وضعیت ورود

درحال حاضر شما وارد سایت نشده اید.

آمار بازدیدکنندگان

  • کاربران حاضر: 0
  • بازدید امروز: 211
  • بازدید ماه: 69,849
  • بازدید سال: 876,372
  • کل بازدیدکنند‌گان: 241,984

قیمت روز

خبرهای روز

RSS Error: A feed could not be found at http://www.inpia.ir/rss.php?cid=1. A feed with an invalid mime type may fall victim to this error, or SimplePie was unable to auto-discover it.. Use force_feed() if you are certain this URL is a real feed.

پلیمرهای دارای حافظه شکلی و رنگی: شبکه دینامیک بر پایه پلی (ε-کاپرولاکتون)

در یک مطالعه‌ اخیر منتشر شده در مجله Applied Materials Today، محققان چینی روشی آسان را برای ساخت مواد دارای حافظه رنگی و شکلی پاسخ‌گویِ چند منظوره هوشمند با استفاده از شبکه پلیمری دینامیک بر پایه پلی (ε-کاپرولاکتون) (PCL) ایجاد کردند که به صورت‌های خاص در سطح مقیاس ماکرو و مقیاس میکرو برنامه‌ریزی شد.

Untitledd

اثرات حافظه شکلی چند منظوره در یک شبکه پلیمری دینامیک برای تغییرات هم‌زمان در رنگ و شکل

محققان از دیسک‌های فشرده (CD) کم‌هزینه به ‌عنوان نانوساختار شبکه (grating) فوتونی استفاده کردند و آن را از طریق نانوچاپ و پیکربندی مجدد پلاستیک بر روی شبکه بر پایه PCL چاپ کردند تا به هر دو شکل‌دهی موقت و دائمی دست یابند.

از آنجایی که هر دو حالت مقیاس ماکرو و میکرو توسط یک محرک مولکولی واحد کنترل می‌شدند، با اعمال گرما، آن‌ها به طور هم‌زمان بهبود می‌یابند. بازیابی اشکال مقیاس میکرو نیز منجر به بازیابی رنگ شبکه پلیمری شد. این شبکه پلیمری دارای حافظه شکلی و رنگی می‌تواند برای رمزدار کردن اطلاعات و پلتفرم‌های انتقال استفاده شود.

مواد دارای حافظه شکلی و رنگی

مواد دارای حافظه شکلی (SMM) دسته‌ای از مواد هوشمند هستند که وقتی در معرض محرک‌های خارجی مانند گرما، نور، بار الکتریکی، میدان مغناطیسی و بسیاری موارد دیگر قرار می‌گیرند، به شکل اولیه خود باز می‌گردند. بنابراین، مناسب است برای گفتن این که آن‌ها می‌توانند اشکال اولیه خود را حفظ کنند. آن‌ها معمولاً در محرک‌های نرم بیونیک و روبات‌های قادر از لحاظ رفتارهای پاسخ‌گو استفاده می‌شوند. به طور کلی، دست‌یابی به یک رفتار پاسخ‌گو در یک ماده هوشمند آسان است، اما ساخت مواد پاسخ‌گویِ چند منظوره بدون تداخل پاسخ درونی چالش‌برانگیز است.

مواد تغییر رنگ‌ دهنده و دارای حافظه، ساختارهای فوتونی مصنوعی پیشرفته‌ را ایجاد کرده‌اند که الهام‌شان را از طبیعت می‌گیرند، مانند پوست آفتاب‌پرست و اختاپوس، بال‌های پروانه، اسکلت‌های بیرونی سوسک، و پرهای پرندگان با ساختارهای تناوبی منظم در محدوده طول موج نور مرئی.

روش‌های متداول مورد استفاده برای ساخت ساختارهای فوتونی شامل لیتوگرافی نانوچاپ، خودآرایی ذرات کلوئیدی، رسوب‌دهی شیمیایی، حکاکی (etching) الکتروشیمیایی و خودآرایی کریستال مایع کلستریک است. شبکه‌های پلیمر دارای حافظه شکلی (SMP) که نانوساختارهای فوتونی دارند، هم حافظه شکلی و هم حافظه رنگی را با معکوس کردن دوره زمانی نانوساختارهای فوتونی هنگامی که در معرض حلال، تحریک حرارت یا نیرو قرار گرفتند، نشان می‌دهند.

درباره مطالعه

در این مطالعه، محققان نانوساختار شبکه (grating) فوتونی یک CD خالی را از طریق نانوچاپ و پیکربندی مجدد پلاستیک بر روی شبکه پلیمری بر پایه PCL چاپ کردند. ابتدا آن‌ها PCL-diol را با پلیمریزاسیون مرسوم حلقه‌گشای ε-CL با استفاده از ۱،۴-بوتاندیول (BDO) به عنوان آغازگر و اکتوات قلع (Sn(Oct)2) به عنوان کاتالیزور سنتز کردند.

پس از آن، PCL-دی‌اکریلات (PCLDA) با ریخته‌گری (casting) محلولی از مخلوط PCL-diol ، ۱،۲- دی‌کلرواتان بدون آب، ۲-ایزوسیاناتواتیل آکریلات، و دی‌بوتیلین‌‌دیلاورات (DBTDL) سنتز شد. شبکه پلیمری NW-PCLDA- trimethylolpropane tris(3-mercapto propionate) (TMPMP)- diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene (DBN) (NPT x-D)  نهایی توسط قالب که مواد شیمیایی ذکر شده را خشک می‌کند، سنتز شد.

متعاقباً، سی‌دی‌های خالی به عنوان قالب‌های الگوی پراش برای حصول پایه ساختار فوتونی استفاده شد.

پیش‌پلیمر پلی‌دی‌متیل‌سیلوکسان (PDMS) و یک اتصال‌دهنده عرضی مخلوط شد و روی پایه آماده شده ریخته شد و بعد از آن در دمای ۸۰ درجه سانتی‌گراد به مدت ۲ ساعت پخته شد و برای به دست آوردن قالب طرح‌دار PDMS، لایه برداری شد. در نهایت، ساختارهای فوتونی بر روی شبکه پلیمری NPTx-D با استفاده از یک الگوی PDMS طرح‌دار آماده شده در قالب فشاری داغ برنامه‌ریزی شدند.

Untitledg

(a)

  Schematic of the synthesis of the PCLDA cross-linked network

(b)

 Schematic illustration of the replica molding and nanoimprinting process (the microscale grating structure and corresponding macroscale colors (inset images) of the CD and SMP obtained by LSCM and digital camera, respectively, are indicated by red arrows)

مشاهدات

نتایج کالری‌متری روبشی تفاضلی (DSC) نشان داد پلیمر خطی PCLDA رفتار کریستالی و مذاب مورد انتظار را به ترتیب بین دمای تبلور و دمای ذوب در ۲۹/۶ و ۵۲ درجه سانتی‌گراد نشان داد. علاوه بر این، دمای تبلور و آنتالپی تبلور شبکه‌های NPTx-D با افزایش در محتوای اتصال‌دهنده عرضی TMPMP کاهش یافت زیرا نظم بخش PCL را به شدت قطع و از تبلور جلوگیری کرد.

پایه آلی خنثی شده، DNB، نرمی حرارتی را در شبکه اتصال عرضی القا کرد. آزمون آسودگی از تنش-کرنش ثابت نشان داد که تمام نمونه‌های NPTx-D سرعت آسودگی از تنش سریع‌تری را در دماهای پلاستیک حرارتی بالاتر نشان دادند، و عمل‌کرد آسودگی از تنش به شدت به درجه اتصال عرضی و مقدار اتصال‌دهنده عرضی TMPMP وابسته بود.

آنالیز مکانیکی دینامیکی (DMA) نشان داد که مدول ذخیره به شدت کاهش یافت زمانی که دما از دمای ذوب بخش PCL عبور کرد. اما مدول ذخیره زمانی که دما به دلیل تبادل پیوندهای دینامیکی مجدد افزایش یافت، قدری کاهش یافت.

این مواد برای چاپ شدن در دماهای شبکه موقت و دائمی به ترتیب در ۷۰ و ۱۳۰ درجه سانتی‌گراد آسان بودند. بلورینگی بخش PCL به عنوان یک نقطه تغییر مکان (switching) واحد برای هر دو سطح ماکرو مقیاس و حالت سطح مقیاس میکرومقیاس و رفتار حافظه رنگ شبکه پلیمری NPTx-D عمل کرد. همچنین، نرمی به طور مؤثری تحت شرایط مورد استفاده برای آزمایش‌های حافظه شکلی الاستیک سرکوب شد.

نتیجه گیری

به طور خلاصه، محققان یک شبکه پلیمری دارای حافظه رنگی و شکلی هم‌زمان با استفاده از پلیمر PCL ایجاد کردند و الگوی حافظه شکلی-رنگی را با استفاده از CDهای ارزان‌قیمت ساده حاوی نانوساختارهای شبکه (grating) فوتونی بر روی شبکه پلیمری NPTx-D چاپ کردند. آن‌ها دریافتند که بلورینگی بخش PCL به عنوان یک نقطه switching واحد برای رفتار حافظه شکل و رنگ شبکه پلیمری عمل می‌کند. این پلیمر دارای حافظه شکلی و رنگی جدید پلیمری را می توان برای رمزگذاری اطلاعات و پلتفرم‌های انتقال استفاده کرد.

لینک خبر:

https://www.azom.com/news.aspx?newsID=57959

Multiscale shape-memory effects in a dynamic polymer network for

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

تجزیه شدن: پیشرفت‌ها در پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر

تقاضای مصرف‌کننده برای پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر به پیش‌برد تحولات همه چیز از تحقیقات اساسی و گریدهای جدید تا سرمایه‌گذاری کارخانه در مقیاس بزرگ کمک کرده است.

