ساخت فیلم های پلی اتیلن قوی و شفاف، مستحکم تر از آلومینیوم!

گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ ایران پلیمر محققانی در دو دانشگاه لندن با همکاری یکدیگر، موفق به ساخت فیلم پلی اتیلنی شدند که در یک وزن مشخص می تواند قوی تر از آلومینیوم عمل کند. از این فیلم پلی اتیلن می توان در انواع نمایشگرها استفاده کرد. این فیلم می تواند باعث افزایش استحکام صفحات نمایشگر شده و در عین حال وزن بسیار کمی داشته باشد.

نتایج این تحقیق در مقاله ای با عنوان “تولید فیلم های شیشه ای پلی اتیلن دارای استحکام زیاد با تنظیم دمایی کشش” در مجله ی معتبر Polymer به چاپ رسید. در این مقاله عنوان شده است که چگونه با انتخاب نوع پلی اتیلن مناسب و تنظیم دمایی فرایند تولید فیلم های جهت یافته ی پلی اتیلن، می توان محصول با خواص متعادل ساخته که در عین سبک وزن بودن خواص ویژه ای را از جمله شفافیت دارا باشد. استحکام فیلم تولیدی تحت شرایطی خاص می تواند به استحکام فلزاتی نظیر آلومینیوم نیز برسد.

پیش از این، افراد مختلف برای جایگزینی پلاستیک های شفاف و شیشه ای ترد و سنگین تلاش هایی را انجام داده بودند ولی همواره تمرکز این افراد بر استفاده از پلاستیک های مستحکم معمول نظیر پلی کربنات و پلی متیل متاکریلات بود. در نهایت نیز خواص این فیلم های تولیدی با خواص مواد مهندسی نظیر آلومینیوم قابل مقایسه نبود.

اگرچه، پلی اتیلن جهت دار شده به دلیل ایجاد نقص ها و حفره ها معمولا کدر و غیر شفاف است، اما خواص مکانیکی قابل توجهی را ایجاد می کند. بنابراین، بسیاری از اوقات زمانی که استحکام مکانیکی به همراه شفافیت مورد نیاز است، کاربرد این نوع پلاستیک ها محدود می شود.

به همین دلیل، اخیرا افزودنی هایی تولید شده است که در مواد HDPE مخلوط شده و در کشش داغ مورد استفاده قرار می گیرد. این افزودنی ها قادر است تا 90 درصد شفافیت پلی اتیلن را در عین دارا بودن خواص مکانیکی حفظ کند. 

محققان پژوهش مذکور، ورق های زیادی از پلی اتیلن را تحت دماهای مختلف و کمتر از دمای ذوب HDPE تحت کشش قرار دادند. با تنظیم دمای کشش این محققان موفق شدند بدون استفاده از افزودنی تا 90 درصد شفافیت پلی اتیلن را حفظ کنند. طبق گزارش آن ها بهترین دمای کشش بین 90 تا 110 درجه ی سلسیوس است.دلیل نتیجه ی حاصل حفظ تحرک زنجیرها در دمای کشش و ایجاد نقص کمتر گزارش شده است.

مدول یانگ فیلم حاصل 25GPa بوده و استحکام کشش در راستای کشش فیلم 800MPa است. مدول یانگ و استحکام کشش فیلم های حاصل تا 10 برابر بیشتر از محصولات تولیدی مشابه با پلی کربنات و پلی متیل متاکریلات است.

علاوه بر این، چگالی پلی اتیلن 1000 Kg/m3 بوده در حالی که چگالی آلومینیوم 2700 Kg/m3 است. این مساله به این معنی است که در وزن یکسان، فیلم های شفاف پلی اتیلن بهتر از آلومینیوم عمل خواهند کرد.