اختصاصی بسپار/ گامی بزرگ در زیست‌پایداری صنعت پلیمر: مستربچ Renol از لیگنین، جایگزینی نوآورانه برای پلاستیک‌های فسیلی در صنعت خودرو
گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ ایران پلیمر در تحول مهمی برای صنعت بسپار و پلاستیک، شرکت سوئدی Lignin Industries از مستربچ زیستی جدید خود با نام Renol رونمایی کرده است؛ محصولی که با بهره‌گیری از ترکیبات گیاهی مانند لیگنین (Lignin) و روغن طبیعی، نه‌تنها به کاهش چشمگیر ردپای کربنی کمک می‌کند، بلکه کارکرد فنی بهینه‌ای را نیز در کاربردهای مختلف، به‌ویژه در صنعت خودروسازی، از خود نشان می‌دهد.
این مستربچ ثبت اختراع شده، از لیگنین، یک زیست‌روغن و رزین‌های حامل مانند پلی‌پروپیلن (PP)، پلی‌اتیلن (PE) و یا آکریلونیتریل-بوتادین-استایرن (ABS) تشکیل شده است. Renol می‌تواند به‌عنوان جایگزینی زیست‌پایدار برای پلاستیک‌های پایه نفتی در ترکیبات خودرویی و دیگر صنایع مورد استفاده قرار گیرد و ردپای کربنی این محصولات را تا ۴۰ درصد بکاهد.
ترکیبی از زیست‌پایداری و کارایی فنی
به گفته‌ی، بنیان‌گذار و مدیر ارشد فناوری شرکت Lignin Industries، در صورت ترکیب مستربچ Renol با پلاستیک بازیافتی، در د
چنده‌های ۴۰ درصد یا بیش‌تر، ترکیب نهایی حتی می‌تواند کربن‌منفی (Carbon-negative) باشد. یعنی تولید این ترکیب نه‌تنها موجب تولید گازهای گلخانه‌ای نمی‌شود، بلکه از جو نیز کربن جذب می‌کند.
در یکی از پروژه‌های پژوهشی، ۴۴ درصد از محتوای پلاستیک نو را با پرکننده‌های زیستی جایگزین کردند و در نتیجه، به ۴۰ درصد کاهش در ردپای کربنی دست یافتند.
فرمول استاندارد این مستربچ به‌طور معمول شامل ۵۰ تا ۷۰ درصد Renol (که خود شامل ۹۰ تا ۹۵ درصد لیگنین و ۵ تا ۱۰ درصد روغن طبیعی است) و ۳۰ تا ۵۰ درصد رزین پایه است که بسته به نیاز بازار، می‌تواند از میان PE، PP یا ABS انتخاب شود.
کاربردهای گسترده در رانشگری (Extrusion)، قالب‌گیری و گرماشکل‌دهی
مستربچ‌های Renol با روش‌های متنوعی از جمله قالب‌گیری تزریقی (Injection Molding)، گرماشکل‌دهی (Thermoforming) و رانشگری فیلم (Film Extrusion) سازگار هستند. هم‌چنین شرکت Lignin Industries توانایی ارائه فرمول‌بندی‌های اختصاصی همراه با افزودنی‌هایی مانند پایدارکننده UV، کمک‌فرایندها و اصلاح‌کننده‌های ضربه را دارد.
علاوه‌براین، ترکیبات تولید شده با این مستربچ، کارکرد قابل توجهی در مقاومت در برابر شعله و سختی مکانیکی از خود نشان داده‌اند و آن را برای استفاده در اجزای مختلف خودرو مانند تزیینات داخلی، قطعات بیرونی، داشبورد، پنل درها و جعبه‌های سقفی مناسب ساخته‌اند.
هم‌افزایی با فناوری Ku-Fizz برای تولید قطعات اسفنج سبک
Renol هم‌چنین به‌عنوان هسته‌زای فیزیکی در فرایند نوآورانه‌ی Ku-Fizz نیز عمل می‌کند. این فناوری میکرواسفنجی قالب‌گیری تزریقی، که در ابتدا توسط Volkswagen توسعه یافته است، برای تولید قطعات سبک خودرویی به‌صورت مقرون‌به‌صرفه طراحی شده است. این سامانه از یک قیف دوجداره بهره میبرد که در آن، ماده‌ی دمنده فیزیکی مانند نیتروژن به همراه دانه‌ها در فشار به نسبت کم (تا ۳۰ بار) وارد ناحیه‌ی خوراک دستگاه می‌شود.
نکته‌ی قابل‌توجه این است که برخلاف سامانه‌های دیگر، در این فرایند نیازی به رساندن گاز به حالت فوق‌بحرانی نیست و زمان تماس طولانی میان گاز و بسپار باعث نفوذ مطلوب گاز به درون بسپار می‌شود، بدون نیاز به تجهیزات اختلاط اضافی.
دستاوردهای چشمگیر پژوهشی
نتایج یک پروژه‌ی پژوهشی ترکیبی از Renol و فناوری Ku-Fizz، شامل دستاوردهای زیر بوده است:
- ۱۰ درصد کاهش وزن قطعه نسبت به پلی‌پروپیلن بدون پرکننده
- ۳۰ درصد کاهش زمان چرخه‌ی تولید نسبت به قالب‌گیری تزریقی سنتی
- ۷۰ درصد کاهش نیروی گیره (Clamping Force)، که منجر به امکان استفاده از ماشین‌های قالب‌گیری کوچکتر و کاهش مصرف انرژی شده است
هم‌چنین برخلاف الیاف شیشه که تنها یک بار بازیافت‌پذیر هستند، Renol چندین بار فرایندپذیر است بدون آنکه ویژگی‌های مکانیکی خود را از دست بدهد. از طرفی، ساختار همسانگرد (Isotropic) آن دستیابی به سطوح صاف و یکنواخت را تسهیل می‌کند، که برای استفاده‌ی گسترده در صنعت اهمیت بالایی دارد.
همکاری گسترده صنعتی و دانشگاهی
پروژه‌ی توسعه‌ی Renol در فرایند شکل‌دهی خلا، با همکاری کارگزاری نوآوری Vinnova، شرکت خودروسازی Scania، تامین‌کننده قطعات خودرویی AutoForm و دانشگاه سلطنتی فناوری KTH سوئد انجام شد. آزمون‌های فرایند Ku-Fizz نیز در موسسه Swedish Polymerinstitutet توسط تیم Lignin Industries و با مشارکت Scania صورت گرفته است.
آینده‌ای سبک‌تر، سبزتر و کارآمدتر
مستربچ Renol گامی انقلابی در جهت کاهش وابستگی به منابع فسیلی در صنعت بسپار به شمار می‌رود. با تلفیق زیست‌پایداری، عملکرد بالا و سازگاری با فرایندهای صنعتی، این راهکار، چشم‌اندازی روشن برای صنایع خودروسازی، بسته‌بندی و چندسازه فراهم کرده است؛ مسیری که هم‌زمان به اقتصاد و نیز به زمین کمک می‌کند.