تحولات در پلاستیک‌های زیستی و به ویژه آن‌هایی که به طور ایمن در محیط زیست تجزیه می‌شوند با سرعتی سریع ادامه می‌یابد. در سطح پژوهش، دانشمندان در تلاش برای درک برخی از مکانیسم‌هایی هستند که مواد نسبتاً جدید هنگام تخریب رفتار می‌کنند. محققان آلمانی مکانیسم‌هایی که در پس چگونگی تخریب زیستی پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر در خاک است را مطالعه کردند که استفاده از این مواد منطقی است یا خیر. به گفته‌ François Buscot اکولوژیست (بوم‌شناس) در مرکز تحقیقات محیطی UFZ با وجود تصویر مثبت زیست‌تخریب‌پذیری پلاستیک‌ها، ما هنوز اطلاعات کمی در مورد نحوه عمل‌کرد آن‌ها در خاک داریم و یا این که چگونه در خاک تخریب می‌شوند. این تیم تعدادی از زمینه‌ها را بررسی کرد: چگونگی تخریب سریع پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر، میکروارگانیسم‌های درگیر، نحوه تعامل آن‌ها و کدام شرایط روند تخریب را ترویج و مهار می‌کند. Witoon Purahong بوم‌شناس خاک در UFZ و نویسنده اصلی یک مطالعه در علم و تکنولوژی محیط زیست افزود: ما همچنین می‌خواستیم تغییرات دمایی و سطوح بارندگی که در نتیجه تغییر آب و هوا بر تخریب‌پذیری اثر گذار است را بیابیم. تمرکز اصلی ما بر روی فیلم‌های مالچ و باغبانی بود. این‌ها معمولاً از پلی‌اتیلن (PE) ساخته می‌شوند اما بقایای این فیلم‌ها اغلب در خاک باقی می‌مانند. تیم‌ قصد داشت متوجه هر گونه اثر راه‌گزینی به جاگزین‌های زیست‌تخریب‌پذیر شود. برای انجام این کار، چگونگی تخریب زیستی فیلم مالچ زیستی پلی‌بوتیلن‌سوکسینات‌کوآدیپات (PBSA) تحت شرایط طبیعی در زمینه فیلم‌های کشاورزی را بررسی کرد. محققان بین شرایط آب و هوایی امروز و شرایط شبیه‌سازی‌ شده آلمان در حدود سال ۲۰۷۰ تمایز قائل شدند. آن‌ها از روش‌های زیست‌شناسی مولکولی مدرن برای تخمین این که کدام میکروب‌ها پلاستیک و خاک اطراف را به استعمار خود درآورده استفاده کردند. پس از حدود یک سال عمدتاً به دلیل تأثیر قارچ‌ها ۳۰% از PBSA تخریب شده بود در همان زمان یک تحول هوشمند و جامعه بازیافت از میکروب‌های تشکیل شده در اطراف پلاستیک تشکیل شد. سرعت تخریب به ندرت تحت تأثیر تغییرات مورد انتظار آب و هوایی بود. در مطالعه دوم (منتشر شده در علوم زیست محیطی) محققان جامعه میکروبی تحت شرایط سخت‌تر مانند زمانی که مقادیر زیادی از PBSA وارد خاک می‌شود و اثر غلظت بالای کود نیتروژن را مورد بررسی قرار دادند. مقادیر زیادی از PBSA جامعه میکروبی در خاک را تغییر داد. ۶% افزایش PBSA در خاک باعث کاهش تنوع ۴۵% گونه‌های قارچی شد. با این حال بار بالایی از PBSA همراه با کود دادن سبب گسترش تکثیر قارچ‌های آسیب‌رسان گیاه شد. Buscot بیان کرد: هنگامی که مقدار زیادی از پلاستیک به محیط زیست برسند هرگز خوب نیست حتی اگر زیست‌تخریب‌پذیر باشد. او گفت که استفاده از پلاستیک زیست‌تخریب‌پذیر در این نوع کاربرد منطقی است اما مهم این بود که از قبل در مورد خواص تخریب آن‌ها بدانید.

آزمون میدانی

Biome Bioplastics و Suregreen مستقر در انگلستان شروع آزمایش میدانی در مقیاس بزرگ و فروش اولیه پناهگاه درختان زیست‌تخریب‌پذیر آن‌ها را آغاز کردند. پناهگاه‌ها برای پنج سال اول از زندگی آن‌ها محافظت می‌کنند و سپس طی دو سال بعدی تجزیه بیولوژیکی می‌شوند. پناهگاه‌ها معمولاً از پلاستیک‌های معمولی ساخته می‌شوند که در صورت عدم جمع‌آوری منظره را پر می‌کنند. به گفته Tim Oliver مدیر فنی فروش Suregreen، بدون کمک پناهگاه درختان احتمالاً تا ۹۰% از درختان کاشته شده یا از بین می‌روند یا آسیب می‌بینند. بنابراین آن‌ها هیچ ارزش تجاری بالقوه‌ای ندارند. شرکا اکنون بر کارایی (عمل‌کرد) حدود ۴۰۰۰۰ پناهگاه در بیش از ۴۰ سایت نظارت خواهند کرد تا به نرخ بالای بقای نهال در چند سال آینده اطمینان حاصل کنند. به موازات آن مشتریان زود هنگام می‌توانند پناهگاه‌های تحت برند Vigilis Bio را خریداری کنند. Paul Mines مدیر عامل Biome Bioplastics افزود: این آزمایش میدانی گام بعدی به سوی تجاری سازی پناهگاه جدید درختان است و ما مشتاقانه منتظر دیدن نتایج آزمایشگاهی خود در شرایط زندگی واقعی هستیم.

ضایعات گوجه فرنگی

محققان اسپانیایی به دنبال استفاده از زباله‌های موجود از گوجه فرنگی و فرآوری آن جهت ساختن فیلمی که می‌تواند برای بسته بندی مواد غذایی استفاده شود. این تیم از مؤسسه نیمه گرم‌سیری و باغبانی مدیترانه‌ای (IHSM) در مالاگا، اسید‌های چرب غیر اشباع مختلف و پلی‌هیدروکسیله را که تفاله گوجه فرنگی نامیده می‌شود، استخراج خواهد کرد که شامل پوست گوجه‌ فرنگی، دانه‌ها و دیگر مواد فیبری است. این‌ها در تولید محصولاتی مانند سس کچاپ تولید می‌شوند. محققان می‌گویند در نتیجه پلاستیک زیستی در عرض یک ماه در دریا تجزیه می‌شود. با این حال ممکن است مدتی طول بکشد تا تجاری شود، همان طور که باید اقتصادی تولید شود. سلولز استخراج شده می‌تواند برای ساختن یک فیلم شفاف یا بسته‌بندی پلاستیکی برای کاربردهای متعدد استفاده شود.

سود دارایی

Wacker می‌گوید که دو تا از افزودنی‌های آن برای پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر، Vinnex و Genioplast که می‌تواند فرآیندپذیری و خواص مواد را افزایش دهد. آزمایشات اخیر نشان می‌دهد که محصولات بیش‌تر زمانی که به صورت ترکیبی استفاده می‌شود، مؤثرتر است. پلی‌لاکتیک‌اسید (PLA) و پلی‌بوتیلن‌سوکسینات (PBS) را برای غربال‌گری آن‌ها استفاده کرد. اگرچه پلی‌استر‌های زیستی به عنوان جای‌گزین ترموپلاستیک‌های رایج در نظر گرفته می‌شوند، فرآیندها آن‌ها ممکن است دشوار باشد و نیاز به افزودنی‌های مناسب برای دست‌یابی به ویژگی مناسب است. آزمایشات نشان داد که اثرات Vinnex و Genioplast در سیستم‌های زیستی پر شده و پر نشده ممکل یکدیگرند. در نمونه آزمایش شده، Genioplast به عنوان یک تقویت‌کننده عمل‌کرد و افزایش اثرات با افزونی Vinnex که قبلاً استفاده شده بود به دست آمد. در چندین مورد خواص را در حالی که Vinnex هیچ تأثیری نداشته بهبود می‌بخشد. افزودن Genioplast اصطکاک سطحی را کاهش می‌دهد که مقاوت در برابر خراش و سایش افزایش می‌یابد. ترکیب افزودنی به بهبود خواص مکانیکی ماده نهایی کمک می‌کند. به گفته‌ Wacker زمانی که به مقادیر معمول استفاده می‌شوند و بسته به سیستم منفرد، مواد افزودنی تأثیری بر تخریب‌پذیری پلی‌استر‌های زیستی مانند PLA، PBS یا نشاسته ترموپلاستیک ندارد. افزودنی‌های Vinnex برای اصلاح پلی‌استرهای زیستی و نشاسته توسعه یافتند و بر پایه پلی‌وینیل‌استات بوده و به صورت پودر و گرانول در دسترس هستند. افزودنی‌های Genioplast بر پایه سیلیکون بوده و به صورت گرانول موجود است.

تقاضای گسترده در ژاپن

Kaneka قرار است ظرفیت تولید پلیمر زیست‌تخریب‌پذیر PHBH را افزایش دهد. در ژاپن سیاره سبز نامیده می‌شود. این شرکت حدود ۱۵ میلیارد ین (۱۳۰ میلیون دلار) در سایت تولیدی Takasago سرمایه‌گذاری خواهد کرد. این ظرفیت سالانه را از ۵۰۰۰ تن به ۲۰۰۰۰ تن افزایش می‌دهد. تکمیل آن برای ژانویه ۲۰۲۴ برنامه‌ریزی شده است. Kaneka می‌گوید تقاضای پلاستیک‌های زیستی در ژاپن در حال افزایش است، زیرا امسال این کشور قوانینی را معرفی خواهد کرد که استفاده از پلاستیک‌های یک‌بار مصرف را کاهش دهد. این شرکت نیز برنامه‌هایی برای افزایش ظرفیت تولید در اروپا و آمریکای شمالی دارد، جایی که تقاضا در حال افزایش است. به گفته‌ شرکت این طرح تجاری سبز پتانسیل صدها هزار تن را دارد و محصول اصلی در مجموعه ما خواهد بود. این ماده از زیست توده نشأت می‌گیرد و توسط میکروارگانیسم بیوسنتز روغن‌های گیاه تولید شده که هم در آب (آب شور و شیرین)، (در CO2 و آب) و هم در خاک تجزیه می‌شود. در حال حاضر در کاربردهایی مانند کپسول قهوه، کیسه و فیلم استفاده می‌شود.  Kaneka تخمین می‌زند که حدود ۲۵ میلیون تن در سال از پلاستیک‌های یک‌بار مصرف در سراسر جهان جای‌گزین شود.

