مقالات

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.

 

 

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا