اختصاصی بسپار/ آمیزه‌‌سازها در مواجهه با عصر آزمون‌‌ها

گروه ترجمه و تولید محتوا بسپار / ایران پلیمر فشارهای زنجیره تامین و افزایش استفاده از مواد بازیافتی موجب تغییر روند به سوی کنترل کیفیت از آزمایشگاه به خط تولید شده است و تاکید بیشتری بر آزمایش و تحلیل بسپار در عملیات آمیزه‌‌سازی خواهد داشت. در این مقاله، عکس‌‌العمل آمیزه‌‌ها در مقابله با این روند آورده شده است.

نیاز به شناسایی ساده و دقیق بسپارها برای اطمینان از این‌‌که آمیزه‌‌ها هم‌‌چنان الزامات کیفیت و عملکرد مورد نیاز را برآورده می‌کنند اهمیت بیشتری یافته است. افزایش استفاده از بسپارهای بازیافتی، با تنوع بیشتر، همراه با تقاضا برای آمیزه‌‌ها با کارایی عالی برای بازارهای نوظهور مانند وسایل نقلیه برقی، تنها دو نمونه از تقاضا برای آزمایش و تجزیه و تحلیل سریع، قابل اعتماد و دقیق است.
به گفته گروه بین‌‌المللی آزمون، تضمین، بازرسی و صدور گواهینامهIntertek ، تعداد عوامل محرک تقاضای امروزی برای آزمایش بسپار و خدمات تحلیلی را افزایش یافته است. به گفته مدیر تحویل بخش Intertek Wiltonدر بریتانیا، اختلال در زنجیره تامین یکی از مشکلات اصلی بازار بوده است. به ‌‌رغم سابقه زنجیره‌های تامین جهانی پیچیده کنونی، که تحت تاثیر کووید 19 قرار گرفته‌اند، کسب‌وکارها باید به مواد یا مواد جایگزین مانند افزودنی‌ها یا تامین‌کنندگان جدید نگاه کنند. این امر نیاز به آزمایش‌های تحلیلی را برای اطمینان از این‌‌که مواد از کیفیت یکسانی برخوردار هستند و مشخصات عملکردی یکسانی دارند، ایجاد کرده است.
در همین حال، به گفته مدیر واحد تجاری بسپارها در Intertek Polychemlab در هلند، محرک مهم دیگر، نیاز به آزمایش بسپار برای پشتیبانی از توسعه و کاربردهای بازیافت پسامصرف‌ است. برای تحقق اقتصاد چرخشی پلاستیک‌‌ها، فرایندهای بازیافت، «قابلیت بازیافت» مواد و کیفیت و عملکرد مواد حاصل باید از طریق برنامه‌های ارزیابی مواد ارزیابی شوند.
به گفته شرکت Intertek، چندین نکته مهم وجود دارد که آمیزه‌‌سازها و مستربچ‌‌سازهای پلاستیک باید هنگام انتخاب خدمات آزمون بسپار در نظر بگیرند. متخصصNMR (تشدید مغناطیسی هسته‌ای) در بخش Intertek Wiltonمی‌گوید که وقتی بسپارهای بازیافتی را در نظر می‌گیرید و در جایی که مواد بازیافتی با بسپار نو مخلوط می‌شوند، آمیزه‌‌سازها و مستربچ‌‌سازهای پلاستیک در شناسایی و اندازه‌گیری مقدار بسپار بازیافتی اضافه شده با چالش‌هایی مواجه هستند.
در صورتی که همه اجزای تشکیل‌دهنده شناخته شده باشند، قابل حل باشند و اجزای تشکیل‌‌دهنده را بتوان تشخیص داد، ممکن است بتوان ترکیب‌‌بندی مستربچ را با استفاده از NMR اندازه‌گیری کرد. با این حال، نمی‌تواند محتوای بسپارهای بازیافتی را اندازه‌‌گیری کند. در حال حاضر، صنعت، روش‌هایی برای شناسایی یا اندازه‌گیری مقدار مواد بازیافتی در یک محصول ندارد. این عمدتا به این دلیل است که برای مثال، پلی‌‌اتیلن در روش‌‌هایی که به طور مرسوم برای شناسایی پلی‌‌اتیلن استفاده می‌شود مانندNMR ، بدون توجه به این‌‌که بسپار بازیافتی است یا نو شناسایی می‌‌شود. در حالی که تحقیقات بیشتری برای درک کامل تاثیر کیفیت بسپار بر بازیافت مورد نیاز است. به عنوان مثال، چند بار می‌توان یک بسپار را قبل از این‌‌که برای هدفی نامناسب شود، بازیافت کرد؟
چالش دیگر در تجزیه و تحلیل محصولات بازیافتی، مقایسه با مواد نو است- مشخص است که مواد بازیافتی می‌تواند مثلا بر اساس مبدا و فرایندهای تمیز کردن، متفاوت باشد. این امر در مورد خواص فیزیکی و مکانیکی و هم‌‌چنین ایمنی شیمیایی که در آن مواد ممکن است حاوی ناخالصی‌های خطرناک بالقوه باشد که می‌‌تواند در مصارف خاص به بیرون مهاجرت کنند، صدق می‌کند.

