم به محل‌های دفن زباله ختم شوند. اگر لاک‌پشت‌ها پلاستیک اقیانوس را به‌ جای غذا اشتباه بگیرند، پلاستیک‌های دور ریخته شده در آبراه‌ها، حیات دریا را به خطر می‌اندازد.

Leibfarth گفت: اما اگر شیمی بتواند به صورت مداوم برای پلیمرها به منظور کمک به بازیافت آن‌ها به کار رود “می‌تواند این نگرش که به پلاستیک نگاه می‌کنیم را تغییر دهد.”

لینک خبر:

Turning Trash Into Treasure: Chemists’ Radical Way To Make It Easier, More Profitable To Recycle Plastic

۱۰۰۰۰۵۶_science.abh4308

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

آسفالت بازیافتی، پلاستیک آزمایش شده در پارکینگ شرکت Target

در نتیجه یک همکاری با شرکت آسفالت Kansas و خرده‌فروشی بزرگ Granite Construction ،Target یک مخلوط کف‌پوش آسفالت بازیافتی که موادی معادل با ۱/۸ میلیون کیسه پلاستیکی را شامل می‌شود، ایجاد کرده است. نمونه اولیه پارکینگ در Apple Valley، کالیفرنیا واقع شده است و تا حدود ۵۳۰ تن RAP استفاده می‌کند.

بنا به گفته Chuck Jeffries، رئیس آسفالت Target ،Kansas با ایده‌ای برای نوآوری پارکینگ‌های خود به آسفالت Kansas آمد و شرکت به Granite Construction روی آورد. ما ۳۵ سال است که با Granite تجارت می‌کرده‌ایم و از مواد آن‌ها در پروژه‌های‌مان در سراسر کشور استفاده می‌کنیم. ما بلافاصله فهمیدیم که می‌توانیم با Granite برای ساختن این ترکیب شریک شویم.

نوع پلاستیک شماره ۴ (پلی‌اتیلن‌سبک low-density polyethylene) و شماره ۶ (پلی‌استایرن یا استایروفوم polystyrene or styrofoam) توسط Target برای مخلوط جمع‌آوری شد. اکتبر گذشته، آسفالت  Kansas مقدار ۲۸۰۰ تن آسفالت را با ترکیب طراحی ارائه شده توسط Granite Construction نصب کرد. این مخلوط با روسازی آسفالت اصلاح شده و نیز ۲۲۰۰ کیسه پلاستیکی بازیافتی فروشگاه و ۱۲۰۰ بطری پلاستیکی ساخته شد.  Granite این پلاستیک‌ها را از طریق یک روش فرآیند مرطوب در یک کارخانه اختلاط ترکیب کرد.

طبق گفته آسفالت Kansas، پلاستیک به عنوان بخشی از عامل پیوندی در آسفالت مایع با محصولات پس از مصرف در کل ۱۰% مربوط به چسب استفاده شد.

اثر کلی این پروژه بازیافت از ۹۰۰ متر مکعب زباله ناشی از ورود به محل دفن زباله جلوگیری کرد.

انتظار می‌رفت طول عمر معادل آسفالت مرسوم باشد. داده‌هایی که تیم Granite تاکنون گردآوری کرده است نشان می‌دهد مقاومت ۱۷% ای در برابر ترک‌ها و تا ۴۳% بهبود در برابر مقاومت به شیارشدگی دارد.

۱۰% از آسفالت در این مکان از مواد قابل بازیافت تشکیل شده است. ۲۰% از آسفالت رایج بکر را می‌توان با مخلوط Granite که برای Target ساخته شده است، جای‌گزین کرد. Granite انتظار دارد مقدار پلاستیک‌های بازیافتی مورد استفاده در این آسفالت را تا ۲۰۰ بشکه نفت جابجا کند.

به گفته Edgard Hitti، مدیر ملی آسفالت Granite، تیم Granite قصد دارد تا پیچیدگی‌هایی را که یک نوع آسفالت جدید یا متفاوت می‌تواند برای پیمان‌کاران ایجاد کند، به حداقل برساند. “یک مرحله‌ای که به تولید اضافه می شود این است که آسفالت بکر از یک فرآیند اختلاط با پلاستیک عبور می‌کند. اما پس از آن، پیمان‌کار می‌تواند آسفالت تازه عمل‌آوری شده (فورج شده) را پیاده کند انگار که روسازیِ رایج بود.

Hitti می‌افزاید: «تمرکز اصلی پروژه این بود که اطمینان حاصل کنیم که بین پایداری و عمل‌کرد مبادله‌ای ایجاد نمی‌کنیم که در نهایت هدف آنچه را که در اینجا می‌سازیم شکست می‌دهد.»

ذینفعان به این پتانسیل که این پروژه ارائه می‌کند تا اهداف ثبات و مزیت‌شان را تأمین کند، خوش‌بین هستند. Jeffries خاطرنشان می‌کند که «آسفالت به طور کامل عالی پابرجا می ماند. هیچ مشکلی خارج از پارامترهای عادی وجود نداشته است… اگرچه این پروژه در مرحله نمونه اولیه است، اما ما در آسفالت Kansas این را همانند فرصتی ارزشمند برای رشد می‌دانیم.»

پس از یک دوره مشاهده سه تا چهار ماهه، گام بعدی گسترش دامنه نمونه اولیه RAP خواهد بود. Jeffries می‌گوید هدفش این است که سنگ‌فرش را با شش حساب ملی پیمان‌کار به اشتراک بگذارد، در حالی که Hitti می‌گوید Granite ترکیب RAP را در اختیار آژانس‌های صنعتی مانند انجمن کارهای عمومی آمریکا قرار خواهد داد.

تیم‌های Granite و آسفالت Kansas نیز تلاش می‌کنند تا این نسبت که پلاستیک‌های بازیافتی می‌توانند در مخلوط آسفالت جای بگیرند را افزایش دهند. Hitti می‌گوید: «در آزمایش‌های آزمایشگاهی، میزان پلاستیک در آسفالت را دو برابر کردیم، اما هنوز ما نیاز داریم که آن را در دنیای واقعی تکرار کنیم. “طبق آن چیزی که گفته شد، ما قصد داریم که این RAP قابل رقابت با روسازی‌های آسفالت مرسوم را بسازیم تا انگیزه‌های بیش‌‌تری را برای مشتریان خود فراهم کنیم که دوست‌دار محیط زیست شوند.”

 

لینک خبر:

https://www.enr.com/articles/53616-recycled-asphalt-plastics-tested-in-target-parking-lot

 

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