وضعیت ورود
درحال حاضر شما وارد سایت نشده اید.
آمار بازدیدکنندگان
  • کاربران حاضر: 1
  • بازدید امروز: 480
  • بازدید ماه: 37,196
  • بازدید سال: 843,930
  • کل بازدیدکنند‌گان: 245,998
قیمت روز

BASF

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

پلیمرهای ذاتاً رسانا

به وسیله دوپه کردن زنجیر اصلی یک پلیمر رسانا، زنجیری با الکترون‌های آزاد در پلیمر ایجاد می‌شود که می‌تواند بار را به شیوه‌ای همانند فلزات انتقال دهد. به عبارت دیگر این مواد بدون افزودن مواد و افزودنی‌های هادی، رسانای الکتریسیته هستند. این پلیمرها در ساختار مولکول خود پیوندهای ساده و دوگانه به صورت یک‌در‌میان دارند. برخی از این پیوندهای دوگانه آزاد می‌شوند و ابرهای الکترونی در طول زنجیر پلیمر تحرک پیدا می‌کنند. در این روش در زنجیر اصلی پلیمر، الکترون‌های آزادی وجود دارند که بارها را شبیه فلزات انتقال می‌دهند. این روش ویژه پلیمرهایی است که زنجیره اصلی یا گروه جانبی وظیفه تهیه و پخش حامل‌های الکتریکی را به عهده دارند. برتری بیش‌تر مواد تهیه شده از این روش تغییر رسانایی الکتریکی نمونه با کنترل میزان اکسایش و احیاست.

پلی‌استیلن نخستین پلیمری است که با به کارگیری این فرآیند رسانا شد. پلیمری که با به کارگیری این فرآیند رسانا شد، رسانایی تا یک میلیون برابر استیلن معمولی دارد. این در حالی است که در پلی‌استیلن، رسانایی الکتریکی ویژه می‌تواند به

Untitled

زیمنس بر سانتی‌متر (S/cm)  هم برسد. از آن‌جایی که این میزان رسانایی به حد رسانایی مس می‌رسد، این گونه پلیمرها را فلز مصنوعی نیز می‌توان نامید. پلیمرهای ذاتاً رسانای دیگر مانند پلی‌پارافنیلین، پلی‌آنیلین، پلی‌پیرول، پلی‌تیوفن که میزان رسانایی آن ها به چند درصد زیمنس بر سانتی‌متر می‌رسد نیز در خانواده مواد نیمه رسانا قرار دارند.

تا کنون فعالیت‌های زیادی بر روی پلیمرهای رسانا انجام گرفته است. در سال ۱۹۸۱ نخستین باتری با الکترودهای پلیمری مطرح شد تا آن که در سال ۱۹۸۷ رسانایی در پلیمر رسانا در تحقیق شرکت BASF آلمان به بیش‌ترین مقدار زمان خود و به اندازه رسانایی در مس رسید. کشف این نکته که پلی‌فنیلن نیز مانند پلی‌استیلن قابلیت رسانایی الکتریکی در اثر دوپه شدن را دارد، دنیای جدیدی را در پلیمرهای رسانا گشود و پس از آن مونومرهای آروماتیک دیگر مانند پلی‌فنیل‌سولفید، پلی‌پیرول، پلی‌تیوفن و پلی‌آنیلین که همگی مونومرهای آروماتیک هستند در جرگه پلیمرهای رسانا درآمدند.

