اختصاصی بسپار/ فناوری فراصوتی، راه جدیدی برای تولید بستهبندیهای HDPE تکمادهای با سدگری زیاد ایجاد کرد
گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ایران پلیمر پژوهش جدیدی نشان میدهد که استفاده از امواج فراصوت در فرایند رانشگری (Extrusion) میتواند کارکرد سدگری پلیاتیلن سنگین (HDPE) را بدون نیاز به افزودنیها یا ساختارهای چندلایه بهطور چشمگیری بهبود دهد؛ دستاوردی که میتواند توسعه بستهبندیهای تکمادهای و بازیافتپذیر را تسریع کند.
امروزه بسیاری از بستهبندیهای انعطافپذیر برای دستیابی به سدگری مناسب در برابر اکسیژن از ساختارهای چندلایه شامل موادی مانند EVOH و پلیاولفینها استفاده میکنند. اگرچه این ساختارها عمر نگهداری محصولات را افزایش میدهند، اما بازیافت آنها دشوار است و با اهداف زیستپایداری (Sustainability) صنعت بستهبندی همخوانی کامل ندارند.
پژوهشگران رویکرد متفاوتی را بررسی کردهاند. آنها به جای تغییر فرمولبندی ماده، شرایط فراورش را تغییر دادند. در این روش، انرژی فراصوت همزمان با فرایند رانشگری به مذاب HDPE اعمال میشود و ساختار بلوری ماده را بازآرایی میکند.
نتایج آزمایشها نشان داد امواج فراصوت موجب افزایش جهتگیری زنجیرههای بسپاری و تقویت بلورینگی القاشده توسط جریان (Flow-Induced Crystallization) میشود. این تغییرات ریزساختاری باعث کاهش مسیرهای نفوذ گاز در بخشهای اَریخت(آمورف) شده و عبور اکسیژن از فیلم را دشوارتر میکند. در نتیجه، آهنگ عبور اکسیژن (OTR) در فیلمهای HDPE تولیدشده با این فناوری کاهش یافت و کارکرد سدگری آنها بهبود پیدا کرد؛ آن هم بدون استفاده از لایههای اضافی یا مواد سدگر گرانقیمت.
البته پژوهشگران مشاهده کردند که افزایش بلورینگی و جهتگیری مولکولی، در کنار افزایش سختی، میتواند شکنندگی ماده را نیز بیشتر کند. به همین دلیل، بهینهسازی شرایط فراورش برای هر کاربرد اهمیت ویژهای خواهد داشت.
از دیدگاه صنعتی، مهمترین مزیت این فناوری آن است که بر پایه تغییر فرایند تولید بنا شده و به افزودنیهای جدید یا سامانههای چندلایه وابسته نیست. با این حال، استفاده صنعتی از آن نیازمند تجهیزات ویژه فراصوت و بررسی دقیق هزینههای سرمایهگذاری و مصرف انرژی خواهد بود.
به اعتقاد پژوهشگران، این فناوری هنوز جایگزین کامل مواد سدگر پیشرفته نیست، اما نشان میدهد که مهندسی ساختار داخلی بسپارها از طریق فرایندهای فراورش میتواند بخشی از فاصله کارکرد میان بستهبندیهای تکمادهای و ساختارهای چندلایه را از بین ببرد. این رویکرد میتواند در آینده نقش مهمی در توسعه بستهبندیهای بازیافتپذیر مبتنی بر پلیاولفینها ایفا کند.
