پلیمرها و افزودنی های جدید برای محصولات اسفنجی
بسپار/ ایران پلیمر تولید بسپارها و افزودنی های جدید در جهت ایجاد عملکردهای بیشتر برای محصولات اسفنجی متمرکز شده است. در این مقاله برخی از پیشرفت های اخیر در زمینه عوامل پف زا آورده شده است.
تولیدکنندگان بسپارها و افزودنی‌ها پیشرفت چشم‌گیری در تولید فرمول‌بندی های آمیزه‌های گرمانرم اسفنج شونده (foamable) در کاربردهایی چون پوشش بسته‌بندی، خودرو، ساختمان‌سازی و سایر مصارف صنعتی کرده است. امروزه آمیزه‌کارها و تولیدکنندگان اسفنج نسبت به گذشته گزینه‌های بیشتری برای بهبود دقیق محصولات خود، متناسب با نیازمندی‌های عملکردی و قیمت دارند.
برای مثال، شرکت SABIC به ساختن بلوک های ساختمانی اسفنجی از بسپارها ادامه می‌دهد. از میان آن‌ها می‌توان به هم‌بسپارهای اتیلن-اکتن خطی کم‌چگالی با یاریگر (کاتالیزور) متالوسن اشاره نمود که اکنون با نام Supeer شناخته شده است، هم چنین پلی‌الفین های لاستیکی (پلاستومر) Cohere (POPs) و کشایند های پلی‌الفینی Fortify (POEs) با استفاده از متالوسن‌ها تولید می‌شوند. این هم‌بسپارها موجب بهبود انعطاف‌پذیری و خواص مختلف اسفنج ها در کاربردهای مختلف می شود.
استفاده‌های مرسوم از Supeer در بسته‌بندی‌های محافظ است، در حالی که از Cohere بیشتر در کاربردهای ساختمانی مانند عایق‌سازی لوله‌ها، زیرسازی کف زمین و از Fortify در تشک یوگا و لایه میانی کف کفش استفاده می‌شود.
برای مثال، Fortify C1107DF شرکتSABIC به عنوان یک اصلاح‌کننده از هم‌بسپار با چگالی کم و عملکرد عالی طراحی شده است تا خواص مانایی فشاری و جهندگی بسیار خوب ایجاد کند (جدول 1). هم چنین از Fortify C1055D و C1070D می‌توان در کاربردهای اسفنج به منظور تامین خواص ضربه و شارش پذیری استفاده نمود.
توسعه HMS
هم چنین شرکت SABIC یک پلی‌پروپیلن با استحکام مذاب زیاد با نام SABIC PP-UMS را در اواخر سال 2017 معرفی کرد (جدول 2). ادعا شده است به خاطر استحکام مذاب بیشتر از cN 65، این ماده می‌تواند به مقادیر بی‌سابقه‌ای از سبک وزنی برسد. نمونه ای از حامل قاب بند (panel)تولید شده با قالب‌گیری تزریقی از PP با استحکام مذاب زیاد از شرکتSABIC در شکل 1 آورده شده است.
شرکت Borealis معمولا به عنوان پیشرو در پلی‌الفین‌های با استحکام مذاب زیاد (که استحکام و کشش‌پذیری (extensibility) را به خاطر بلندشاخگی دارند) به شمار می‌رود. همان طور که در شکل های 2 و 3 آورده شده است، استحکام مذاب زیاد و کشش پذیری گونه‌های Daploy HMS PP از شرکت Borealis، امکان طراحی خواص اسفنج از طریق افزودن جزء بسپار خطی را می‌دهد، در حالی که پف‌شوندگی هم چنان خوب باقی می‌ماند. این محصول عمدتا برای کاربردهای اسفنج رانشگری شده (extruded) عرضه شده است. بسته به چگالی اسفنج، این محصول می‌تواند مناسب برای تولید فنجان و کاسه (kg/m3 600-80)، اجزای خودرو مانند آستری (liner) در و سقف، هواکش‌ها و ضربه‌گیرها (kg/cm3 350-40)، عایق‌های ساختمانی (kg/cm3 200-60) و بسیاری از موارد دیگر از تهویه مطبوع تا وسایل رفاهی باشد.