پیش‌بینی می‌شد که کشف انقلابی پلیمرهای ذاتاً رسانا منجر به گسترش به کارگیری این مواد در صنعت شود ولی به چند دلیل این پدیده رخ نداد. مهم‌ترین دشواری، پایداری بسیار کم رسانایی الکتریکی این پلیمرها بود. برای نمونه در پلی‌استیلن، پس از چند هفته، رسانایی به اندازه توان‌هایی از ۱۰ کاهش می‌یابد. دلایل دیگر غیر قابل ذوب و نامحلول بودن این پلیمرها، فرآیندپذیری ضعیف، ویژگی‌های مکانیکی ضعیف و ناپایداری محیطی آن‌هاست. کامپوزیت‌های پلیمر ذاتاً رسانا از دیگر زمینه‌های جدید در پلیمرهای رسانا هستند. بیش‌تر فیلم‌های پلیمری ذاتاً رسانا بدون استفاده از بستر پلیمری ترمپلاستیک یا ترموست دیگر سخت و شکننده هستند و مواد افزودنی گونگونی برای بهبود ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی باید به آن‌ها اضافه گردد. با مجاور کردن یک الاستومر اشباع مانند پلی‌بوتادی‌ان یا پلی‌ایزوپرن در مجاورت گاز استیلن، یک سامانه کامپوزیت دو فازی از گستره‌های میکرونی پلی‌استیلن در الاستومر تولید می‌شود. این روند موجب افزایش پایداری محیطی و کاهش رسانایی در پلیمر می‌شود.

تفاوت پلیمرهای ذاتاً رسانا با پلیمرهای معمولی عبارتند از

شکاف انرژی آن‌ها کوچک است (تقریباً از ۱ تا ۳/۵ الکترون ولت) بنابراین برانگیختگی به انرژی کم‌تری نیاز دارد و همانند مواد رسانا رفتار می‌کنند.

می‌توان آن‌ها را با دوپه‌کننده‌های مولکولی یا اتمی اکسید یا احیا کرد.

جنبش حاملان بار در حالت رسانا به اندازه کافی زیاد است. به همین دلیل رسانایی الکتریکی در آن‌ها دیده می‌شود.

ویژگی‌های الکتریکی و نوری این گونه مواد به ساختار الکترونیکی و شیمیایی واحدهای تکراری در آن‌ها بستگی دارد.

پلیمرهای ذاتاً رسانا بدون افزودن مواد افزودنی رسانا، هادی جریان الکتریسیته هستند. در این گونه پلیمرها با فرآیند دوپه کردن، پلیمری ایجاد می‌شود که دارای زنجیر اصلی نیمه رسانا با پیوند دوگانه بک‌درمیان خواد بود.

به عبارت دیگر این پلیمرها در ساختار مولکولی خود پیوندهای ساده و دوگانه به صورت یک‌درمیان دارند. برخی از این پیوندهای دوگانه آزاد می‌شوند و ابرهای الکترونی در طول زنجیر پلیمر تحرک پیدا می‌کنند. در این روش در زنجیر اصلی پلیمر، الکترون‌های آزادی وجود دارند که بارها را مانند فلزات انتقال می‌دهند. این روش ویژه پلیمرهایی است که زنجیر اصلی یا گروه های جانبی وظیفه تهیه و پخش حامل‌های الکتریکی را بر عهده دارند.

این پلیمرها در گروهی متفاوت از مواد رسانا نسبت به آن‌هایی که عموماً مخلوط فیزیکی یک پلیمر با یک ماده رسانایی‌کننده نظیر فلز یا پودر کربن هستند قرار می‌گیرند. در ابتدا این پلیمرهای ذاتاً رسانا نه قابل فرآیند کردن و نه پایدار در هوا بودند ولی نسل‌های بعدی این پلیمرها قابلیت فرآیند کردن به صورت پودر، فیلم و الیاف از طیف وسیعی از حلال‌ها و همچنین پایدار در هوا شدند.

Untitled

پلی‌استیلن Polyacetylene

با نام آیوپاک پلی‌اتین، ساده‌ترین عضو پلیمرهای رسانا ست و از دیگر پلیمرهای رسانا بیش‌تر بررسی شده است. پایین بودن پتانسیل اکسایش پلی‌استیلن موجب ناپایداری آن در هوا شده است. این پلیمر بیش‌ترین رسانایی الکتریکی را در میان پلیمرهای رسانا نمایش می‌دهد. پلی‌استیلن یک زنجیر پیوسته کربن است که یک اتم هیدروژن به هر کربن متصل است. اتم‌های کربن به طور یک‌درمیان پیوندهای دوگانه دارند که این پیوندها متناوباً جای خود را عوض می‌کنند و به کربرن بعدی منتقل می‌گردند و یک جابه‌جایی بین پیوندهای ساده و پیوندهای دوگانه صورت می‌گیرد که همین موجب رسانایی الکترون می‌شود. پلی‌استیلن ساده‌ترین پلیمر ذاتاً رسانا است. پلیمری است که بیش‌ترین بررسی بر روی آن و دوازده مشتق پلیمری دوپه شده آن (برای رسانایی الکتریکی آن‌ها انجام شده است.