اثرات دنیاگیری کرونا
هم‌‌چنین کووید 19 باعث پیشرفت‌های جدید در تجزیه و تحلیل بسپار شده است. یک نتیجه جالب از دنیاگیری کرونا این است که گروه‌های جدیدی از ذی‌‌نفعان با تخصص‌های مختلف را گرد هم آورده است. به عنوان مثال، شرکت‌های مهندسی، متخصصان مواد و کارشناسان آزمایش را می‌‌توان نام ‌برد که ممکن است برای حل مشکلات مربوط به تامین و تولید اجزای بسپاری حیاتی برای محصولاتی مانند ماسک‌ها یا تجهیزات محافظت شخصی (PPE) گرد هم آمده باشند. این شبکه‌های جدید، نقش کلیدی در نوآوری و مشارکت مداوم در ‌بخش بسپار ایفا می‌کنند. به طور کلی، کووید نشان داده است که انعطاف‌پذیری و چابکی بیشتری در زنجیره‌های تامین بسپار مورد نیاز است.
بازیافت مطمئنا در میان فرصت‌های راه‌حل‌های جدید در تجزیه و تحلیل بسپار رتبه بالایی دارد. با درنظر گرفتن موادی که حاوی محتوای بازیافتی پسامصرف (PCR) هستند، رویکردهای تحلیلی جدیدی برای کمک به درک مدت زمانی که می‌توان این مواد جدید را در استفاده موثر نگه داشت، مورد نیاز است. این رویکردها می‌توانند بینش را در مورد این‌‌که چند بار می‌توان آن‌‌ها را بازیافت کرد، در حالی که هنوز مشخصات عملکرد و معیارهای کیفیت و ایمنی را رعایت می‌کنند، ایجاد کند. این چالشی است که با این واقعیت تشدید می‌شود که این مواد ممکن است به طور مداوم با کیفیت یکسان تولید نشوند.
سؤال دیگری که به طور مرتب توسط مشتریان بالقوه پرسیده می‌شود این است که چگونه یک آمیزه بازیافتی خاص «قابل فراورش» است. شرکت Intertek برنامه‌هایی را برای ارزیابی این‌‌که آیا مواد را می‌توان با قالب‌گیری تزریقی،ساخت ورق تخت (cast) یا فیلم‌های دمشی فراورش کرد که شامل ارزیابی بعدی خواص فیزیکی و مکانیکی کلیدی می‌شود، توسعه داده است. چنین مطالعاتی می‌تواند به بینش در مورد فرایند بازیافت و ویژگی‌های عملکردی مواد بازیافتی کمک کند و از تصمیم‌گیری در مورد کاربردهای مصرف نهایی پشتیبانی کند.
سایر زمینه‌های کلیدی توسعه در تجزیه و تحلیل بسپارها شامل افزایش دیجیتالی شدن (رقمی شدن) و استفاده از داده‌های کلان و روش‌‌های مدل‌سازی است. فعال‌سازی تداوم تولید، رعایت قوانین زیست‌محیطی مانند انتشار گازهای گلخانه‌ای و فاضلاب و هم‌‌چنین تضمین ارزش خوراک اولیه و محصولات بسپاری، همگی زمینه‌هایی هستند که می‌توانند از ابزارهای کلان داده و فناوری‌های تحلیلی فرایند بهره ببرند.
فناوری‌‌های تحلیلی در حال بهبود هستند و این منجر به فرصت‌های جدیدی برای استفاده از آزمون کاربردی قابل حمل (PAT) می‌شود. شرکت به طور گسترده‌‌ای با مشتریان خود کار می‌کند تا محصولات سفارشی PAT را توسعه دهد و بتواند اجزای شیمیایی یا خواص فیزیکی را مستقیما در جریان‌های فرایند اندازه‌‌گیری کند. این اجازه می‌دهد تا بینش در زمان واقعی در مورد فرایند و محصولات، تشخیص مشکلاتی مانند مقادیر کم یا زیاد مواد و آگاهی اولیه از مسائل بالقوه تولید، امکان‌‌پذیر باشد. داشتن PAT مناسب برای فرایندهای حیاتی که داده‌های دقیق را ارایه می‌دهد، می‌تواند محرکه اطمینان قابلیت کارخانه برای ارایه محصولات درجه یک و اهداف عملکردی در جایی‌‌که فشار حاشیه سود و کنترل هزینه‌ها مسائل همیشگی هستند، باشد.

تضمین کیفیت
به گفته شرکت PerkinElmer، نیاز به آزمایش و ارزیابی کیفیت بسپارها در کنار اقدامات تولیدکنندگان برای استقرار برنامه‌های تضمین کیفیت جامع بسپارها در حال افزایش است. هنگام تصمیم‌گیری در مورد بهترین روش برای کاربردهای آزمایش بسپار، عوامل زیادی وجود دارد که باید در نظر گرفته شوند. این‌‌ عوامل شامل هدف آزمایش و هم‌‌چنین مقیاس‌پذیری، سهولت استفاده، حساسیت و پتانسیل اتوماسیون ابزار است (جدول 1). برای مثال، در حالی که آزمون برای اهداف شناسایی ممکن است به استفاده از روش‌‌های طیف‌سنجی فروسرخ (FT-IR) نیاز داشته باشد، آزمایش سموم (toxins) ممکن است به استفاده از سوانگاری گازی/ طیف‌سنجی جرمی (GC/MS) نیاز داشته باشد.

برگردان: دکتر فاطمه خودکار
[email protected]

(ادامه دارد …)

متن کامل این مقاله را در شماره 241 ماهنامه بسپار که در نیمه آبان ماه 1401 منتشر شده است بخوانید.

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه  و  فیدیبو  قابل دسترسی است.