راه‌حل‌های ماندگار (Sustainable)
شرکت Borealis برای تولید اسفنج های پلاستیکی ماندگار و دوست‌دار محیط‌زیست، پروژه‌ای درباره امکان بازیافت فنجان‌های اسفنجی از PP شبکه‌ای نشده را در تایوان اجرا می‌کند که در آن ذرات PP موجود در زباله‌های فنجان‌ها اندازه‌گیری می‌شود. هم چنین این شرکت پروژه مشابهی با موضوع بازیافت فنجان اسفنجی از جنس PP را به صورت آزمایشی در اروپا آغاز کرده است.
شرکت LyondellBasell، دیگر تولیدکننده عمده PP، نیز در این زمینه فعالیت می‌کند. شرکت روی گسترش گونه‌های واکنش‌گر نوآورانه PP اصلاح‌شده با کشایند ها (TPOs) برای اسفنج ها کار کرد. این شرکت مطالعاتی درباره ی اسفنجش پذیری گونه‌های مختلف Catalloy با استفاده از پف زایی (blowing) شیمیایی و فیزیکی با همکاری شرکتReedy Chemical Foam انجام داده است.
تا به امروز نتایج نشان داده است کائوچو با وزن مولکولی زیاد در Catalloy TPOs، استحکام مذاب مناسب برای اسفنجش خوب را فراهم می‌کند. محدوده وسیع مدول‌های خمشی (از MPa20 برای نوعی از Softell تا MPa800 برای گونه Hiflex) با گونه‌های مختلف قابل دسترس است و این امکان را به وجود می‌آورد تا اسفنج های نرم و صلبی (rigid) تولید شود که دامنه ای از خواص PP تا PE را از خود نشان دهد. شرکت تاکنون به کاهش چگالی تا 60% و محدوده اندازه سلول تا 25 میکرون دست یافته است. این شرکت در نظر دارد آزمون های خواص فیزیکی بیشتری انجام دهد و هم چنین روی اسفنج-های پفیده به روش فیزیکی بیشتر کار کند.
هم چنین شرکت Japan Polypropylene Corp گونه‌های اسفنجشی HMS-PP را عرضه کرده است. این گونه‌ها بر پایه فناوری متالوسن هستند و با نام Waymax EX شناخته شده اند. این محصول توازن عالی بین MFR و استحکام مذاب و هم چنین سخت‌شوندگی کرنشی (strain hardening) شدید ایجاد می‌کند. این گونه‌ها دارای نسبت پفش پذیری زیاد و ساختارهای سلولی ریز و یکنواخت هستند.
اتصالی عرضی یونی
شرکت Total Cray Valley به استفاده از نمک روی با گروه عاملی آکریلات با نام Dymalink ادامه داده تا استحکام مذاب PP را از طریق ایجاد اتصالات عرضی یونی حین رانشگری (extrusion) افزایش دهد. این شرکت با اعتبارسنجی پیوسته با مشتری در مراحل ابتدایی توسعه کاربردهای جدید بوده است.
گروه‌های یونی قطبی که در بسپار تشکیل می‌شوند تمایل به خوشه ای شدن (cluster) در کنار هم و دور شدن از زنجیرهای اصلی غیرقطبی دارند و در نتیجه تشکیل گوریدگی می‌دهند. اگرچه نمک‌ها بر خواص مذاب تاثیر نمی‌گذارند.
از Dymalink در اسفنج ها به عنوان عامل پف زای فیزیکی و شیمیایی استفاده می‌شود. در اسفنجش فیزیکی، این ماده به پایداری رانشگری کمک کرده و پوسته یکنواخت‌تری تولید می‌کند و نتیجه‌ی آن اسفنج ها با چگالی سلول بیشتر و همگن‌تر است. اختلاف های کلیدی با استفاده از عوامل پف زای شیمیایی، چگالی کمتر، و سلول‌های کوچک‌تر و همگن‌تر می‌باشد.
برگردان: مهندس دل‌آرا مهابادی
(ادامه دارد …)
متن کامل این مقاله را در شماره ۲۱۴ ماهنامه بسپار که در نیمه امرداد منتشر شده است بخوانید.
در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق فیدیبو قابل دسترسی است.