این پلیمر آرایش مزدوج دارد به طوری که در ساختار آن اتم‌های کربن از طریق پیوندهای یگانه و دوگانه یک‌درمیان به یک‌دیگر متصل شده‌اند. مکان این پیوندها پیوسته با یکدیگر جابه‌جا می‌شود و حدی واسط بین پیوندهای مذکور به وجود می‌آید. از اکسایش ناقص پلی‌استیلن با ید و دیگر واکنش‌گرها می‌توان فیلم‌های پلی‌استیلنی تهیه کرد که ۱۰ مرتبه رساناتر از پلی‌استیلن اولیه باشند.

Untitled

پلی‌پیرول Polypyrrole

از اکسایش پیرول با H2O2 پلیمریزه شد. در بین پلیمرهای رسانا، به پلی‌پیرول به علت زیست‌سازگاری، آسانی پلیمریزه شدن و پایداری شیمیایی بیش‌تر از پلی‌استیلن توجه شده است.

ویژگی شیمیایی ساختار پلی‌پیرول توانایی خاص و پاسخ به اختصاصی بودن آن است. این ویژگی‌ها نشان می‌دهند که پلیمر رسانا با مواد دیگر در ساختار تداخل می‌کند و مواد کامپوزیتی را تشکیل می‌دهد.

Untitled 1

پلی‌آنیلین Polyaniline

از میان پلیمرهای رسانا، پلی‌آنیلین به دلیل ویژگی‌هایی مانند سنتز آسان، قیمت پایین، کاربرد گسترده و کارایی بالای پلیمریزه شدن نگاه‌ها را به خود جلب کرده است. ویژگی‌های الکتریکی، الکتروشیمیایی و نوری پلی‌آنیلین آن را به ماده‌ای جذاب برای کاربرد در صنایع الکترونیکی پوشش‌های ضد الکتریسیته ساکن و پوشش‌های ضد خوردگی تبدیل کرده است. پلی‌آنیلین از اکسایش آندی آنیلین روی الکترود پلاتین تهیه شد.

پلی‌آنیلین‌ها گروهی از پلیمرها با ساختار عمومی زیر و شامل تکرار گروه‌های احیا شده فنیل‌دی‌آمین و گروه‌های اکسیدشده کینوییددی‌ایمین هستند. مقدار y می‌تواند از حالت ۱ (کاملاً احیا شده) تا صفر (کاملاً اکسید شده) باشد.

Untitled

پلی‌تیوفن Polythiophene

تیوفن یک ترکیب هتروسیکل آروماتیک است که شامل چهار اتم کربن و یک اتم گوگرد می‌باشد. آنالوگ‌های تیوفن شامل فوران و پیرول می‌باشند که در آن‌ها اتم گوگرد جای‌گزین اکسیژن و نیروژن شده است. در حقیقت وقتی یک آروماتیک تحت اکسایش الکتروشیمیایی ناجورحلقه قرار بگیرد اغلب ایجاد فیلم پلیمری با خاصیت رسانایی الکتریکی در سطح الکترود منجر می‌شود. تاکنون از مولکول‌های آلی زیادی از جمله تیوفن و پیرول فیلم‌های رسانای پلیمری تهیه شده است. رسانایی پلی‌تیوفن و پلی‌پیرول به ضخامت فیلم پلیمری بستگی دارد، هر چه ضخامت بیش‌تر باشد میزان رسانایی نیز بیش‌تر خواهد بود. معمولاً پلی‌تیوفن را با به کارگیری اکسیدکننده‌های مناسب تهیه می‌کنند.

