اختصاصی بسپار/ توسعه کاربرد پلی‌‌الفین‌‌ها در خطوط جدید لوله
بسپار/ایران پلیمر لولههای پلیالفینی (polyolefin) درحال حاضر به‌‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌‌گیرند، اما ممکن است به‌‌زودی استفاده از آنها در کاربردهای جدیدی مانند نیروگاه‌‌های اتمی (nuclear) و شبکه‌‌های گاز هیدروژن نیز گسترش یابد.
پلی‌‌الفین‌‌ها طیف وسیعی از نیازهای لوله‌‌کشی، از لوله‌‌کشی خانگی در مقیاس کوچک تا کاربردهای انرژی در مقیاس بزرگ را برآورده می‌‌کنند. طیف ویژگی‌‌های این مواد اجازه می‌‌دهد تا در برخی پروژه‌‌های بسیار مورد نیاز، مورد استفاده قرار گیرند. علاوه بر این، تلاش‌‌های پیوسته‌‌ای برای بهبود بیشتر این ویژگی‌‌ها وجود دارد.
در یک مثال، شرکت SABIC در حال هدایت پروژه‌‌ای برای تولید لوله پلیالفینی جهت‌‌یافته (oriented) است. این لوله که BiAx نام دارد به روشی مشابه لوله پلی‌‌وینیل کلرید جهت‌‌یافته (PVC-O) تولید خواهد شد. فرایند ساخت شامل رانشگری (extruding) یک لوله پلی‌‌اتیلن (PE) یا پلی‌‌پروپیلن (PP) به نسبت کوچک با دیواره ضخیم، مخصوصا تولیدشده با استفاده از فرمول‌‌‌بندی‌‌های گونه (grade) لوله و سپس کشیدن آن روی یک درونه (mandrel) گرم شده است. این کار لوله را به لوله‌‌ای با قطر بزرگ‌‌تر و دیواره‌‌های نازک‌‌تر تبدیل میکند.
شرکای پروژه شرکت SABIC، شرکت سازنده دستگاه‌‌های خط تولید Tecnomatic و شرکت سازنده لوله Aquatherm می‌‌گویند که کشش دو محوری – دو سو جهت‌‌یافته (biaxial) استحکام ترکیدگی (burst) را بهبود می‌‌بخشد و می‌‌تواند باعث کاهش 30 درصد در مصرف مواد شود.
دانشمند ارشد شرکت SABIC، در ارایه‌ای در همایش اخیر (PPXX) Plastic Pipes XX در کشور هلند گفت، ریخت‌‌شناسی (morphology) منحصر به فرد لولههای دوسوجهت‌‌یافته، آنها را در برابر آب کلردار شده (chlorinated) بسیار مقاوم میکند و مقاومت در برابر فشار داخلی بسیار بیشتری را ایجاد میکند.
شرکت SABIC می‌گوید، لوله BiAx پیشرفت‌هایی را نسبت به لولههای پلیالفینی فعلی در سراسر محدوده معیارهای عملکرد ارایه میکند. این پیشرفت‌‌ها شامل مقاومت زیادتر در برابر فشار داخلی، مقاومت بهتر در برابر رشد آهسته ترک (SCG)، امکان نصب لوله بدون گودبرداری (trenchless)، دیواره داخلی صاف‌‌تر که انرژی مورد نیاز برای پمپش (pumping) را کاهش می‌‌دهد و مقاومت سایشی زیادتر می‌‌باشد.
علاوه بر این، لوله‌‌ها مقاومت بهتری در برابر مواد گندزدا، ضریب انبساط گرمایی خطی کمتر (CLTE) و استحکام در برابر ضربه بهتر در دمای کم را ارایه می‌‌دهند. او ادعا کرد که مقاومت در برابر دی‌‌اکسید کلر دو برابر شده و عملکرد رشد آهسته ترک در مقایسه با لولههای پلیالفینی معمول 10 برابر بهبود یافته است.
به گفته وی، دوسو جهت‌‌یافتگی قبلا برای بسپارهای نیمه‌‌بلوری مانند پلی‌‌الفین‌‌ها به دلیل نبود گونه‌‌های مناسب انجام نشده است. گونه‌‌های استاندارد برخلاف PVC تمایل به تشکیل یک گردن نازک‌‌شدگی (neck) (نازک‌‌شدگی، نوعی تغییر شکل پلاستیکی است که در مواد انعطاف‌‌پذیر تحت تنش کششی مشاهده می‌‌شود. این تغییر شکل با کاهش موضعی در سطح مقطع ماده مشخص می‌‌شود که به آن شکل V یا گردن می‌‌دهد، مترجم) برجسته دارند. این لوله باید تا زمانی که محصولی با ضخامت یکنواخت و به اصطلاح با نسبت کشش طبیعی به‌‌دست آید، کشیده شود. به‌‌طور معمول، نسبت کشش طبیعی برای پلی‌‌اتیلن پرچگالی (HDPE) و PP بین 5 تا 6 واحد می‌‌باشد.
او گفت، کشیدن با نسبت کشش محوری زیاد منجر به ایجاد لوله بسیار نامتعادل می‌‌شود که مستعد شکاف- ترک‌‌خوردگی (splitting) در راستای محوری است. بنابراین، نسبت کشش طبیعی زیاد برای تولید یک لوله دوسوجهت‌‌یافته با ضخامت دیواره یکنواخت، مشکل ایجاد میکند.
شرکت SABIC هر دو گونه HDPE و PP را با نسبت کشش طبیعی کم تولید کرده است که امکان تولید لولههای BiAx یکنواخت را فراهم می‌‌کنند. دو ماده برای ساخت لولههای BiAx استفاده شده است، یکی پلی‌‌اتیلن اصلاح‌‌شده با آهنگ شارش مذاب (MFR) معادل dg/min 35/0(در دمای 190 درجه سلسیوس با وزنه 5 کیلوگرم) و دیگری PP اصلاح‌‌شده با آهنگ شارش مذاب dg/min 35/0(در دمای 230 درجه سلسیوس با وزنه 16/2 کیلوگرم). شمشال‌‌های (billet) با دیواره ضخیم اولیه (16 × 63 میلی‌‌متر و 8 × 32 میلی‌‌متر) به صورت مذاب برای آزمایش‌‌های پیمانه‌‌ای (batch) لوله دوسو جهت‌‌یافته رانشگری شدند (شکل1).
برگردان: مهندس پدرام ملائکه
[email protected]
(ادامه دارد …)
متن کامل این مقاله را در شماره 240 ماهنامه بسپار که در نیه مهر ماه ۱۴۰1 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.