طرح‌های کارخانه‌ برای PLA

Natureworks از شرکت‌های مادر خود برای ساخت یک PLA جدید در مجموعه تایلند مجوز دریافت کرده است. این شرکت قصد دارد بیش از ۶۰۰ میلیون دلار آمریکا برای ساخت این مجموعه سرمایه‌گذاری کند. این مجموعه شامل تولید لاکتیک اسید، لاکتاید و پلیمر است که به گفته‌ Natureworks اولین تسهیلات PLA یک‌پارچه کامل خواهد بود. کار بر روی مجتمع تولیدی جدید در مجتمع زیستی Nakhon Sawan در سه ماهه دوم شروع می‌شود. انتظار می‌رود در ۲۰۲۴ بازگشایی شود و ظرفیت سالانه ۷۵۰۰۰ تن را دارد و مجموعه کامل گریدهای PLA Ingeo را تولید کند. Rich Altice رئیس و مدیر عامل Natureworks ضمن تشکر از حمایت مداوم شرکت‌های مادر، برنامه‌ ما برای دومین Inego PLA برنامه‌ریزی شده و و محل تولید همچنان به پیشرفت خود ادامه می‌دهد. Naturewokrs در حال حاضر ظرفیت ۱۵۰۰۰ تن PLA در سال را نبراسکا، ایالت متحده دارد که در حال برنامه ریزی برای توسعه آن است. شرکت‌های مادر GC International corporation of Thailand  و Cargill مستقر در ایالت متحده هستند. Natureworks نیز در آستانه ورود به دفتر مرکزی جدید است که شامل یک مرکز تحقیقاتی پلیمر زیستی در پلیموث، مینه سوتا است. توانایی آزمایشگاه توسعه یافته به تحقیقات پشتیبان در مورد پلیمرهای زیستی Ingeo کمک خواهد کرد. همچنین به ساخت و بهره‌برداری از مجتمع تولیدی Ingeo تایلند کمک خواهد شد. altice اظهار داشت: ما فضایی را طراحی کردیم که امکان تحقیق، توسعه، اختراع و همکاری بین ما و شرکای بازار را فراهم می‌کند و این که در کجای جهان قرار دارند مهم نیست. این امکانات جدید به تسریع تحقیق و نوآوری کمک خواهد کرد.

گسترش سبز

پلیمرهای WPO برای توزیع محصولات فیلم قابل کمپوست Ecovio، شرکت BASF در اسپانیا و پرتغال است. از فیلم‌ها برای ساخت کیسه‌های خرید، کیسه‌های زباله، کیسه‌های میوه و سبزیجات ارگانیک استفاده می‌شود. BASF می‌گوید این فیلم‌ها به خرده‌فروشان کمک می‌کند تا قوانین مانند قانون اسپانیا برای کیسه‌های قابل کمپوست با ضخامت کم‌تر از ۵۰ میکرون را رعایت کنند. Ecovio ترکیبی از آمیزه PBAT شرکت BASF (Ecoflex) و مواد خام تجدیدشدنی است به این معنا که تا حدی زیستی 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

عرضه اولین بسته‌بندی بازیافتی برای شکلات پودر شده توسط شرکت Amcor

Amcor با تولید اولین بسته‌بندی پلاستیکی بازیافتی برای شکلات پودری در آمریکای لاتین، گام دیگری را در جهت پیش‌برد اهدف خود در ارائه راه حل‌هایی در جهت بسته‌بندی پایدار برداشته است.

در مقایسه با بسته‌بندی قبلی، این محصول جدید در اثر بازیافت؛ میزان کربن بسته را ۵۳% و مصرف آب را ۸۴% کاهش می‌دهد. این بسته‌بندی جدید دارای ویژگی محافظتی بالا در برابر رطوبت است و در قالب کیسه‌های ۲۵ گرمی در کلمبیا در ماه جاری در دسترس مصرف‌کنندگان قرار خواهد گرفت.

با همکاری نزدیک با مشتری، Amcor از منابع تحقیق و توسعه جهانی و محلی خود برای توسعه این بسته‌بندی که مطابق با معیارهای پایداری است استفاده و در عین حفاظت از محصول، ماندگاری و جذابیت ظاهری آن را حفظ کرده است.

 Amcor اولین شرکت بسته‌بندی در جهانی بود که متعهد شد همه بسته‌بندی‌های خود را توسعه داده است که در نهایت تا سال ۲۰۲۵ قابل بازیافت یا استفاده مجدد باشند.

Fabio Gonzalez، مدیر تحقیق و توسعه Amcor کلمبیا اظهار داشت، “بسته‌بندی جدید بازیافتی مطابق با استانداردهای صنعتی طراحی شده است. این پیشرفت نشان‌دهنده قابلیت‌های منحصر به فرد تحقیق و توسعه Amcor برای ایجاد راه حل‌های نوآورانه در بسته‌بندی است که از معیارهای استانداردی بالایی برای ماندگاری، پایداری و جذابیت بصری برخوردار است. این امر همچنین مجدداً بر تعهد ما برای اطمینان از این که همه بسته‌بندی‌های ما قابل بازیافت یا استفاده مجدد تا سال ۲۰۲۵ طراحی شده اند، تأیید می‌کند.”

به دنبال ارائه بسته‌بندی شکلات پودر شده، بسته‌بندی‌های ابتکاری مشابهی برای محصولات بزرگ‌تر و همچنین محصولات غذایی خشک که به محافظت بالایی در برابر رطوبت نیاز دارند، ارائه خواهد شد. مشتریان می‌توانند انتظار داشته باشند که این محصولات در اواخر امسال در بسته‌بندی جدید خود به قفسه‌های سوپرمارکت‌ها عرضه خواهند شد.

Amcor سابقه همکاری با تولیدکنندگان مختلف مواد غذایی و آشامیدنی برای ارائه بسته‌بندی‌های نوآورانه و پایدار در محصولات متنوعی را دارد. به عنوان مثال در شیلی، اخیراً Amcor مطرح کرد که به منظور بسته‌بندی بازیافتی بودن، برای سوپ‌های خشک طراحی می‌شود و بسته‌بندی شیر تغلیظ شده از قوطی به کیسه‌های قابل انعطاف تغییر یافته است. و فراتر از آمریکای لاتین، Amcor اولین بسته‌بندی دارای قابل بازیافت در جهان را برای مواد غذایی حیوانات خانگی در هلند و همچنین اولین بسته‌بندی انعطاف‌پذیر مواد غذایی ساخته شده با محتوای بازیافتی در استرالیا را عرضه کرده است.

 

لینک خبر:

https://www.amcor.com/media/news/designed-recycled-packaging-latin-america

 

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

اپوکسی گیاهی، تهیه لیف کربنیِ قابل بازیافت را ممکن می‌سازد

تکنیک جدید تولید همچنین اقتصاد برای خودروهای الکتریکی بازار انبوه را بهبود می‌بخشد.

لیف کربنی ده برابر قوی‌تر از فولاد، تقریباً نصف وزن آلومینیوم و بسیار سفت‌تر از فایبرگلاس، دارای مجموعه‌ای از مزایا است در حالی که آن را یک ماده ایده‌آل برای استفاده در سدان‌های لوکس (به خودروهای سواری معمولی یا اصطلاحاً صندوق دار می‌گویند که دارای سقف ثابت، صندوق عقب مجزا و دو ردیف صندلی بوده و می‌تواند دو یا چهار در داشته باشد. سدان متداول‌ترین شکل طراحی بدنه خودرو است.) و اتومبیل‌های مسابقه فرمول ۱ می‌سازد. به گفته Nicholas Rorrer، دانشمند آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر (NREL)، اما هنوز هم برای اقتصادی شدن برای وسایل نقلیه بازار انبوه به تکامل نیاز دارد. او توضیح داد: لیف کربنی گران است. همچنین ساخت آن انرژی‌بر است، بنابراین کاملاً دوست‌دار گازهای گل‌خانه‌ای (GHG) نیست. در حالی که لیف کربنی را به راحتی قابل بازیافت می‌سازد، می‌تواند در هر دو این زمینه‌ها کمک کند.

فرآیند بازیافت در دمای اتاق آغاز شد

به لطف پیشرفت‌های اخیر در طراحی مواد زیستی، بازیافت لیف کربنی در مقیاس صنعتی می‌تواند از قبل مهیا باشد. از طریق پروژه‌ای که توسط دفتر فناوری‌های خودرو دانشکده انرژی ایالات متحده پشتیبانی می‌شود، تحت Composites Core Program، Rorrer و سایر محققان NREL نشان داده‌اند که ساخت کامپوزیت‌های لیف کربنی با اپوکسی‌های پایه زیستی و سخت‌کننده‌های انیدریدی باعث می‌شود که مواد کاملاً قابل بازیافت باشند از طریق ایجاد پیوندهایی که راحت‌تر تخریب می‌شوند. در واقع، فرآیند بازیافت – به نام متانولیز – می‌تواند به طور انتخابی در دمای اتاق بدون کاهش کیفیت یا آرایش‌یافتگی الیاف آغاز شود. این می‌تواند نشان‌دهنده گامی قوی به سمت یک ماده مدور (circular material) باشد که می‌تواند لیف کربنی را هنگام که در سرتاسر زندگی‌های چندباره استفاده می‌شود، ارزان‌تر و سبزتر کند.

