وضعیت ورود
درحال حاضر شما وارد سایت نشده اید.
آمار بازدیدکنندگان
  • کاربران حاضر: 0
  • بازدید امروز: 108
  • بازدید ماه: 15,490
  • بازدید سال: 157,993
  • کل بازدیدکنند‌گان: 113,874
قیمت روز

زیست تخریب پذیر

ارتباط MFI با ویسکوزیته

رابطه MFI و ویسکوزیته

در حین تولید محصول پلیمری، تنها پارامتری از جریان شخص فرآیند کننده به آن دسترسی دارد، MFI است. اما MFI اندازه‌گیری تک‌نقطه‌ای ویسکوزیته در دما و سرعت برشی پایین نسبتاً پایین است. از آنجایی که مقادیر دما و سرعت برشی به کار گرفته شده در آزمون MFI اساساً با مقادیری که در فرآیندهای مقیاس بزرگ واقعی که با آن‌ها می‌توان مواجه شد؛ متفاوت است، MFI به طور مستقیم به رفتار فرآیندی مرتبط نمی‌باشد. تا جایی که به فرآورش مربوط می‌شود، هر دو ویسکوزیته‌های برشی بالا و پایین مواد مهم هستند. خواص برشی پایین در کاربردهایی مهم هستند که استحکام مذاب و خمش از قبیل قالب‌گیری دمشی و پوشش‌دهی مورد اهمیت واقع می‌شوند. از طرف دیگر خواص برشی بالا به کاربردهایی مرتبط هستند که پایداری مذاب، شکست مذاب و تولید حرارت مهم هستند. MFI اغلب به عنوان یک پارامتر تعریف شده تجربی در نظر گرفته می‌شود.

رابطه معکوسی بین MFI و ویسکوزیته برشی صفر وجود دارد. مثلاً برای پلی‌اتیلن رابطه زیر وجود دارد:

1

 

رابطه بین MFI و ویسکوزیته ذاتی را به صورت زیر ارائه شد که از این طریق رابطه معکوس بین MFI و ویسکوزیته برشی صفر به شرح زیر است:

2

با استفاده از این تعریف که 

3

روابط ۳ و ۴ می‌توانند به سادگی از روابط ۱ و ۲ مشتق شوند.

 

4

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

برای اکثر مذاب‌های پلیمری ترموپلاستیک (فرآورش شده در ناحیه پلاتو ویسکوزیته نیوتنی برشی پایین)، تخمین منطقی خوبی از ویسکوزیته برشی صفر می‌توان از داده‌های MFI از طریق معادله زیر به دست آورد.

8

 

 

9

 

 

 

 

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

 info@fara-ps.com 📧

آزمون شعله پلیمرها- UL94- Glow Wire

 

جهت شناسایی ترموپلاستیک‌ها و ترکیبات ‌آن‌ها روش مستقیم (تماس مستقیم با شعله) که بر اساس استاندارد UL-94 انجام می‌گیرد و روش غیر مستقیم (تماس با یک سیم با دمای مشخص) که بر اساس استاندارد (IEC Glow Wire Test: International Electrical Commission) انجام می‌گیرد، به کار می‌رود.

UL-94

قابلیت اشتعال‌پذیری ترموپلاستیک‌های مورد استفاده در قطعات در دستگاه‌ها و لوازم بررسی می‌کند. آزمون احتراق UL94 عمدتاً بر اساس استانداردهای آزمون ۹۴HB احتراق افقی، ۹۴V-0، V-1،  V-2 آزمایش کوره‌های عمودی، HB-2، HF-1، HBF مواد فوم احتراق افقی، VTM-0، VTM-1،  VTM-2  مواد نازک آزمایشگاه احتراق عمودی و آزمون سوخت احتراق سیم انجام می‌شود.