اکسایش الکتروشیمیایی ناجورحلقه‌های آروماتیک، بنزن‌مانندها و نابنزن‌مانندها اغلب به عنوان فیلم پلیمری با خاصیت رسانایی الکتریکی در سطح الکترود منجر می‌شود.

فیلم‌های نازک پلیمری هنگامی که روی الکترود کشیده می‌شوند می‌توانند به صورت الکتروشیمیایی بین حالت‌های اکسایش (رسانا) و خنثی (نیمه‌رسانا) چرخش کنند. فیلم‌های ضخیم‌تر را می‌توان در حالت اکسید، به عبارت دیگر حالت رسانا، تهیه و سپس از الکترود جدا کرد. تاکنون از مولکول‌های گوناگون فیلم‌های رسانای پلیمری گوناگون تهیه شده‌اند. ناجور حلقه‌هایی مانند پیرول، تیوفن، ایندول، تیانفتالن و کاربازول از ان جمله‌اند. فیلم‌های پلیمری رسانا هم‌چنین از بنزن‌مانندهای چند حلقه‌ای و هیدروکربن‌های نابنزن‌مانند آزولن، فلورین، تری‌فنیلن، و پیرول نیز تهیه شده‌اند.

Untitled 4

پلی‌فوران Polyfuran

همان‌گونه که ذکر شد از چند سال گذشته به ترکیبات پلیمرهای ناجورحلقه آروماتیک (پلی‌هتروآروماتیک) بیش‌تر توجه شده است. زیرا این ترکیبات رسانایی الکتریکی زیاد، پایداری شیمیایی خوب و هم‌چنین واکنش‌پذیری مناسب دارند. در حقیقت این پلیمر جزء دسته‌ای جدید از پلیمرهاست که با روش الکتروشیمیایی ساخته می‌شوند. از جمله این پلیمرها افزون بر پلی‌پیرول، پلی‌تیوفن، پلی‌فوران و پلی‌آزولن می‌توان به پلی‌سلنوفن و پلی‌ایندول نیز اشاره کرد. در اثر پلیمریزه شدن شیمیایی فوران به کمک کاتالیزور اسیدی، فیلم‌های نازک و شکننده تولید می‌شوند که درجه مزدوج بودن پلیمر در آن‌ها کم است. این پلیمر واحدهای فوران هیدروژن‌دار شده گوناگون دارد و نمی‌توان آن را به حالتی با رسانایی زیاد دوچه کرد. مقدار حلقه‌گشایی فوران در شرایط سنتز، به دلیل خصلت آروماتیکی کم‌تر (انرژی بیش‌تر) آن از پیرول و تیوفن بیش‌تر است. بنابراین ساختار پلی‌فوران به دست‌آمده با ساختار قابل انتظار زیر سازگاری ندارد.

Untitled 5

کاربرد پلیمرهای ذاتاً رسانا

کاهش الکتریسیته ساکن و ایجاد سپری در برابر میدان‌های مغناطیسی دو زمینه مهم از کاربردهای پلیمرهای رسانا در گذشته بوده‌اند.

Untitled

Untitled

 

سایر کاربردها

  • کاربردهای پزشکی
  • کاربردهای نظامی (کلاه‌خودهای نظامی، انحراف امواج رادار)
  • حفاظت از تخلیه بار الکتریسیته ساکن (کامپوزیت‌های آنتی‌استاتیک، اتلاف‌کننده‌های استاتیک، کامپوزیت‌های پلیمری رسانا، سپرهای محافظتی در برابر تداخل امواج الکترومغناطیس و رادیویی)
  • حس‌گرها (حس‌گرهای گازی، زیست‌حس‌گرها)
  • دیودهای نور گسیل و الکتروکرومی (نورافشانی فوتونی، نورافشانی کاتدی، نورافشانی الکتریکی)
  • سلول‌های خورشیدی
  • رساناکننده جریان
  • باتری‌های قابل شارژ
  • ذخیره اطلاعات
  • کاربردهای ضد خوردگی
  • وسایل الکنروکرمیکی
  • ابرخازن‌ها

در مقالات بعدی درباره کاربردهای پلیمرهای ذاتاً رسانا به تفصیل ذکر خواهد شد.