مزایای لیف کربنی در عین حال قوی و سبک‌وزن، ناشی از طراحی لایه‌ای آن است. این یک ماده مرکب از رشته‌های بلند کربن خالص و یک پوشش اپوکسی چسب مانند است که به عنوان ترموست شناخته می‌شود. هنگام پخت، مولکول‌ها در رزین مایع به یکدیگر و اطراف رشته‌های کربنی تابیده شده متصل می‌شوند در حالی که به شبکه‌ای قوی و صلب تبدیل می‌شوند.

اما، ماهیت ترموست اپوکسی پخته شده باعث می‌شود تا این محصولات عالی به سختی از هم جدا شوند، به خصوص بدون آسیب جدی به رشته‌های کربن. محصولات ساخته شده از لیف کربنی – علی‌رغم قیمت ممتازشان – اغلب در پایان عمر خود به همراه هر مزایای کارایی که ممکن است به دست آورده باشند به محل دفن زباله می‌روند.

در واقع، اگرچه لیف کربنی می‌تواند وزن یک خودروی سواری معمولی را به نصف کاهش دهد – بازده سوخت را تا به میزان ۳۵% افزایش می‌دهد – هر گونه مزایای بهره‌وری به طور مؤثر با انرژی پر مصرف GHG که برای تولید آن استفاده می شود، جبران می‌شود. سنتز لیف کربنی شامل دمای بیش از ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد است.

این واقعیت Rorrer را به فکر فرو برد: “آیا راهی برای استفاده مجدد از لیف کربنی در طول عمر ماده چند منظوره به منظور بازیابی آن لیف و کسب ارزش و مزایای زیست محیطی بیش‌تر وجود دارد؟”

آزمایش با زیست توده

Rorrer و هم تیمی‌ها شروع به آزمایش با این شیمی زیست توده کردند تا بفهمند که آیا می‌تواند یک اپوکسی جدید که برای قابلیت بازیافت طراحی می‌شود را تهیه کند. در مقایسه با هیدروکربن‌‌های نفتی، زیست‌توده حاوی مقادیر بالاتری از اکسیژن و نیتروژن است که مجموعه متفاوتی از امکانات شیمیایی را ارائه می‌دهد.

Rorrer توضیح داد: «ما اساساً رزین‌های آمین اپوکسی – گرماسخت‌های امروزی در لیف کربنی – را با اپوکسی و انیدریدهای سنتز شده از زیست توده، عمدتاً از تبدیل بیولوژیکی و شیمیایی قندها، دوباره طراحی کردیم. ما نشان داده‌ایم که این رزین فرموله‌شده می‌تواند تمام خواص مشابه در رزین‌های آمین اپوکسی امروزی را حفظ کند و/یا از آن فراتر رود، اما همچنین آن‌ها را با طراحی و در دمای اتاق قابل بازیافت می‌کند.»

با استفاده از یک کاتالیزور ویژه، تیم NREL به تجزیه رزین زیستی را در دمای اتاق قادر بود، فرآیندی که به نام “depolymerization” شناخته می‌شود. این به آن‌ها اجازه داد تا رشته‌های کربن را بازیابی کنند در حالی که کیفیت و تراز آن‌ها را حفظ کنند.

بدون دخالت  downcycling

Rorrer گفت: «ما در واقع می‌توانیم کیفیت الیاف را در حداقل سه عمر مواد حفظ کنیم. “بنابراین ما نه تنها می‌توانیم آن را بازیافت کنیم، بلکه می‌توانیم آن را بدون هیچ آسیبی به خواص بازیافت کنیم. ما به هیچ وجه مواد را کاهش نمی‌دهیم.”

همراه با تحقیقات NREL در مورد اکریلونیتریل ارزان قیمت و پایه زیستی به عنوان پیش‌ساز لیف کربنی که جایزه R&D 100 را در سال ۲۰۱۸ به دست آورد، پیشرفت در اپوکسی می‌تواند کمک زیادی به مقرون به صرفه‌تر کردن کامپوزیت‌های لیف کربنی و سازگار با محیط زیست کند.

توانایی استخراج و بازیافت لیف کربنی می‌تواند این ماده را برای خودروهای الکتریکی انبوه اقتصادی‌تر کند در حالی که وزن و فضا را برای باتری‌ها آزاد کند. همچنین ردپای GHG این ماده را حدود ۲۰ تا ۴۰ درصد کاهش می‌دهد. بهتر از آن، می‌تواند بدون افزایش هزینه‌های ساخت به همه این‌ها دست یابد زیرا Rorrer تخمین ‌زد که اپوکسی NREL می‌تواند برای حدود همان قیمت مانند رزین‌های اپوکسی آمین مبتنی بر نفت امروزی تولید شود.

Rorrer افزود: با استفاده از مواد اولیه زیستی به جای مواد اولیه پتروشیمی، ما مجبور نیستیم از انرژی اضافی برای بازسازی چشم‌گیر مواد شیمیایی آن‌ها استفاده کنیم. این به ما امکان می‌دهد مواد پیشرفته را با عمل‌کرد و مزایای زیست‌محیطی دقیق‌تر، ارزان‌تر و موثرتر طراحی کنیم.

لینک خبر:

https://www.plasticstoday.com/automotive-and-mobility/plant-based-epoxy-enables-recyclable-carbon-fiber

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

info@fara-ps.com

آخرین تحولات در مورد TiO2

مسائل نظارتی می‌تواند منجر به تغییر روش رنگ‌دانه اصلی، دی‌اکسید تیتانیوم مورد استفاده در پلاستیک شود. از لحاظ تاریخی، این ماده انتخابی برای رنگ‌آمیزی محصولات سفید بوده است؛ از قاب پنجره PVC تا لوله و اتصلات (سیستم لوله کشی). اما ناظران اروپایی اخیراً TiO2 را هدف قرار داده‌اند -آن را بالقوه سرطان‌زا برچسب گذاری کرده‌اند- به این معنی که ممکن است در آینده رنگدانه‌های سفید جای‌گزین، بیش‌تر مورد استفاده قرار گیرند.

عرضه بسیار محدود

در حال حاضر مشکل اصلی برای کاربران TiO2، عرضه کم آن است که در نتیجه افزایش قیمت‌ها را به دنبال دارد. کاربران TiO2 به بالا رفتن قیمت عادت کردند. افزایش قیمت برای چندین ماه اتفاق افتاده است و ممکن است هنوز ادامه یابد. به گفته‌ Reg adams consultant علت آن ناشی از افزایش هزینه مواد اولیه TiO2 است. او به ناآرامی‌های مدنی اشاره می‌کند که باعث تعطیلی دو ماهه بزرگ‌ترین تأمین‌کننده دنیا، Rio Tinto در آفریقای جنوبی و کمبود عرضه روتایل Iluka کشور سیرالالئون با تهدید تعطیلی دو ساله شد. علاوه بر این هزینه کلرین برای تولیدکنندگان ایالات متحده با روش کلرید در حال افزایش است. تولیدکنندگان روش سولفات خصوصاً در آسیا مجبور به پرداخت بیش‌تر برای اسید سولفوریک هستند. افزایش نرخ حمل و نقل کانتینری اقیانوسی در بسیاری از مسیرهای حمل و نقل هنوز عامل بغرنج دیگری هستند. Adams در اکتبر ۲۰۲۱ اظهار داشت: افزایش تقاضا عرضه محدود را به وجود آورده است. تقاضا برای پلاستیک‌های بسته‌بندی به دلیل عوامل مرتبط با قرنطینه همه‌گیر در سال ۲۰۲۰ افزایش یافته است و سبب خرده‌فروشی آن‌لاین بیش‌تر شد که در سال ۲۰۲۱ با صلابت باقی ماند. این تقاضا برای TiO2 و بسیاری از دیگر رنگ‌دانه‌های پلاستیکی افزایش یافته است. Gerry Colamarino مدیر عامل Consulting  TiPMC بیان کرد: بازار در سه ماهه آخر (Q4) سال ۲۰۲۱ به دنبال کمک برای ذخیره‌سازی مجدد بود اما سوال این است که آیا محتمل بود؟ تأمین‌کنندگان چینی با ظرفیت کامل هستند اما مجبور به کاهش تولید شدند. فشار محیط زیست توان موجود را محدود می‌کند. زمینه برای افزایش روشمند (اصولی) قیمت‌ها فراهم شده است.