آزمون سیم ملتهب (glow wire ignition test)

یکی از روش‌های بررسی و ارزیابی پایداری پلاستیک‌ها در برابر شعله و حرارت می‌باشد. آزمون Glow Wire حداقل دمای مورد نیاز جهت شعله‌وری یک قطعه پلاستیکی در تماس با سیم ملتهب را اندازه‌گیری می‌کند. در این آزمون، سیم ملتهب با نیروی ۱ نیوتنی به مدت ۳۰ ثانیه به داخل قطعه پلاستیک نفوذ کرده و رفتار قطعه پلاستیک مورد بررسی قرار می‌گیرد. در آزمون مذکور یک رشته سیم ملتهب که دارای دمای مشخص در رنج ۵۵۰ تا ۹۵۰ درجه سانتی‌گراد می‌باشد؛ تحت شرایط استاندارد در تماس با قطعه ترموپلاستیک قرار گرفته و رفتار سوختن قطعه مورد بررسی قرار می‌گیرد. بر اساس نوع کاربرد قطعات پلاستیکی دمای سیم ملتهب تغییر می‌کند و قطعه تحت شرایط استاندارد مورد ارزیابی قرار می‌گیرد.1

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

 info@fara-ps.com 📧

🔎روش‌های پایه شناسایی ترموپلاستیک‌ها

برای تشخیص نوع پلاستیک‌ها روش‌های متعددی وجود دارد. از جمله روش‌های پایه و سریع می‌توان به بررسی شکل ظاهری، بررسی انحلال‌پذیری در حلال‌‌های شیمیایی، تعیین چگالی، تعیین نقطه ذوب، تعیین مقدار pH، آزمون پیرولیز، آزمون رنگ و آزمون شعله اشاره کرد.

بررسی شکل ظاهری:

منظور از شکل ظاهری بیش از هر چیز شفافیت و براقی (صافی)  ظاهری محصول می باشد. اصولاً تمام ترموپلاستیک‌هایی که بافت ساختمان مولکولی آن‌ها به شکل آمورف می باشد مانند PS و PC شفاف و بعضی تا حدودی رنگین (زرد رنگ) می‌باشند. عموماً براقیت سطوح محصولات ترموپلاستیک‌های آمورف نسبت به سایر ترموپلاستیک‌ها بیش‌تر می‌باشد.

بررسی انحلال‌پذیری در حلال‌‌های شیمیایی (Solubility):

تأثیرات مختلف حلال‌های شیمیایی بر روی مواد مختلف پلیمری، روش دیگری برای شناسایی نوع ترموپلاستیک می‌باشد. برای انجام این آزمایش کافی است تا مقداری از ترموپلاستیک مورد نظر را با مقداری از حلال مخصوص در یک لوله آزمایش مخلوط و جهت انحلا‌ل‌پذیری به آن زمان داده شود. حلال‌های شیمیایی می‌توانند پلیمر را کاملاً در خود حل کنند یا تأثیر ناچیزی بر آن داشته باشند و یا اینکه بر ماده پلیمری کاملاً بی‌اثر باشند. تأثیر ناچیز حلال شیمیایی بر پلیمر اغلب تأثیر سطحی است که نشانه آن کدری و چسبندگی سطح محصول می‌باشد. عموماً این حلال‌ها بر روی ترموپلاستیک‌هایی مانند پلی‌اتیلن (PE)، پلی‌پروپیلن (PP)، پلی‌‌آمید (PA) و پلی‌کربنات  (PC)بی‌اثرند و یا اینکه تأثیر خیلی کمی دارند. حلالیت نه تنها به اجزای شبکه تشکیل‌دهنده یک ترموپلاستیک بلکه به درجه پلیمرشدن، میزان شاخه‌ای بودن، شبکه‌ای بودن و ایزومری، مظم فضایی و بلورینگی بستگی دارد. مهم‌ترین سؤالاتی که در این آزمون باید مد نظر قرار گیرند عبارتند از: آیا پلیمر در حلال حل می‌شود؟ متورم می‌شود؟ محلول ویسکوز می‌باشد؟ تغییر رنگی در محلول ایجاد می‌شود؟ برای آزمون حلالیت حلال‌های زیر را مورد بررسی قرار می‌گیرند: آب، اتانول، متانول، ایزوپروپانول، اسید سولفوریک غلیظ، اسید استیک گلاسیال، محلول سود ۱ مولار، تولوئن، کرزول، اتیل استات، سیکلوهگزان، ۲،۱ -دی کلرواتان، متیلن‌کلراید، کلروفرم، تتراکلریدکربن، دی‌متیل و استون.