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

TPU دارای فواید اتری و استری

الاستومرهای پلی‌یورتان ترموپلاستیک، عضوی از خانواده پلی‌یورتان می‌باشند. اساساً الاستومر PU که به روش ریخته‌گری تهیه و تشکیل می‌شود، به عنوان ماده‌ای که همانند مواد ترموست، در ساختار خود قابلیت تشکیل اتصال عرضی شیمیایی دارد، مورد توجه قرار گرفته بود. ساختار بند-بند یا بخش-بخش الاستومر PU شامل قسمت‌های سخت بلورین می‌باشد. این نوع ریزساختار، منجر به ارائه مدل کاملاً تازه‌ای بر درک و فهم علمی مواد الاستومری می‌گردد. اجزای تشکیل‌دهنده پایه‌ای PUهای گرم (TPUs)، دی‌ایزوسیانات‌ها، و دی‌‌ال‌های زنجیر بلند و زنجیر کوتاه می‌باشند.

در این راستا شرکت BASF، پلی‌یورتان ترموپلاستیکی را ارائه کرده است که ترکیبی از مزایایی نوع اتری و استری را در یک ماده مورد هدف قرار داده است.  هدف آن در درجه‌ اول در کاربرد شلنگ‌های پنوماتیک است. Elastollan 1598 A 10 FC ، تأیید شده برای کاربرد غذایی دارای مقاومت در برابر هیدولیز و میکروب TPU اتری و خواص مکانیکی TPU استری است. به گفته‌ مدیر بخش اکـستروژن TPU شرکت BASF، Mark Ottens، با توجه به رفتار بهتر فشار ترکیدگی در رابطه با دما، می‌توان از آن برای دست‌یابی به دمای عمل‌کرد بالاتر در مقایسه با TPU های اتری معمولی استفاده کرد. این ماده کاهش رفتار خزش و افزایش فشار ترکیدگی را به نمایش می‌گذارد. این به معنی طول عمر بیش‌تر و گسترش زمینه‌های کاربردی است. ویژگی‌های دیگر آن نظیر خصوصیات تبلور و پایداری ابعادی بالا قابلیت پردازش آن از طریق اکستروژن را افزایش می‌دهد. به گفته ‎‌ Ottens مشتریان از مزایای فرآیند کارآمد نظیر سرعت خط سریع‌تر یا دورریز کم‌تر بهره مند می‌شوند.

منبع خبر: www.basf.com

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

info@fara-ps.com

معرفی پایدار کننده های نوری BASF برای الیاف صنعتی

امروزه بیش از نیمی از ۸۰میلیون تن الیاف مصرفی سالیانه در جهان، الیاف سنتزی هستند. الیاف مصنوعی ساخته­ دست بشر ابتدا در کشورهای غربی تهیه و تولید شدند. اما اکنون با افزایش جمعیت قشر متوسط در دنیا، در همه کشورها مورد استفاده قرار گرفته اند. این الیاف به دلیل دوام بالاتر نسبت به الیاف طبیعی، هم­چنین قابلیت دستکاری و تنظیم خواصشان با توجه به نوع کاربرد از طریق تغییر در ترکیب شیمیایی و یا شرایط فرآیندی، و نیز امکان افزایش زیبایی ظاهریشان، به طور گسترده­ای در منسوجات با کاربردهای تخصصی تر به کار می روند. به عنوان مثال، الیاف مصنوعی می ­توانند انعطاف ­پذیر یا سخت باشند. هم­چنین می توان میزان جذب آبشان را نیز تغییر داد.

الیاف صنعتی به رشد سریعشان در بسیاری از کاربرهای نهایی مانند مواد ساختمانی، منسوجات در صنعت خودروسازی، تک رشته­ های مورد استفاده در چمن مصنوعی برای زمین ­های ورزشی یا ایجاد مناظر، و بی­ بافت ­ها نیز ادامه می­ دهند.