روش سولفات

Tomaž Pevcin مدیر فروش Cinkarna، تأمین‌کننده‌ TiO2 تمایلات مشابهی را ابراز کرد. Cinkarna از روش تولید سولفات استفاده می‌کند و Pevcin می‌گوید که قیمت گوگرد در کم‌تر از یک سال ۲۵۰% افزایش یافته است. این افزایش‌ها تاکنون در قیمت TiO2 منعکس شده است اما او مشکوک است که ممکن است قطع ارتباط در آینده نزدیک وجود داشته باشد. بیش‌تر محصولات Cinkarna در رنگ و پوشش‌ها استفاده می‌شود، بازاری که در دوران همه‌گیری مجنون گشت و مردم بیش‌تر به تزئینات خانه می‌پرداختند. با این حال تصویر از دید شرکت در حال تغییر به توسعه گرید‌هایی برای پلاستیک‌ها است. در حال حاضر دارای گریدی برای کالاهای با دوام کم است اما انتظار دارد یک گرید برای کالاهای بادوام طی یک سال عرضه شود. تأمین‌کننده‌ دیگری که بسیار به فرآیند سولفات در مقیاس بزرگ متکی بوده گروه LB (Lomon Billions سابق) است. سومین تأمین‌کننده بزرگ جهان در زمینه رنگ‌دانه TiO2 بوده که تولید سالانه آن در ۵ کارخانه تولیدی در چین بیش از یک میلیون تن است. اخیراً نام تجاری رنگ‌دانه‌های TiO2 خود را ساده‌سازی کرد: در حال حاضر دارای نام تجاری  Xuelian در چین و جاهای دیگر است (نام تجاری Lomon را حذف کرده است). ظرفیت تولید فرآیند کلرید را افزایش داده است که اکنون در حدود ۳۰۰۰۰۰ تن در سال است. زمانی که تولید خط بعدی آن در سال ۲۰۲۲ آغاز شود ۱۰۰۰۰۰ تن دیگر در سال رشد خواهد کرد. افزایش در جاهای دیگر ظرفیت کل کلرید را تا نیمه دهه ۲۰۲۰ به ۷۰۰۰۰۰ تن در سال می‌رساند. مطابق گفته‌ Julie Reid مدیر بازاریابی گروه LB، افزایش ظرفیت کلرید به گروه LB کمک می‌کند محدوده محصولات فرآیند کلرید خود را افزایش دهند. اضافات اخیر هدف پوشش‌ها و لمینیت‌های کاغذی قرار می‌گیرند اما گرید‌ها برای پلاستیک‌های در حال توسعه هستند؛ از جمله یک رنگ‌دانه با قابلیت مقاومت در برابر اثرات آب و هوایی که انتظار می‌رود در عرض دو سال به صورت تجاری در دسترس باشد.

فشار تنظیمی

چیزی که احتمالاً تأمین‌کنندگان TiO2 تحت نظارت خواهند داشت این است که چگونه تقاضا توسط قوانین جدید اتحادیه اروپا تحت تأثیر قرار می‌گیرد. قانونی که از اکتبر ۲۰۲۱ اجرایی شد، اجباری کردن بر چسب هشدار بر روی محصولات با بیش از ۱% TiO2. این شامل مستربچ و نه کیسه‌های مملو از TiO2 است، به دلیل طبقه بندی به عنوان مواد سرطان زا احتمالی (دسته ۲). این موضوع به شدت توسط صنعت TMDA مورد اعتراض قرار گرفته است که اظهار داشت: طبقه‌بندی با حجم وسیعی از شواهد علمی مرتبط نیست که در حال حاضر نشان می‌دهد TiO2 باعث سرطان در انسان نمی‌شود. امسال احتمال دارد که TiO2 به عنوان افزودنی مواد غذایی در اتحادیه اروپا ممنوع شود، مگر این که تا پایان سال اعتراضی توسط شورا یا پارلمان اروپا به تصویب برسد.

جای‌گزین‌های TiO2

برای شرکت‌هایی که جای‌گزین‌های TiO2 را در نظر می‌گیرند یا حداقل راهی برای گسترش آن است، دیگر مواد معدنی وجود دارند که می‌توانند استفاده شوند. شرکت فنلاندی FP-Pigments از یک فناوری اختصاصی برای رنگدانه‌های کدر (مات) FP استفاده می‌کند که TiO2 را در کلسیم کربنات رسوبی با خلوص بالا کپسوله می‌کند. اخیراً یک مطالعه را تکمیل کرده است که پتانسیل استفاده از رنگ‌دانه FP-550 برای بهبود عمل‌کرد نوری مستربچ‌های TiO2 را بررسی می‌کند. در این مطالعه از رنگ‌دانه برای تولید مستربچ ۶۰% TiO2 استفاده شد که سطح نرمال TiO2 55% و مقدار LDPE 20% بود. ۲۵% باقی‌مانده از FP-550 (حاوی ۲۰% با فاصله بهینه TiO2 کپسوله شده است). این با یک مستربچ معین حاوی ۶۰% TiO2 و ۴۰% LDPE مقایسه شد و همچنین مستربچ سوم که نیمی از LDPE که با کلسیم کربنات جای‌گزین می‌شود. رنگ و شفافیت نتایج هر سه در فیلم‌های دمشی و پلاک‌های قالب‌گیری تزریقی حاوی ۵ و ۲% مستربچ در LDPE مقایسه شد. در فیلم‌ها مستربچ حاوی FP-550 نتایجی را نشان داد که گفته شد حداقل معادل استاندارد و به طور قابل توجهی (بیش از دو واحد از نسبت کنتراست) نسبت به مستربچ TiO2/CaCo3 بهتر است. نتایج مقادیر L* با اندازه‌گیری‌های ماتی مطابقت داشت، با استفاده از مستربچ FP-550 کارایی عالی را نشان داد. مقادیر b* نشان داد که FP-550 کمی آبی‌تر است در حالی که مقادیر a* مشابه باقی ماند. برای پلاک‌های تزریق شده مستربچ حاوی رنگ‌دانه مات FPP-550 نتایجی بهتر از استاندارد را به دست داد در حالی که جای‌گزینی CaCo3 منجر به نتایج L* ضعیف‌تر شد. به گفته‌ Andy white مدیر واحد تجاری رنگ و پلاستیک دلیل این جای‌گزینی به علت فاصله منحصر به فرد TiO2 در داخل ماتریس ذرات FP-Pigment است. این فناوری در فرمولاسیون لوله‌ها نیز استفاده شده است که در ادامه به آن پرداخته می‌شود. Omya اخیراً OmpaPET خانواده کربنات کلسیم عامل‌دار را برای استفاده به عنوان مات‌کننده در بطری‌های PET مات سفید یا فیلم BOPET راه اندازی کرده است. Karsten Schulz مدیر توسعه کسب و کار پلیمرها گفت: ماتی بالایی با OmyaPET را می‌توان به دست آورد اما زمان که ۱۰۰% سدگری نور مورد نیاز باشد مقداری TiO2 مورد نیاز است. در بطری‌های تک لایه شیر استفاده از TiO2 10% رایج است و Omya نشان داد که ۷۰% از TiO2 را می‌توان با OmyaPET جای‌گزین کرد. تأمین‌کننده دیگر کربنات کلسیم Reverté محصولی را برای تکمیل TiO2 ارائه می‌دهد. اخیراً یک گرید جدید برای ساخت مستربچ سفید معرفی کرده است. Calcipore 80T AL برای ارائه بهره‌وری بالا و سطح پرکننده در مستربچ طراحی شده است. همچنین می‌تواند به کاهش سطوح TiO2 در مستربچ سفید کمک کند.

TiO2 “هوشمند برای فرمولاسیون‌های لوله پایدار

در کنفرانس اخیر لوله‌های پلاستیکی ۲۰ (PPXX) در هلند، Andy White از FP-Pigments توضیح داد که چگونه رنگ‌دانه مات‌کننده FP-550 شرکت می‌تواند به عنوان جزئی جای‌گزین برای دی‌اکسید تیتانیوم در فرمولاسیون‌های لوله استفاده شود. “هنگام جای‌گزینی ۱۰ تا ۳۵% از TiO2 در فرمولاسیون لوله PVC، مورفولوژی منحصر به فرد ذره و عاملیت، تولیدکننده را برای بهینه‌سازی بهتر فرمولاسیون قادر می‌سازد و کارایی کلی PVC را افزایش می‌دهد” (مطابق مقاله نوشته شده او با همکارش Paul Dietz). آن‌ها بیان کردند که کلید کارایی مات‌کننده ضریب شکست ۱/۹ آن بود که به آن امکان تفرق نور ذاتی می‌دهد. جای‌گزینی بخشی از TiO2 با رنگ‌دانه مات‌کننده میانگین فاصله بین ذرات TiO2 را از طریق اثر رقیق‌سازی افزایش می‌دهد (جای‌گزین کردن حجم با فاصله بهینه ذرات TiO2). این کمک می‌کند تا نور به طور مؤثرتری متفرق شود و سطح ظاهری را بهبود بخشد. نویسندگان گفتند که جای‌گزینی مقداری TiO2 با FP-550 منجر به راندمان هزینه بیش‌تر شد، همچنین رنگ‌دانه مات معمولاً ارزان‌تر است. white افزود که تولید FP-550 منجر به حدود نیمی انتشارات دی‌اکسید کربن از TiO2 می‌شود بنابراین پایدارتر نیز بود.

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

امکان تولید انبوه پلاستیک‌های زیستی قابل بازیافت با سلولز

یک مقاله جدید در مجله ACS Applied Polymer Materials یک تکنیک آماده‌سازی ساده و مقیاس بزرگ برای تولید فیلم‌های زیست‌پلاستیک سلولزی با کارایی بالا که از الیاف سلولز کربوکسی متیله شده دارای اتصالات عرضی دوگانه (dual-crosslinked) از لحاظ شیمیایی سازگار (CMFs) ساخته شده‌اند، توصیف می‌کند.

ساخت مقیاس بزرگ پلاستیک‌های زیستی قابل بازیافت از زیست‌توده سلولزی تجدیدپذیر مشتق شده از خمیر کرافت چوب نرم (Softwood Kraft Pulp)

تجمع پلی‌استر مصنوعی در این سیاره خطری برای محیط زیست به همراه داشته است. به دلیل مزایایش قابلیت بازیافت، شفافیت نوری و در دسترس بودن منابع، فیلم سلولزی اخیراً به یکی از جذاب‌ترین جای‌گزین‌ها برای جای‌گزینی پلیمرهای مبتنی بر نفت تبدیل شده است.

روش‌های معمولی برای ساخت فیلم‌های سلولزی، مانند فیلتر خلاء و ریخته‌گری محلولی، اما برای صنعتی شدن زمان‌بر و گران‌قیمت هستند. علاوه بر این، این فیلم‌ها هنوز مقاومت به آب و خواص مکانیکی پایینی در رطوبت بالا دارند در حالی که آن‌ها را برای کاربردهای دنیای واقعی نامناسب می‌کند.