1

 

تعیین چگالی (Density):

یکی از شاخص‌های مهم برای شناسایی نوع ترموپلاستیک، تعیین چگالی ترموپلاستیک می باشد. تعیین چگالی توسط سه روش اختلاف حجم، اختلاف وزن (جرم) و روش غوطه‌وری یا تعلیق انجام می‌گردد. معمول‌ترین روش جهت مشخص کردن چگالی یک پلیمر، روش غوطه‌وری است. در این روش نمونه پلیمری در مایعی با چگالی معین غوطه‌ور می‌گردد. رفتار نمونه بر اساس این که چگالیش کم‌تر از مایع، برابر با مایع و بیش‌تر از مایع باشد؛ به صورت قرار گرفتن روی سطح مایع، معلق در داخل مایع و نشستن در کف ظرف متفاوت خواهد بود.

تعیین نقطه ذوب (Melting Point):

با گرم کردن تدریجی ترموپلاستیک در یک لوله آزمایش می‌توان نقطه ذوب ترموپلاستیک مورد نظر را به دست آورد. لازم به ذکر است ترموپلاست هایی وجود دارند که تجزیه شدنشان سریع‌تر از مرحله ذوب شدنشان است مانند PVC و یا اینکه قبل از ذوب شدن تبخیر می‌گردند مانند PMMA.

تعیین pH:

توسط آزمایش مذکور در بخش نقطه ذوب می‌توان مقدار pH یک ترموپلاستیک را تعیین کرد. به این صورت که با قرار دادن کاغذ اندیکاتور (Indikator) بر بالای لوله آزمایش و تأثیر گاز متصاعد شده از لوله بر آن که منجر به تغییر رنگ اندیکاتور می‌گردد، می‌توان مقدار pH محصول را مشخص کرد.

آزمون تجزیه حرارتی (پیرولیز) (Pyrolysis):

مقداری از ترموپلاستیک (متناسب با چگالی پلیمر) را در لوله آزمایش قرار داده و سپس در آن را با پنبه بسته و لوله آزمایش را روی شعله ملایم گرفته اثر بخارات حاصل از سوختن بر روی کاغذ pH، اسیدیته نمونه را مشخص می‌کند.

 

2

آزمون رنگ (Color):

آزمون رنگ، بر اساس واکنش ترموپلاستیک با معرف است که منجر به تشکیل رنگ ناشی از تولید فرآورده می‌شود. واکنش‌های تشکیل رنگ همچنان مفیدترین آزمون برای شناسایی مشخصات ساختاری و گروه‌های عاملی حتی در آزمایشگاه‌هایی که دارای تجهیزات پیشرفته هستند، می‌باشند. از مزایای آزمون رنگ می‌توان به حساسیت، مهارت، صرفه اقتصادی، زمان، مکان و حداقل تجهیزات با کاربری آسان اشاره نمود.

آزمون شعله (Flame Test):

آزمون شعله را می‌توان جهت شناسایی ترموپلاستیک‌ها به کار برد. چراکه شعله تولیدی حاصل از سوختن ترموپلاستیک‌ها، مشخصه‌های مختلفی را بسته به ساختار ماده نشان می‌دهد. به منظور بررسی رفتار یک ترموپلاستیک در برابر شعله‌ کافی است تا مقدار کمی از نمونه را به کمک اسپاتول بر روی شعله ملایم چراغ بونزن قرار دهید. سوالاتی را که باید حین انجام آزمون شعله به آن توجه داشت: آیا نمونه شعله‌ور می‌شود؟ یا به تدریج و به آرامی می‌سوزد؟ آیا پس از حذف شعله، خاموش می‌شود یا به سوختن ادامه می‌دهد؟ آیا در اثر سوختن گاز آزاد می‌کند؟ گاز آزاد شده روی کاغذ pH مرطوب چه اثری دارد؟ شعله آن چه رنگی است؟ آیا دوده تشکیل می‌شود؟ بوی حاصل از سوختن چیست؟ آیا در حین سوختن قطرات کوچک تولید می‌کند؟ پس از خاموش کردن شعله بو و خاکستر ماده باقی‌مانده بررسی می‌شوند. در نهایت مشاهدات با اسناد علمی تطابق داده می‌شوند. جدول زیر بیان‌کننده خصوصیات پلیمرها در تماس با شعله می‌باشد.

