وضعیت ورود
درحال حاضر شما وارد سایت نشده اید.
آمار بازدیدکنندگان
  • کاربران حاضر: 2
  • بازدید امروز: 1,608
  • بازدید ماه: 72,341
  • بازدید سال: 881,433
  • کل بازدیدکنند‌گان: 242,630
قیمت روز

carbon footprint

تدبیری برای حفظ سلامتی: مواد پزشکی جدید و کاربردها

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

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

تقاضای پزشکی

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

قاتل کرونا

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

Untitledn

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

عاری از پاتوژن

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

Untitledc

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

 

پتری‌دیش هوشمند

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

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

Untitledp

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

بازیافت پزشکی

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

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

سرمایه گذاری در TPE

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

Untitleda

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

info@fara-ps.com

 

تجدید علاقه به کامپوزیت‌های طبیعی!

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

Jennifer Markaria گزارش می‌دهد.

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

Untitledq

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

نانو سلولز

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

Untitledz

نگرانی کمپوست‌سازی

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

دستاوردهای قالب‌گیری

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

لیگنین کاربردی

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

کنف مناسب

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

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

info@fara-ps.com