سلولز: یک پلاستیک زیستی مهم

پلاستیک‌ها که از ترکیبات نفتی بی‌شماری ساخته شده‌اند، نقش اساسی در حیات انسان و صنعت بازی می‌کنند. اما به دلیل تجزیه‌ناپذیری زیستی و دفع پیچیده فاضلاب‌‌شان، آلاینده‌های روزافزونی در سیاره ما جمع‌آوری شده و به تدریج به ذخیره غذایی نفوذ می‌کنند در حالی که عواقب جدی برای سلامتی و زیست‌محیطی ایجاد می‌کنند.

محققان برای غلبه بر چنین معضلی، مفهوم “زیست پلاستیک” را برای جای‌گزینی کامل پلیمرهای مبتنی بر پتروشیمی پیشنهاد کرده‌اند.

پلاستیک‌های زیستی مشتق شده از مواد زیست‌توده می‌توانند وابستگی به سوخت را کاهش دهند، پایداری انرژی را افزایش دهند، و دی‌اکسید کربن و آلاینده‌های ذرات پلاستیک را کاهش دهند.

علاوه بر این، سلولز رایج‌ترین زیست‌توده تولید شده از درختان و گیاهان روی این سیاره، به طور گسترده برای ساخت محصولات کاغذی و نوشت‌افزارهای سنتی، و همچنین بسته‌بندی کالاها و مواد غذایی به کار برده شده است.

سلولز یک کربوهیدرات پیچیده است که از صدها یا حتی هزاران واحد گلوکز تشکیل شده است که هنگامی که آن‌ها متصل می‌شوند، یک زنجیره طولانی ایجاد می‌کند.

مزایا و کاربردهای مشتقات سلولزی

ترکیبات سلولزی سنتز شده به لحاظ شیمیایی، مانند نانوالیاف سلولز (CNF) ، نانوکریستال سلولز (CNC) و… می‌توانند از طریق واکنش گروه‌های هیدروکسیل سلولز با مواد شیمیایی مختلف، به طور جزئی یا کامل، ساخته شوند.

این ترکیبات سلولزی برای جای‌گزینی پلاستیک مبتنی بر پتروشیمی در کاربردهای بسته‌بندی، عناصر ساختمانی و رابط‌های الکتریکی به دلیل ویژگی‌های قابل بازیافت‌شان، یک‌بار مصرف و ویژگی‌های بی‌خطر از نظر محیط‌ زیست، انتخاب‌های خوبی بوده‌اند.

در سال‌های اخیر، دو استراتژی اولیه برای تولید پلاستیک‌های زیستی مبتنی بر سلولز بسیار مورد توجه قرار گرفته است:

(۱) قرار دادن CNF یا CNC به عنوان تقویت‌کننده در ماتریس‌های پلیمری برای بهبود ویژگی‌های ترمومکانیکی کامپوزیت‌ها.

(۲) ساخت فیلم‌های مبتنی بر نانوسلولز به طور مستقیم با استفاده از قالب‌گیری محلولی، فیلتر مکش، نشاندن بخار، و روش‌های دیگر.

محدودیتهای فیلمهای مبتنی بر نانو سلولز

اما، جذابیت قابل توجه نانوسلولز برای قطرات آب ممکن است منجر به کم آبی محدود و اثربخشی خشک کردن و همچنین ویژگی‌های مکانیکی ناکافی در رطوبت بالا شود.

ساخت یک فیلم مبتنی بر نانوسلولز چند ساعت یا بیش‌تر طول می‌کشد که زمان‌بر و پرهزینه است.

علی‌رغم علاقه روزافزون به نانو و/یا سلولز مولکولی یک‌بار مصرف در حالی که بازده عملیاتی، خواص مکانیکی و پایداری آبی در حوزه مواد زیستی دوست‌دار به لحاظ زیست محیطی را بهبود می‌دهند، یک چالش باقی می‌ماند.

در نتیجه، ایجاد یک تکنیک ساده، سریع و در مقیاس بزرگ مربوط به ساخت مواد زیستی از منابع طبیعی تجدیدپذیر فراوان، که در آن نسخه نهایی باید از نظر ساختاری قوی و قابل اعتماد در رطوبت بالا باشد در حالی که کاملاً شفاف و از نظر محیطی بی‌خطر باشد و در نتیجه رشد صنعتی پلاستیک‌های زیستی را ارتقا دهد بسیار مهم است.

فرآیندی جدید برای ساخت فیلم‌های پلاستیکی زیستی

محققان یک تکنیک مؤثر و سنتی تولید کاغذ ارائه کردند که می‌تواند یک ورق زیست‌پلاستیکی مستحکم، شفاف و مقاوم در برابر آب تولید کند تا این معیارها را برآورده کند.

آن‌ها بر روی الیاف سلولز میکرونی که اغلب نادیده گرفته می‌شوند، تمرکز کردند که نوید بیش‌تری را برای تولید صنعتی در مقیاس بزرگ ارائه می‌دهد.

این روش مستلزم تولید سریع CMFها و چسبندگی نیروهای الکترواستاتیکی یون‌های +Al3 و مونومرهای PAE بر روی الیاف CMF است در حالی که منجر به یک محلول همگن می‌شود که می‌تواند به راحتی با استفاده از تکنیک‌های تولید کاغذ سنتی به یک فیلم تبدیل شود.

در طی مراحل پرس گرم و خشک کردن، پلاستیک‌های خم‌شونده PAE، هر دو اتصال عرضی کووالانسی با الیاف سلولزی و فرآیند خود اتصال عرضی را در بین اجزای PAE تجربه می‌کنند.

یافتهها و نتیجه‌گیری تحقیق

ورق بیوپلاستیک به دست آمده دارای استحکام کششی خوب (۱۵۸/۲ مگاپاسکال)، دوام عالی در آب، افزایش چقرمگی مرطوب، راندمان نوری بهتر و قابلیت اطمینان حرارتی فوق‌العاده از جمله‌ خواص دیگر است.

به طور قابل توجهی، فیلم زیست‌پلاستیک مبتنی بر CMF می‌تواند به صورت مکانیکی تجزیه و بازیافت شود و در حالی که این ماده قادر است تا در طول چرخه تولید بازیافت شود.

علاوه بر این، ویژگی‌های مکانیکی فیلم مبتنی بر CMF دوباره آماده‌شده در حالی که لجن بازیابی شده را به کار می‌گیرند تا ۱۴۵/۹ مگاپاسکال بود که در مقایسه با فیلم‌های اولیه به سختی کاهش یافت.

این روی‌کرد تولید ساده، در مقیاس بزرگ و دوست‌دار محیط زیست می‌تواند منجر به ایجاد ورق پلاستیکی زیستی برای صنایع ساختمانی و تولیدی شود.

 

لینک خبر:

https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=38609

Large-Scale Manufacture of Recyclable Bioplastics from Renewable

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

سازندگان رزین برای دست‌آوردها در بخش‌های خودرو، پزشکی آماده می‌شوند…

جای‌گزینی فلز در بسته‌بندی‌های دارویی حفاظتی و خودرویی از جمله محرک‌های اصلی رشد هستند.

TotalEnergies یک راکتور جدید را در Feluy، بلژیک، برای تولید مواد پلی‌پروپیلن کارآمد (PP) راه‌اندازی کرده است. از طریق این سرمایه‌گذاری، TotalEnergies قصد دارد جایگاه خود را در بازار پلیمرهای دارای ارزش افزوده افزایش دهد. بنابراین، این شرکت در حال افزایش تولید گریدهایش است که بالاترین استانداردهای کیفی و الزامات فنی بازارهای تخصصی، از جمله پزشکی و خودرو را برآورده می‌کند.

در بخش خودرو، PP و سایر رزین های مهندسی جای‌گزین فلز می‌شوند تا وزن کلی خودرو را کاهش دهند و انتشار CO2 را تا ۱۰% کاهش دهند. PP همچنین نقش مهمی در بخش پزشکی، به ویژه در بسته‌بندی دارو و با تضمین حفاظت از محصول ایفا می‌کند.

Valérie Goff، معاون ارشد، پلیمرها، در TotalEnergies، اظهار داشت: “راه‌اندازی این راکتور جدید در Feluy ما را قادر خواهد ساخت تا تقاضای رو به رشد مشتریان خود، از جمله بازارهای تخصصی خودرو و پزشکی، برای پلیمرهای همیشه کارآمدتر را که به کاهش ردپای کربن مربوط به کاربردهای نهایی کمک می‌کنند، برآورده کنیم.”

همچنین در اروپا، BASF قصد دارد ظرفیت پلی‌آمید۶۶ (PA66) را در Freiburg در آلمان گسترش دهد، با ظرفیت جدید که قرار است در سال ۲۰۲۲ وارد بازار شود. همراه با سرمایه گذاری جدید در خوراک هگزامتیلن‌د‌ی‌آمین (HMD)، این امر تجارت PA 66 را که BASF در سال ۲۰۲۰ از Solvay خریداری کرد، بیش‌تر گسترش خواهد داد.

دکتر Ramkumar Dhruva، رئیس Monomers Division  BASF گفت: “با این کارخانه جدید HMD در Chalampe و وسعت پلیمریزاسیون در Freiburg، BASF تضمین خواهد کرد که HMD و PA 66 به طور قابل اعتماد به مشتریان عرضه می‌شود، در حالی که به تقاضای فزاینده در بازار نیز رسیدگی می‌کند.”

HMD یک پیش ماده است که در تولید پلیمرهای PA 66 با کارایی بالا و مواد اولیه پوشش استفاده می شود. از جمله کاربردهای دیگر، این محصولات در صنعت خودروسازی و همچنین در تولید الیاف تخصصی استفاده می‌شوند.

 

لینک خبر:

https://www.plasticstoday.com/medical/resin-makers-gear-gains-auto-medical-sectors

 

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 سوم: پلی‌ایمیدها

پلی‌ایمیدها

پلیمرهای مرحله‌ای هستند که در اواخر دهه ۱۹۵۰ به بازار عرضه شدند. در زنجیر اصلی این پلیمرها گروه CO-N-CO وجود دارد.