 

3 4

جهت شناسایی ترموپلاستیک‌ها و ترکیبات ‌آن‌ها روش مستقیم (تماس مستقیم با شعله) که بر اساس استاندارد UL-94 انجام می‌گیرد و روش غیر مستقیم (تماس با یک سیم با دمای مشخص) که بر اساس استاندارد (IEC Glow Wire Test: International Electrical Commission) انجام می‌گیرد، به کار می‌رود. علاقه‌مندان به این مبحث می‌توانند در مقالات بعدی همراه ما باشند.

 

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

 info@fara-ps.com 📧

“این مطلب به مناسب روز جهاد کشاورزی ( ۲۷ خرداد ماه) به کاربرد گسترده پلیمرها در صنعت کشاورزی میپردازد”

 

پلیمرها و آینده صنعت کشاورزی

صنایع و محصولات پلیمری در سده گذشته نقش بسیار قابل توجهی در پیش‌رفت زندگی بشر داشته است. مواد مختلف پلیمری به شکل‌های متنوع از ظروف یک‌بار مصرف تا مواد جای‌گزین اندام‌های انسانی به کار می‌روند  که این موضوع بیان‌گر اهمیت این ترکیبات است.

علوم و تکنولوژی پلیمرها برای کاربردهای کشاورزی-مواد غذایی اغلب به عنوان “پلاستی‌کشاورزی” شناخته می‌شوند که هر روزه در حال رشد است. این علم به ویژه در جهت توسعه مواد جای‌گزینی می‌باشد تا از مصرف محصولات غیر زیست‌تخریب‌پذیر که از صنایع پتروشیمی حاصل شده است، جلوگیری کند. روشن است که صنعت کشاورزی یکی از عمده‌ترین مصرف‌کننده‌های پلیمرها می‌باشد. پلیمرها راه­حل­های مناسبی را برای مشکلات کشاورزی فراهم کرده­اند؛ از جمله حداکثر بهره­وری از زمین و آب بدون تهدید محیط زیست و منابع طبیعی. موارد زیر به اهم کاربردهای پلیمرها در زمینه کشاورزی اشاره دارد.

فیلم‌های پلیمری (Polymeric Films) در کشاورزی

امروزه تلاش‌های گستره‌ای در راستای به کارگیری از روش‌های نوین در استفاده از آب و جلوگیری از خطر بحران کم آبی در تولیدات کشاورزی شده است. بهینه سازی در مصرف آب به ویژه در کشورهای خشک یکی از مهم‌ترین دلایل استفاده از پلاستیک‌ها در کشاورزی می‌باشد. با استفاده از لوله‌های پلی‌اتیلنی که در شکل‌ها و انواع مختلف تولید می‌شوند، انتقال آب بدون اتلاف انجام‌ می‌گیرد‌ و‌ با استفاده از فیلم‌های پلی‌اتیلنی اتلاف آب در محل زمین به حداقل کاهش می‌یابد. استفاده از فیلم‌های پلی‌اتیلنی امکان تولید محصولات کشاورزی را در شرایط نامناسب آب و هوایی ازطریق سامانه‌های گلخانه‌ای و روش‌های دیگر امکان‌پذیر ساخته است. روش‌های آب‌یاری تحت فشار (بارانی یا قطره‌ای)، نیازمند به بهره‌برداری از فیلم‌های پلیمری در صنعت کشاورزی و گل‌خانه‌ای با اهداف زیر می‌باشد:

  • صرفه‌جویی در مصرف آب
  • بهبود کارایی آب‌یاری و افزایش تولیدات کشاورزی
  • مراقبت از محصولات گیاهی
  • حداقل مصرف انرژی در تولید و نگهداری محصولات کشاورزی
  • حفظ محیط زیست

فیلم‌های پلیمری گل‌خانه‌ای یکی از پرکاربردترین این نوع از فیلم‌ها می‌باشد و ساز و کار آن به گونه‌ایست که بر روی سطح گل‌خانه‌های کشت محصول، یک پوشش کامل از فیلم‌های پلیمری داده می‌شود که با توجه به نوع محصول، فصل، سطح تابش آفتاب و ویژگی‌های منطقه، نوع فیلم انتخاب می‌شود.

