اختصاصی بسپار/ ثبت اختراع روشهای جدید برای افزایش عملکرد لوله های پلیمری

بسپار / ایران پلیمر ثبت اختراعات (patent) اخیر درمورد مواد لوله‌‌ها، شامل چند تلاش برای تقویت استحکام گونه‌‌های مواد برای تولید لوله، استفاده از فناوری جدید بسپارش یا حتی افزودن نانومواد می‌‌باشد. در این مقاله روش‌‌های جدید ثبت شده برای افزایش عملکرد لوله آورده شده است.

رانشگرهای (Extruders) لوله‌‌های پلاستیکی همیشه سعی در بهبود عملکرد محصول دارند. یکی از عناصر این موضوع به شکل بسپارهایی است که استفاده می‌‌کنند. در این‌‌جا، تامین‌‌کنندگان مواد به‌طور مداوم به دنبال تولید بسپارهایی هستند که امکان تولید لوله‌‌هایی با ویژگی‌‌های برتر را فراهم می‌‌کند. برخی از درخواست‌‌های اخیر ثبت اختراع، که برخی از آن‌‌ها اعطا شده است، تعدادی از روش‌‌های تولید گونه‌‌های مواد برای تولید لوله‌‌هایی با عملکرد عالی را نشان می‌‌دهد.

مزیت چند قله‌ای (Multi-Modal)
شرکت Thai Polyethylene که بخشی از شرکت SCG Chemicals کشور تایلند است، حق ثبت اختراع گونه پلی‌‌اتیلن چندقلهای برای کاربردهای لوله را دریافت کرده است. شرکت‌‌های تولیدکننده لوله می‌‌گویند از این ماده می‌‌توان برای ساخت لوله PE125 استفاده کرد که حداقل استحکام لازم (MRS) آن 5/12 مگاپاسکال به مدت 50 سال در 20 درجه سلسیوس است.
به منظور بهبود مقاومت در برابر فشار هیدرواستاتیک از عملکرد PE100 به PE125 در نمودارهای استحکام مواد، عرض از مبدا بیشتر یا شیب کمتر ضربه‌‌پذیری (ductility) مورد نیاز است. یکی از راه‌‌های انجام این کار، افزودن حدود 10 درصد از ماده با وزن مولکولی بسیار زیاد (UHMW) در آمیخته (blend) پلی‌‌اتیلن پرچگالی HDPE است. شرکت SCG گفت، با این حال، این آمیزه‌‌کاری معمولا چندین مرتبه رانشگری برای پراکنش کامل مواد نیاز دارد.
در روش جدید، پلی‌‌اتیلن پرچگالی با وزن مولکولی بسیار زیاد (UHMWPE) در طی بسپارش درون بستر (matrix) بسپار تولید می‌‌شود، بدون این‌‌که نیازی به رانشگری‌‌های متعدد باشد. یک مزیت این روش آن است که گونه حاصل لوله‌‌ای با مقاومت بیشتر در برابر شکم دادن (sagging) در زمان رانشگری تولید می‌‌کند.
در طی بسپارش، وجود یک واحد حذف هیدروژن بین واکنشگاه‌‌های اول و دوم، یک نوآوری جدید است. این موضوع برای به حداکثر رساندن وزن موکولی و هرگونه ویژگی فیزیکی محصول نهایی کمک می‌‌کند. مخترعان گفتند، لوله تولیدشده با این بسپار، مقاومت فشاری بیشتری نسبت به گونه‌‌های مقایسه‌‌شده نشان می‌‌دهد.
در یک کاربرد جداگانه، شرکت SCG یک HDPE دو قله‌‌ای (bimodal) برای ساخت لوله تحت فشار تولید کرده است. این شرکت ادعا می‌‌كند كه این ماده توازن بین همگن‌‌بسپارها (homopolymer) و هم‌بسپارهای (copolymers) اتیلن با هم‌‌بسپارها را به نسبت صحیح ایجاد می‌‌کند تا مقاومت در برابر فشار و رشد آهسته ترك (SCG) را بهبود بخشد. مدیر این برنامه گفت، بهوسیله انتخاب یک طراحی خاص بسپار، تولید بسپارهایی که مقاومت در برابر ترک ناشی از تنش و SCG عالی برای بیش از 3500 ساعت داشته باشند، ممکن است.

پلی‌‌پروپیلن (PP) بهتر برای لوله
شرکت Borealis برای گواهی ثبت اختراع ایالات‌‌متحده برای فرمول‌‌بندی جدید پلی‌‌پروپیلن (PP) برای ساخت لوله که در یک فرایند دو مرحله‌‌ای با استفاده از یاریگر (catalyst) metallocene ساخته شده است، درخواست داده است. مطابق اسناد درخواست ثبت‌‌اختراع، برای تهیه ترکیبات پلی‌‌الفین قابل استفاده برای کاربردهای لوله، لازم است که یاریگر تولید وزن مولکولی نسبتا زیاد را امکان‌‌پذیر کند، زیرا در غیر این صورت خواص مکانیکی مورد نیاز را نمی‌‌توان برآورده کرد. شرکت Borealis گفت که این مسئله به‌‌طور کلی برای یاریگرهای تک‌موضعی (SSC) یک مشکل است. به‌گفته شرکت Borealis، گونه‌‌های مواد برای تولید لوله باید آهنگ شارش مذاب کمتر از 5/0 گرم بر 10 دقیقه داشته باشند. به‌گفته این شرکت، اکثر یاریگرهای SSC مناسب برای PP این ویژگی را ندارند.

برگردان: پدرام ملائکه
[email protected]