Untitled

ساختار کلی پلی‌ایمیدها الف) پلی‌ایمیدهای آلیفاتیک ب)پلی‌ایمیدهای آروماتیک

این پلیمرها به دلیل پایداری حرارتی ناشی از وجود ترکیب‌های هتروسیکل در زنجیر اصلی، روز به روز از نظر صنعتی اهمیت بیش‌تری می‌یابند. خصوصیت چسبندگی در دمای بالا و خواص جالب مکانیکی و الکتریکی، مقاومت ویژه آن‌ها در برابر نور و مقاومت در برابر انحلال در اغلب حلال‌های آلی و پایداری حرارتی فوق‌العاده آن‌ها اهمیت آن‌ها را در مصارف ویژه نشان می‌دهد. همانند بسیاری از مواد تجاری، پلی‌ایمیدها نیز باید بهینه‌سازی شوند؛ یعنی بعضی از خواص باید برای به دست‌ آوردن خواص کاربردی تعدیل شوند. از دیدگاه مهندسی اگر یک پلیمر مقاوم حرارتی را نتوان زیر دمای ۲۰۵ درجه سانتی‌گراد و فشار متوسط فرآورش کرد، هیچ ارزشی ندارد. به همین دلیل هنگام طراحی سنتزی، کاهش پایداری حرارتی به منظور افزایش قابلیت فرآورش، انعطاف‌پذیری، حلالیت‌پذیری، استحکام کششی و… اجتناب‌ناپذیر است.

پلی‌ایمیدها و مشتقات آن‌ها به دلیل پایداری حرارتی بالایشان به عنوان چسب و مواد پیونددهنده در صنایع مختلف استفاده می‌شوند. پلی‌ایمیدها در صنایع هوافضا، ماهواره‌ها، صنایع الکترونیک، مخابرات، میکروالکترونیک، مدارهای چاپی کامپیوتر، سکوهای حفاری نفتی، صنایع حمل و نقل، پوشش‌ سیم‌ها، قالب‌ها، تهیه اسفنج‌ها و… کاربرد دارند.

ویژگی پلی‌ایمیدها

خواص حرارتی

پلی‌ایمیدها که از دی‌آمین‌ها و دی‌انیدریدها تولید شده‌اند، خواص حرارتی برجسته‌ای را نشان می‌دهند. پایداری حرارتی و اکسیداسیونی پلیمرها را باآنالیز حرارتی دیفرانسیلی (DSC) و آنالیز حرارتی جاذبه‌ای (TGA) تخمین می‌زند. مانند کاپتون (Kapton) که از پیروملیتیک‌دی‌انیدرید و دی‌آمین‌های‌آروماتیک مانند متافنیلن‌دی‌آمین یا بیس(۴-آمینوفنیل)اتر، پایداری حرارتی تحت اتمسفر نشان می‌دهد (کم‌تر از ۲% کاهش وزن در TGA تا دمای ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد و تحت اتمسفر نیتروژن و یا خلأ).

در دمای بالای ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد کاهش سریع وزن دیده می‌شود و فقط تا حدود ۶۵%-۶۰% ماده اولیه باقی می‌ماند و پس از آن می‌تواند به دلیل خروج محصولات جانبی فرار حبس شده، همانند دی‌اکسید کربن، مونوکسید کربن و آب، در ماده ایجا دشده باشد که در کنار آن‌ها مقادیر کمی از ترکیبات آروماتیک مانند بنزن و آنیلین خارج می‌شوند.

نوع و میزان این مواد جانبی فرار به ساختار پلیمر، روش پلیمریزاسیون و شرایط اعمالی که موجب تخریب می‌شوند، بستگی دارد. دمای تخریب پلیمرها در هوا به طور مشخص پایین‌تر از نیتروژن است. وارد کردن ترکیبات کربن آلیفاتیک (اشباع شده) در دی‌آمین‌های استفاده شده دمای تخریب حرارتی پلیمر را در نیتروژن ۴۵ درجه سانتی‌گراد و در هوا ۷۰ درجه سانتی‌گراد کاهش می‌دهد. وارد کردن دی‌آمین‌های آلیفاتیک مانند هگزامتیلن‌دی‌آمین در ترکیب پلی‌ایمید که میزان کربن‌های آلیفاتیک پلیمر را افزایش می‌دهد، پایداری حرارتی و اکسیداسیونی پلیمر را بیش‌تر کاهش می‌دهد. پلی‌ایمیدهایی که کربن‌های آلیفاتیک دارند، نسبت به پلیمرهای کاملاً آروماتیک در دمای پایین‌تر و با سرعت بالاتری تخریب می‌شوند. پلی‌ایمیدهایی که در آن‌ها کربن آلیفاتیک مستقیماً به نیتروژن حلقه ایمیدی متصل است. در دمای پایین‌تر و با سرعت بیش‌تری نسبت به پلی‌ایمیدهایی که کربن آلیفاتیک در جای دیگری واقع شده باشد تخریب می‌شوند. پایداری اکسیداسیونی بیش‌تر پلی‌ایمیدها در بالای دمای انتقال شیشه‌ای آن‌ها بسیار کاهش می‌یابد که یکی از مهم‌ترین دلایل آن مهاجرت آسان‌تر مولکول‌های اکسیژن به توده پلی‌ایمید است. دمای انتقال شیشه‌ای روش فرآیند و بالاترین دمایی که در آن پلیمر می‌تواند در کاربردهای خاص به کار رود مشخص می‌کند. گستره دمای انتقال شیشه‌ای در پلی‌ایمیدها بسیار وسیع و در حدود ۵۰ تا ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد است که قویاً به ساختار پلیمر وابسته است. استخوان‌بندی سخت و خطی به تولید پلی‌ایمید با دمای انتقال شیشه‌ای بالا منجر می‌شود. واحدهای انعطاف‌پذیر در طول زنجیر اصلی پلیمر مانند زنجیره‌های کربن آلیفاتیک، اترها، و تیواترها که آزادی حرکت زنجیره‌ها را بیش‌تر می‌کنند، موجب کاهش دمای انتقال شیشه‌ای می‌شوند. دمای انتقال شیشه‌ای پایین‌تر میزان حداکثر دمایی را که در آن می‌توان از پلیمر استفاده کرد و همچنین دمای لازم برای شکل‌دهی پلیمر در حالت مذاب را کاهش می‌دهد که از این لحاظ پلی‌اترایمیدها عالی هستند. آن‌ها به راحتی در حالت مذاب فرآیند می‌شوند در حالی که پلی‌پیروملیتیمیدها در حالت مذاب معمولاً با تجهیزات سنتی قابل شکل‌دهی نیستند.

برخی از پلی‌ایمیدها به صورت مواد بلورین با وزن مولکولی بالا هستد که پلی‌پیروملیتیمیدهایی که از دی‌آمین‌های آلیفاتیک و پیروملیتیک‌دی‌انیدرید به دست آمده‌اند از آن جمله‌اند. بعضی از دی‌آمین‌های آلیفاتیک مانند تری‌متیلن‌دی‌آمین و تترامتیلن‌دی‌آمین به تولید پلی‌ایمیدهایی منجر می‌شوند که در زیر دمای ذب تخریب می‌شوند. دی‌آمین‌های با طول زنجیر بلندتر و با شاخه‌ای می‌توانند پلی‌ایمیدهایی با دمای ذوب ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد تولید کنند. در پلی‌ایمیدها درجه بلورینگی و تمایل به بلورشدن به ساختار آن‌ها بستگی دارد. پلی‌ایمیدهای به دست آمده از مونومرهای متقارن بیش‌تر از پلیمرهای تولید شده از مونومرهای نامتقارن به بلورینگی تمایل دارند.

مقاومت در مقابل حلال

پلی‌ایمیدها پایداری هیدرواستاتیک مناسبی نشان می‌دهند. پلیمرهایی که از دی‌آمین‌های آلیفاتیک و دی‌آمین‌های خاصی غنی از الکترون مانند ۴و۴- دی‌آمینوفنیل‌اتر تشکیل شده‌اند پایداری هیدرواستاتیک بیش‌تری نسبت به دی‌آمین‌های آروماتیک حاوی گروه‌های دافع الکترون، مانند ۴و۴-دی‌آمینوفنیل‌سولفون و یا ۴و۴-دی‌آمینوبنزوفنون از خود نشان می‌دهند. پلی‌ایمیدها از لحاظ هیدرولیکی نسبت به محیط‌های محلولی اسیدی و خنثی مقاوم هستند. پلی‌ایمیدهای آروماتیک در بیش‌تر حلال‌های آلی نانحلول هستند. اسیدهای قوی، مانند اسید سولفوریک و نیتریک غلیظ شده، این مواد را حل می‌کنند.

مقاومت در مقابل حلال به صورت زمان لازم برای ایجاد ترک سطحی روی نمونه تحت یک تنش مشخص اندازه‌گیری می‌شود. مقاومت پلی‌ایمیدها در مقابل حلال‌ با شبکه‌ای کردن بهببود می‌یابد.

خواص مکانیکی، فیزیکی و الکتریکی

خواص برجسته مکانیکی پلی‌ایمیدها آن‌ها را به عالی‌ترین انتخاب برای جای‌گزینی فلزات، شیشه‌ها و مواد دیگر در کاربردهای با کارایی بالا تبدیل کرده است. پلی‌ایمیدها چقرمه هستند و مقاومت ضربه خوبی از خود نشان می‌دهند. همچنین سخت هستند و در زیر دمای انتقال شیشه‌ای مدول خمشی بالایی دارند. مقاومت‌های کششی، خمشی و فشاری آن‌ها عالی است. خواص مکانیکی آن‌ها می‌تواند با استفاده از پرکننده‌های خنثی مانند شیشه، پودر کربن یا مواد معدنی که سختی را افزایش می‌دهند، بهبود یابد. میزان افزایش طول آن‌ها معمولاً بین %۲۰ تا ۱۰۰% است. پایداری پلی‌ایمیدها نسبت به نور ماورای بنفش برای اغلب کاربردهای عادی مناسب است. به هر حال تحت شرایط در معرض بودن طولانی و یا تشعشع شدید، مثلاً چند هزار ساعت، کاهش خواص قابل ملاحظه‌ای دیده است.