فیلم های پلیمری در صنعت کشاورزی

2 3

مثال هایی از کاربرد پلیمرها در صنعت کشاورزی

4
فیلم مالچ (خاک‌پوش) نیز کاربرد گسترده‌ای در کشاورزی دارد. برای استفاده از آن یک فیلم به طور کامل روی نشای گیاه کشیده می‌شود و فقط قسمت جوانه نشا بیرون از فیلم باقی می‌ماند. بنابراین علاوه بر جلوگیری از تبخیر آب، گیاه در برابر سرما و حشرات و آفت‌های مختلف حفاظت خواهد شد. برای مقابله با مشکلات زیست محیطی مربوط به فیلم پلیمری غیر تجزیه‌پذیر، تحقیقات برای جداسازی میکروارگانیسم‌های بالقوه برای تخریب پلاستیک از اهمیت زیادی برخوردار است. تجزیه بیولوژیکی فرآیندی است که از طریق آن موجودات زنده توسط مواد ارگانیک تجزیه می‌شوند.

فیلم مالچ پلیمری در صنعت کشاورزی

5 6

ورق ژئوممبران (Geomembrane) و ژئوتکستایل (Geotextile) در کشاورزی:

یکی از پوشش‌های عایق پلیمری جدید که دارای مزیت‌های بسیاری است و هر روزه بیش‌تر به کار می‌رود، ورق ژئوممبران می‌باشد. از ورق ژئوممبران برای پوشش انواع استخرهای خاکی و یا حتی سیمانی ذخیره آب کشاورزی و… استفاده می‌شود. ورق ژئوممبران از پلیمرهای مختلفی مانند پلی‌اتیلن یا پلی‌وینیل‌کلراید ساخته می‌شود. از مزایای احداث استخرهای کشاورزی با ورق ژئوممبران‌ها می‌توان به  نصب سریع و آسان، عمر مفید ۲۰-۴۰ سال ژئوممبران‌ها با توجه به شرایط محیطی و پروژه، خنثی بودن پلی اتیلن‌ها در برابر آلودگی‌ها، مواد شیمیایی، مقاومت حرارتی بالا، مقاومت بالا در برابر فشار آب، ضربه، پارگی، اشعه ماوراء بنفش، تخریب‌های بیولوژیکی و… اشاره کرد.

ژئوتکستایل‌ها منسوجاتی نفوذپذیر هستند که در هنگام استفاده همراه با خاک توانایی جداسازی، فیلترکردن، تقویت، حفاظت یا تخلیه را دارند. ژئوتکستایل‌ها به دوشکل بافته و نبافته می‌باشند که بر پایه پلی‌‌استر و پلی‌پروپیلن و ترکیبی از سایر مواد پلیمری با ابعاد گوناگون تولید می‌شوند. ساختار متخلخل باعث وجود خواص مطلوبی نظیر جذب آب، گذر آب، تحمل فشار و ضربات، جذب قیر و از همه مهم‌تر امکان عبور انتخابی یعنی عبور سیالات و عبورناپذیری ذرات خاک را می‌دهد.

ممکن است در بعضی مواقع ژئوممبران‌ها دچار شکستگی شوند که این موضوع سبب نفوذ آب به خاک در سطح زیرین می‌گردد. بنابراین پیشنهاد می‌گردد که ابتدا سطح خاک از ژئوتکستایل پوشانده شود سپس ژئوممبران روی آن قرار گیرد.