پلی ­پروپیلن پلیمری بسیار پر کاربرد در تولید الیاف مصنوعی از جمله تولید الیاف بلند و ریسندگی الیاف بی­ بافت یا نوارهای بافته شده از آن ­ها به شمار می­ رود. از جمله ویژگی­ های الیاف مصنوعی پلی پروپیلن می­ توان به مقاومت بالا به اسیدها، مقاومت به فرسایش، و مقاومت به آسیب­ های حشرات اشاره کرد. پلی­ آمید و پلی اتیلن و هم­چنین پلی ­­استر، پلیمرهای مهم دیگری هستند که در تولید الیاف مصنوعی مورد استفاده قرار می­ گیرند.

پایدارکننده­ های UV و نوری BASF برای محافظت از الیاف مصنوعی در برابر تخریب

الیاف مصنوعی در طول فرآیند کردن پلیمر، ریسندگی و نیز عمر سرویس دهی خود در معرض تخریب گرمایی و اکسیداسیون نوری (فوتواکسیداسیون) قرار می­ گیرند. الیافی که در چمن مصنوعی، غشاهای محاقظتی یا فرش و کف­پوش ها مورد استفاده قرار می­ گیرند، باید قادر به تحمل شرایط جوی سختی از جمله تابش طولانی مدت اشعه­ UV، و آلودگی­ های محیطی باشند. در برخی از کاربردها نیز، مانند کاربردهای ساختمانی و اتومبیل، دوام طولانی مدت الیاف مصنوعی امری ضروری است.

به طور کلی، آنتی اکسیدانت­ های ایرگانوکس، و پایدارکننده ­های نوری chimassorb و  Tinuvin از الیاف در برابر مضرات پیرشدگی گرمایی و نور UV، از جمله تغییر رنگ و تخریب، محافظت می­ کنند. در ادامه به بررسی بیش تر این پایدار کننده ­ها خواهیم پرداخت.

پیشنهادات و راه حل ­های BASFجهت پاسخگویی به نیازمندی­ های صنعت تولید الیاف مصنوعی

محصولات پیشنهادی BASF برای الیاف مورد استفاده در صنعت ساختمان

الیافی که در معماری به عنوان غشاهای محافظتی به کار می ­روند شامل ژئوتکستایل­ ها، نمدهای مورد استفاده در قیرگونی بام، و محافظ نمای ساختمان می­ شوند. در جدول زیر محصولات ارائه شده توسط BASF که مناسب استفاده در الیاف ساختمانی هستند، آورده شده است.


U

BASF هم­چنین با تمرکز بر جنبه ­های ایمنی مواد ساختمانی، تاخیراندازهای شعله را نیز عرضه کرده است که مانند پایدارکننده­های نوری مورد استفاده در غشاهای مورد استفاده برای عایق­ کاری، می­ توانند در گرفتن مجوزهای ایمنی مربوط به مصالح ساختمانی کمک کننده باشند.

پایدارکننده­ های نوری BASF برای بخش بی ­بافت ­ها

بی­ بافت­ ها طیف وسیعی از کاربردها از جمله در حوزه­ بهداشت و مواد بهداشتی، فیلتراسیون هوا، و کاربردهای ساختمانی و ژئوتکستایل­ ها را در بر­می­ گیرند. پلی ­پروپیلن از پلیمرهای پرمصرف در این بخش به شمار می­ رود. در جدول زیر افزودنی ­های ارائه شده توسط شرکت BASF در بخش بی­ بافت­ ها ارائه شده است:

Uu

 