پلی‌ایمیدها مانند اغلب پلیمرهای آلی، عایق‌های خوبی هستند و می‌توانند در کاربردهای الکتریکی و الکترونیکی به عنوان اتصال‌دهنده و عایق سیم‌ها به کار روند. وزن مخصوص اکثر پلی‌ایمیدها در محدوده ۱/۱ تا ۱/۵ است. همچنین سوختن رفتار مشخصه اکثر پلی‌ایمیدهاست که آن‌ها را برای کاربردهای صنایع حمل و نقل و ساختمان بسیار مناسب کرده است. در طول سوختن، پلی‌ایمیدهای آروماتیک سطحی ایجاد می‌کنند که آتش را خاموش می‌کند. میزان رطوبت تعادلی اغلب پلی‌ایمیدها پایین است (در حدود کم‌تر از ۱۰%).

پلی‌ایمیدها بسته به ساختار و روش پلیمیریزاسیون، رنگی زرد تا قهوه‌ای دارند. پلی‌ایمیدهایی که از مونومرهای بسیار خالص تهیه شده‌اند بر حسب ساختارشان محدوده رنگی از زرد روشن تا بی‌رنگ دارند. پلیمرهایی که از مونومرهای صنعتی، مخصوصاً دی‌آمین‌های آروماتیک تولید می‌شوند رنگ‌های بیش‌تری خواهند داشت.

پلی‌ایمیدهای اصلاح شده

در سال‌های اخیر پلی‌ایمیدهای اصلاح شده بسیاری برای کاربرد خاص تولید شده‌اند، مخصوصاً در کامپوزیت‌های مصرفی در صنایع هوافضا که به مواد مقاوم در مقابل دمای بالا برای زمانی طولانی همچنین مواد مقاوم در مقابل حلال‌های قوی و با مقاومت بالا و آتش‌گیری پایین به شدت نیاز است. برای برآورده ساختن این احتیاجات چندین پلی‌ایمیدها قابل پخت با مکانیسم افزایشی ساخته شده و به تولید صنعتی رسیده‌اند. این سیستم‌ها شامل الیگومرهایی با وزن مولکولی پایین‌اند که گروه‌های غیر اشباع جای‌گزین انتهای زنجیره‌های آن‌ها شده‌اند.

پلی‌ایمیدهایی با خواص طراحی شده نیز برای زمینه‌های کاربردی خاص سنتز ارزیابی شده‌اند. کوپلیمرهای قطعه‌ای و اتفاقی شامل پلی‌آمیدایمیدها، پلی‌استرایمیدها و پلی‌سیلوکسان ایمیدها نیز رشد فراوانی داشته‌اند. همچنین آلیاژ پلی‌ایمیدها با سایر پلیمرها مانند نایلون نیز خالی از فایده نیست.

پلی‌اترایمیدها

گروه‌های اتری سهم مهمی در بهبود فرآیندپذیری و جریان مذاب پلی‌اترایمیدها دارند. پلی‌اترایمیدها آمورف، شفاف، مقاوم نسبت به اشعه ماورای بنفش و پرتوهای یونیزه‌کننده هستند و کاربردهای متفاوتی از جمله دستگاه‌های مایکروویو و صنایع هوافضا دارند. از الیاف آن‌ها برای محافظت لباس آتش‌نشان‌ها، رانندگان مسابقات اتومبیل‌رانی، لوازم داخلی هواپبما و… استفاده می‌شود.

پلی‌آمیدایمیدها

پلی‌آمیدایمیدها کوپلیمرهای تجاری مشتق شده از ایمیدها هستند که با وارد کردن یک پیوند پلی‌آمیدی، پلیمری با خواص مطلوب‌تر، فرآورش پذیرتر، قابل انحلال و قابل قالب‌گیری تهیه می‌شود.

به پلی‌آمیدایمیدها به دلیل سبکی وزن و استحکام بالاتر به ازای هر واحد وزنی، بیش‌تر از اغلب آلیاژهای فلزی توجه می‌شود. پلی‌آمیدایمیدها در صنایع هوافضا و اتوماتیک و به عنوان بستر (ماتریس) پلیمرهای گرمانرم (ترموپلاستیک‌) در کامپوزیت‌های با کارایی بالا، هدایت‌کننده‌های نوری عالی، الکترولومینسانس، ابزارهای الکتروکرومیک و… کاربرد دارند. پلی‌آمیدایمیدها به دو صورت گرمانرم و گرماسخت هستند که خواص مکانیکی برجسته‌ای در دمای بالا با پایداری ابعادی عالی، خزش خوب و مقاومت شیمیایی و ضربه‌ای مناسب از خود نشان می‌دهند.

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

ایجاد امکانات جدید برای ایمپلنت‌های پزشکی از طریق فناوری اتصال ماده زیستی-سلول (Biomaterial-Cell)

فرآیند اتصال مبتنی بر مواد شیمیایی به محققان این امکان را می‌دهد که کنترل کنند کدام سلول و کجا به بیومتریال متصل می‌شوند.

بر اساس گزارش‌ها، یک تکنیک جدید برای اتصال بیومواد به سلول‌ها از واکنش‌های ایمنی و تشکیل بافت جای زخم (scar) جلوگیری می‌کند. همچنین ممکن است به محققان اجازه دهد تا در صورت نیاز، سلول‌های بنیادی را از طریق محرک‌های مکانیکی به سمت تشکیل بافت چربی یا استخوان در بدن هدایت کنند. تحقیقات انجام شده در دانشگاه Twente هلند در Advanced Materials منتشر شده است.

سلول‌ها محیط اطراف خود را احساس می‌کنند و بر اساس آن واکنش نشان می‌دهند. خواص مکانیکی بر رفتار سلول های بنیادی تأثیر می گذارد، برای مثال: یک محیط نرم آن‌ها را وادار به تشکیل چربی می‌کند، در حالی که محیط سخت آن‌ها را به سمت تشکیل استخوان هدایت می‌کند، انتشار خبری در وب سایت دانشگاه توضیح می‌دهد که این تحقیق را تشریح می‌کند. در ایمپلنت‌های فعلی، سلول‌ها مستقیماً به ماده متصل می‌شوند، که می‌تواند باعث پاسخ ایمنی قوی و تشکیل بافت اسکار شود که ممکن است عمل‌کرد ایمپلنت را مختل کند. محققین Tom Kamperman و Jeroen Leijten با عدم اتصال مستقیم ماده زیستی به سطح سلول، پاسخ ایمنی را مهار می‌کنند. در عوض، سلول‌ها از طریق یک واکنش شیمیایی به یک ماده بی اثر متصل می‌شوند.

محققان از تیرامین (tyramine) برای عامل‌دار کردن این ماده زیستی استفاده می‌کنند. تیرامین از نظر مولکولی شبیه به آمینو اسید تیروزین است که به صورت طبیعی در داخل و اطراف سلول‌ها وجود دارد. این مقاله در وب‌سایت دانشگاه ادامه می‌دهد: «با یک واکنش شیمیایی دوست‌دار سلول، زیست ماده می‌تواند به سلول «بر اساس دستور» متصل شود. به این ترتیب، محققان می‌توانند کنترل کنند که کدام سلول ممکن است «بچسبد» و در چه مکان دقیقی. در حالی که واکنش شیمیایی متوقف می‌شود مواد را دوباره به حالت بی‌اثر تبدیل می‌کند. سلول‌های منتخب می‌توانند مواد زیستی را احساس کنند و اجازه کنترل سلول‌های بنیادی را می‌دهند، در حالی که هیچ گونه شکل‌گیری فعال بافت اسکاری در اطراف مواد وجود ندارد.

این فناوری به محققان اجازه می‌دهد تا در مورد نحوه عمل‌کرد سلول‌ها بیش‌تر بیاموزند و همچنین آن‌ها را به سمت انجام وظایف خاص از طریق محرک‌های مکانیکی هدایت کنند. ابزار ساخته شده توسط Kamperman و Leijten  – DOCKING، که علامت اختصاری (discrete on-cell inducible on-cell crosslinking)، پیش از این نشان داده است که تصمیم سلولی در پاسخ به یک محیط نرم یا سخت در یک روز خاص گرفته می شود. به گفته محققان، این نحوه بهبود زخم یا نحوه عمل‌کرد یک ایمپلنت زنده را تعیین می‌کند.

به گفته محققان، ابزار DOCKING تحقیقات در پزشکی احیاکننده، سیستم‌های دارورسانی، سلول درمانی و حتی تولید گوشت کشت شده را افرایش خواهد داد.

 

لینک خبر:

https://www.plasticstoday.com/medical/biomaterial-cell-binding-technology-opens-new-possibilities-medical-implants

Tethering Cells via Enzymatic Oxidative Crosslinking

 

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

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

آخرین اخبار

نمونه کاربرد محصولات

بایگانی اخبار فراپلیمر

شنبهیکدوسهچهارپنججمعه
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031   
       
      1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
30      
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031 
       
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728    
       
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031    
       
    123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031
       
  12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
27282930   
       
      1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031     
    123
45678910
11121314151617
18192021222324
252627282930 
       
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031   
       
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31      
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930  
       
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031    
       
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
       
  12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031  
       
  12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728     
       
      1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031     
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031 
       
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
282930    
       
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31      
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930  
       
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031    
       
    123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031
       
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031   
       
      1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
30      
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
2930     
       
      1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031     
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031