ژئوممبران‌ها در کشاورزی7 8

 

هیدروژل­های پلیمری ابرجاذب (Superabsorbent Polymer Hydrogels) در کشاورزی

سوپرجاذب ها، پلیمرهای بسیار آب‌‌دوست با شبکه سه بعدی (اتصالات عرضی) هستند که قادر به جذب و نگهداری مقادیر زیاد آب و محلول‌های فیزیولوژیکی صدها برابر وزن اولیه خود می‌باشند. خواص تورمی و استحکامی هیدروژل‌های سوپرجاذب بدین معنی است که مقادیر زیادی آب و محلول‌های آبی را سریع جذب کنند و هر ذره پس از جذب آب باید قوام مکانیکی داشته باشد و شکل هندسی اولیه خود را از دست ندهد که این موضوع به شدت به نوع و غلظت شبکه ساز وابسته است. هیدروژل‌های ابر جاذب به کار رفته در در حوزه کشاورزی عموماً از نوع  پلی‌آکریل‌آمید می‌باشند. این ابرجاذب‌ها بی‌رنگ، بی‌بو و بدون خاصیت آلایندگی در خاک، آب‌های سطحی و زیرزمینی و همچنین بافت‌های گیاهی هستند. پلی‌آکریل‌آمیدها از نظر بار الکتریکی به صورت آنیونی، کاتیونی و بدون بارند که نوع آنیونی آن در کشاورزی به علت جذب کاتیون‌های سودمند جهت رشد گیاه و… دارای اهمیت ویژه‌ای است.

پلیمرهای سوپر جاذب مصنوعی به دلیل ظرفیت جذب بالای آن‌ها، در دسترس بودن انواع وسیعی از مواد اولیه و پایداری بیش‌تر، جای‌گزین موارد طبیعی شده اند. آن‌ها به دلیل خاصیت آب‌دوستی، غیر سمی، زیست تخریب پذیر و زیست سازگار بودن؛ مطلوب‌ترین محصولات برای انواع کاربردها از جمله کشاورزی هستند.

این دسته از محصولات پلیمری به­طور بالقوه بر تراوایی خاک (Soil Permeabili)، تراکم (Density)، ساختار (Structure)، بافت (Texture)، نرخ تبخیر (Evaporation) و نرخ نفوذ (Infiltration) آب از میان خاک تأثیر می­گذارند.

این ژل‌های جامد به صورت منابع آبی در خاک عمل می‌کنند و زمانی که رطوبت خاک کم شود، به طور تدریجی آب را به خاک می دهند. آن‌ها با فرآیند تورم و رهایش متوالی که انجام می دهند؛ باعث ایجاد تخلخل در ساختار خاک شده و وجود این تخلخل، امکان جریان آب و هوا را در خاک فراهم می‌سازند. استفاده از این مواد سبب می‌شود که اولاً فواصل آب‌یاری طولانی‌تر شده و ثانیاً میزان مصرف آب بسیار کم‌تر شود. ضمناً بسیاری از املاح مفید خاک هم هدر نمی‌رود. بر اساس تحقیقات انجام شده در زمینه تولید و مصرف این مواد، نتایج زیر حاصل شده است:

  • سوپر جاذب‌ها هرگز به مواد اولیه سمی خود تبدیل نمی‌شوند و به طور کامل غیر سمی هستند.
  • سوپر جاذب‌ها مواد خنثی و بی‌اثرند که مصرف آن‌ها در کشاورزی، آلودگی خاک و محیط زیست را به دنبال نخواهد داشت و ایمنی استفاده آنها در خاک به وسیله مؤسسات تحقیقاتی معتبر جهانی تأیید شده است.

ابرجادب های پلیمری در صنعت کشاورزی

9

 

پلیمرهای عامل­دار شده در کشاورزی

پلیمرهای عامل­دار شده نیز برای افزایش اثربخشی آفت­کش­ها (Pesticides) و علف­کش­ها (Herbicides)، استفاده از مقادیر کم‌تر و محافظت غیر مستقیم از محیط زیست از طریق کاهش آلودگی و تمیز کردن آلاینده­های موجود، استفاده می­شوند. بسپارهای مصنوعی به عنوان مواد ساختاردار برای ایجاد مزیت جوی برای رشد گیاهان برای مثال مالچ، پناهگاه­ها یا گل‌خانه­ها، آبیاری، حمل و کنترل توزیع آب نقش مهمی در مصارف کشاورزی ایفا می­کنند. به عنوان گروه فعال سموم دفع آفات، پنتاکلرو فنل (Pentachlorophenol)، ماده شیمیایی مهم صنعتی، یکی از پرکاربردترین آفت‌کش‌ها در انواع مصارف کشاورزی می‌باشد.