افزودنی­ های BASF برای چمن ­های مصنوعی

BASF با بیش از ۲۵ سال تجربه در زمینه­ تولید افزودنی­ های اجزای به کار رفته در تولید چمن­ های مصنوعی، یکی از تولیدکنندگان و عرضه کنندگان پیشتاز در این حوزه به شمار می رود. طیف گسترده ای از محصولات این شرکت شامل پایدارکننده­ های نوری آمین ­های استتار شده (HALS) و جاذب­ های UV برای فیلم ­ها، نوارها، و تک رشته ­های پلی ­اتیلنی، پلی ­پروپیلنی و پلی­ آمیدی می­ شود. به علاوه، این شرکت، Flamestab® را نیز در این بخش پیشنهاد می­ کند که یک تاخیر انداز شعله با مقاومت برجسته نسبت به پیرشدگی در اثر UV برای بخش­ های نازک پلی ­اولفینی به حساب می ­آید. در جدول زیر، جاذب­ های UV و پایدارکننده­ های نوری BASF در حوزه­ چمن مصنوعی ارائه شده است:

Uuu

محصولات BASF در حوزه فرش و لوازم منزل (مانند پرده، مبل، و …)

مقاومت در برابر تخریب نوری که منجر به آسیب به زیبایی و استحکام مکانیکی لوازم می ­شوند، در این بخش مورد نیاز است. از آنجا که قوانین مربوط به ایمنی در این حوزه بسیار سخت­گیرانه و شدید است، تأثیراتی مانند تأخیراندازی در شعله در بسیاری از کاربردها بیش از پیش در مکان­ های عمومی یا آپارتمان­ ها مانند خانه­ های شخصی اهمیت می­ یابد.

در جدول زیر محصولات BASF برای کاربرد در لوازم و اثاثیه­ی منزل ارائه شده است:

uf

جهت تکمیل این بحث، در جدول زیر به مرور افزودنی­ های ارائه شده توسط BASF در تعدادی از مهم­ ترین کاربردهای الیاف مصنوعی خواهیم پرداخت:

Ufi

 

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 📧

صنعت تولید نرم‌کننده‌های PVC در حال فاصله گرفتن از ترکیبات شیمیایی بر پایه ارتوفتالات‌های با وزن مولکولی کم و حرکت به سوی جایگزین‌هایی سالم‌تر

پلاستی‌سایزرهای بر پایه ارتوفتالات‌‌های با وزن مولکولی کم نقش مهمی در حوزه صنعت نرم‌کننده‌های PVC ایفا می‌کنند. با این حال، استفاده از این گروه نرم‌کننده‌ها با محدودیت‌های قانونی مواجه شده و چنین محدودیت‌هایی اخیراً در حال افزایش نیز هستند.

در نتیجه، امروزه ارتوفتالات‌های با وزن مولکولی بالا و نیز طیفی از جای‌گزین‌های غیر ارتوفتالاتی از جمله پلاستی‌سایزرهای زیستی (Bio-based) مورد توجه و استفاده قرار گرفته‌اند.

اروپا به عنوان پیشگام در وضع و اجرای محدودیت‌های ذکر شده، بر اساس آیین نامه REACH، استفاده از برخی فتالات‌ها از جمله نیتریل‌بوتیل‌فتالات (BBP)، دی‌بوتیل‌فتالات (DBP)، دی‌ایزوبوتیل‌فتالات(DIBP)، و دی‌اتیل‌هگزیل‌فتالات(DEHP)  را محدود کرده است. در نتیجه، تولید و استفاده از فتالات‌های ذکر شده در اروپا بسیار کاهش یافته و طبق گزارش شورای صنعت شیمیایی اروپا (Cefic)، مطالعات و نظارت‌های زیستی کاهش چشم‌گیر بیماری‌های ناشی از استفاده از این دسته از نرم‌کننده‌های فتالاتی را نشان می‌دهد. اروپا هم‌چنین در گام بعدی، محدودیتی مبنی بر عدم استفاده از چنین نرم‌کننده‌های فتالاتی به میزان بیش از ۰٫۱%، بر کالاهای ارائه شده در بازارهای حوزه یورو اعمال کرده است که به گفته Cefic این محدودیت در وهله اول با هدف نظارت بر کالاهای وارداتی به اروپا وضع شده است. طبق گزارش آژانس مواد شیمیایی اروپا (ECHA)، از جمله آثار مخرب BBP، DBP، DIBP و DEHP ایجاد اختلال در عمل‌کرد سامانه غدد درون‌ریز بدن می‌باشد.

