وضعیت ورود
درحال حاضر شما وارد سایت نشده اید.
آمار بازدیدکنندگان
  • کاربران حاضر: 0
  • بازدید امروز: 2,283
  • بازدید ماه: 73,016
  • بازدید سال: 882,108
  • کل بازدیدکنند‌گان: 242,651
قیمت روز

آمیزه‌سازی

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

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