نرم کننده های طبیعی و تولید فیلم های بیوپلیمری یا زیست بسپاری
بسپار/ ایران پلیمر نرم کننده ها آمیزه هایی با وزن مولکولی پایین و غیرفرار هستند که به طور گسترده در صنایع بسپاری به عنوان افزودنی استفاده میشوند. دلیل اصلی استفاده از این مواد بهبود انعطاف پذیری و فرآیندپذیری بسپارها و آمیزه های آنها از طریق کم کردن دمای انتقال شیشهای (Tg) بسپارهاست. در دهه ی اخیر میزان تولید نرم کننده ها در سراسر جهان حدود 5 میلیون تن در سال تخمین زده شده است. در سالهای اخیر تقاضا برای استفاده از نرم کننده های طبیعی به دلیل عدم سمیت و همچنین کاهش آهنگ مهاجرت افزایش یافته است. این دسته از نرم کننده ها از روغنهای گیاهی همچون روغن دانه سویا، کرچک و دانه آفتابگردان تولید میشوند. شایان توجه است که افزایش تقاضا برای نرمکنندههای طبیعی به دلیل گسترش تولید محصولات پایه زیستی است که همین امر باعث میشود تا تکتک مواد مصرفی برای تولید محصول، زیستی و طبیعی باشند و افزودنیها هم با وجود اینکه به مقدار کم در فرمول استفاده میشوند (نرمکننده) نباید از این روند مستثنی گردند.
عملکرد نرم کننده ها
نرم کننده ها عمدتا مایعاتی با نقطه جوش بالا هستند که میانگین وزن مولکولی آنها بین 300 تا 600 گزارش شده و ساختارهای خطی و یا حلقوی دارند. میزان کارایی و عملکرد یک نرم کننده وابسته به ساختار شیمیایی، گروههای عاملی و همچنین وزن مولکولی آن است. در محصولات زیست پایه بسپاری مهمترین چالش حین استفاده از نرم کننده ها در فرمولبندی، عدم سازگاری بسپار و نرمکننده است که در این وضعیت نرم کننده به عنوان جزء ناسازگار، بلافاصله پس از آمیزه سازی و یا روی محصول نهایی به صورت قطره ای پدیدار میشود.
دسته بندی نرم کننده ها
در علوم بسپاری نرم کننده ها به صورت اولیه و ثانویه دسته بندی میشوند. منظور از نرم کننده ی به صورت کلی ماده ای با فراریت پایین است که به فرمول بسپار اضافه میگردد. در این حالت مولکولهای نرم کننده با زنجیره های بسپاری برهمکنش دارند که البته از نوع پیوند اولیه و شیمیایی نخواهد بود و از این رو امکان دارد تا این نرم کننده ها از طریق مهاجرت و تبخیر از ساختار جدا شوند.
نر م کننده ها به صورت اولیه و ثانویه نیز دسته بندی میشوند. اگر در غلظت بالای بسپار، نرم کنندهای در آن حل شود به عنوان نرم کننده اولیه معرفی میشود. این دسته از نرم کننده ها حین اضافه شدن به بسپار در دمای معمولی قادرند که ژل تولید کنند. در حالی که نرم کننده های ثانویه ظرفیت ژلسازی پایینتری دارند و سازگاری آنها نیز با بسپار به مراتب کمتر است. عمدتا از نرم کننده های ثانویه به همراه نرم کننده های اولیه (به صورت آمیزه) با هدف ارتقای برخی از خواص محصول و یا کاهش هزینه استفاده میشود.
نرم کننده های مصرفی در فیلمهای بسپاری زیستی در دو گروه محلول و نامحلول در آب دسته بندی میشوند. نرم کنندههای آبدوست در محیط های آبی حل میشوند و میتوانند باعث افزایش نفوذ آب در بسپار شوند. در حالی که نرم کننده های آبگریز میتوانند میکروحبابهایی را در فیلم ایجاد کنند که عملا جذب آب فیلم را کاهش میدهد. استفاده از نرم کننده های آبگریز احتمال جدایش فازی را افزایش داده و ناپیوستگی و جدایش در فیلم تولیدی به ویژه در مرحله ی خشک کردن مشاهده خواهد شد. به منظور بهبود انحلال نرم کننده نامحلول در بسپار، یافتن سرعت همزدن بهینه محلول ضروری است که برای هر محصول باید به صورت تجربی بهینه سازی گردد.
نرم کننده های تجاری
تا به امروز نزدیک به 1200 نوع نرم کننده تولید شده که حدود 100 نوع آن در محصولات مختلف به صورت تجاری استفاده میشود. از این نرم کننده ها در کنار حدود 60 بسپار و برای تولید 30 گروه محصول مختلف استفاده میشود. اسامی متداولترین بسپارهای تولیدی به همراه نرم کننده های تجاری عبارت است از: پلی وینیل کلرید (PVC) ، پلی وینیل بوتیرال (PVB)، پلی وینیل استات (PVAc)، اکریلیکها، انواع آمیزه های سلولزی، نایلون وپلی آمیدها.
آناهیتا هماوند ([email protected])
(ادامه دارد …)
متن کامل این مقاله را که در شماره 204 ماهنامه بسپار در نیمه مهر منتشر شده است، بخوانید.
در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های 02177523553 و 02177533158 داخلی 3 سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق فیدیبو قابل دسترسی است.