نرم کننده‌های جای‌گزین

شرکت آلمانی  Evonik که از پیشرفته‌ترین شرکت‌های جهان در زمینه تولید مواد شیمیایی با خواص و کاربرد ویژه محسوب می‌شود و مزیت آن استفاده از قدرت خلاقانه و فن آوری‌های یک‌پارچه می‌باشد، DNIP  (دی‌ایزونانیل‌فتالات) را تحت نام تجاری Vestinol 9 تولید و به فروش می‌رساند. به گفته Evonik این ماده به دلیل دارا بودن پنجره فرآیندی وسیع و نسبت قیمت به عمل‌کرد مقرون به صرفه یک نرم کننده مهم با کاربردی عمومی برای PVC نرم به شمار می‌رود. این شرکت هم‌چنین نرم کننده‌های دیگری نیز به عنوان جای‌گزین نرم کننده‌های ترفتالاتی تولید می‌کند:

– سیکلوهگزانوات تحت نام تجاری Elatur CH

– دی‌پنتیل‌ترفتالات (DPT) تحت نام تجاری Elatur DPT

به گفته Evonik، ماده Elatur DPT یک نرم کننده با ویسکوزیته پایین و ذوب سریع همراه با مقدار بسیار کمی محتوای آلی شبه فرار (SVOC) است (کم‌تر از ۰٫۰۱%) که در ترکیب با Elatur CH در بسیاری از کاربردها بسیار مؤثر واقع شده است. از جمله کاربردهای ویژه PVC حاوی این نرم کننده می‌توان به کف‌پوش، پوشش دیوار، و فیلم اشاره کرد.

در آمریکای شمالی نیز، به گفته مدیر صنعتی BASF، استفاده از جایگزین‌های نرم کننده‌های ارتوفتالاتی به خصوص در صنایع اسباب بازی و وسایل مراقبت کودکان، رو به افزایش است که این افزایش مرهون استفاده از DOTP (دی اکتیل ترفتالات) است. نرم‌کننده‌های جای‌گزین در صنایع ذکر شده، و نیز صنایعی نظیر بسته بندی مواد غذایی، فیلم و ورق، کف‌پوش، تجهیزات پزشکی و نیز لوازم ورزشی در آمریکا بیش‌تر شامل DINCH از جمله DINCH تولید شده در BASF تحت نام Hexamoll DINCH، DOTP، و ATBC (استیل‌تری‌بوتیل‌سیترات) می‌شوند.

همچنین به گزارشBASF، DINCH، DOTP، TOTM (تری (۲-اتیل هگزیل)تری ملیتات)، و BTHC (n- بوتیل-تری-n-هگزیل سیترات) جایگزی‌های DEHP در کاربردهای مربوط به تجهیزات پزشکی هستند.

در همین راستا، شرکت Teknor Apex، اخیراً طیفی از کامپاندهای جدید گرید پزشکی را تحت عنوان نرم کننده‌های بدون DEHP و یا دیگر ارتوفتالات‌ها به بازار عرضه کرده است که در آن‌ها از TOTM، ATBC،  و DOTP  استفاده شده است. به گفته این شرکت، TOTM  کم‌ترین میزان جدایی از ماتریس PVC را از خود نشان داده و در تماس با پلی‌کربنات و ABS بیش‌ترین مقاومت را در برابر ترک  ارائه می‌دهد. ATBC  فرآیند پذیری شبیه به DEHP داشته و دارای سمیت بسیار کمی است. همچنین، این شرکت DOTP را جایگزینی مقرون به صرفه برای DEHP معرفی کرده و معتقد است آمیزه آن همراه با TOTM یا ATBC می‌تواند مقرون به صرفه، همراه با فرآیندپذیری خوب و میزان سمیت بسیار پایین بوده و نیز بهبود سازگاری با PC  و ABS را به همراه داشته باشد.

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 📧