اختصاصی بسپار/ تحولات ناشی از توسعه پایدار و نقش آنها در جهتدهی به پژوهش و تولید در صنعت پوششها
بسپار/ایران پلیمر در این مقاله موارد زیر بررسی شده است:
- پیشرفتهای حاصل در حوزه بازیابی مواد فلوئوردار
- استراتژیهای تولید مبتنی بر توسعه پایدار
- بازتولید در راستای کاهش اثرات زیستمحیطی
- تحولات اقتصاد چرخشی در صنعت
- نقش پژوهش در پیشبرد توسعه پایدار
این مقاله دو رویکرد متمایز در حوزه توسعه پایدار را ارائه میکند. رویکرد نخست، مقالهای پژوهشمحور از پروفسور نوریو شیباتا و همکارانش در مؤسسه فناوری ناگویا است که به فلوئور زدایی در دمای اتاق و بازیابی فلوئور از پلی تترا فلئور اتیلن و ترکیبات پلی فلوئوروآلکیل میپردازد. رویکرد دوم، یک مطالعه در حوزه مهندسی تولید از دانشگاه علوم و فناوری میزوری به قلم دکتر جاشوا آدو آفاری و همکاران است که در انتشارات Springer Nature منتشر شده و کارایی فرایند بازتولید و پیامدهای آن بر هزینه، کاهش پسماند و اثرات کربنی را ارزیابی میکند. در مجموع، این دو مقاله توسعه پایدار را هم از منظر مواد و هم از دیدگاه عملیاتی و تولیدی مورد بررسی قرار میدهند.این دو مقوله در کنار هم، زیست ماندگاری را هم از منظر مواد و هم از دیدگاه عملیاتی بررسی میکنند.
فلوئور زدایی در دمای محیط با دستیابی به بازده بالای بازیابی فلوئور
پژوهشگران روشی در دمای محیط برای فلوئور زدایی و بازیابی فلوئور از پلیتترافلئورواتیلن و ترکیبات پلی فلوئوروآلکیل تحت شرایط ملایم معرفی کردهاند. روشهای متداول فلوئور زدایی معمولاً مستلزم دماهای بالاتر از ۵۰۰ درجه سانتیگراد بوده یا بر سامانههای واکنشی پیچیده و چندمرحلهای استوارند؛ امری که چالشهای زیستمحیطی و عملیاتی قابلتوجهی را در فرایند بازیافت مواد فلوئوردار ایجاد میکند. روش جدید که توسط یک تیم پژوهشی بینالمللی به سرپرستی پروفسور نوریو شیباتا از مؤسسه فناوری ناگویا توسعه یافته است، با استفاده از پراکنش سدیم بهعنوان محیط واکنشگر، امکان بازیابی فلوئور با بازده بالا را فراهم میسازد.
زیرنویس عکس دفع پلیتترافلوئورواتیلن مصرفشده و ترکیبات پلیفلوئوروآلکیل معمولاً مستلزم فرایندهای پرمصرف انرژی، دماهای بسیار بالا و استفاده از واکنشگرهای پیچیده است. در این راستا، پژوهشگران یک رویکرد جایگزین برای فلورزدایی پیشنهاد کردهاند که با بهرهگیری از دیسپرس سدیم، امکان بازیابی فلوئور را بهصورت سدیم فلوراید با بازدهی تا ۹۸ درصد فراهم میکند. سدیم فلوراید بازیابیشده قابلیت بازیافت مجدد داشته و میتواند به بهبود بهرهبرداری از منابع فلوئور کمک کند. (تصویر ارائهشده توسط پروفسور نوریو شیباتا، مؤسسه فناوری ناگویا، ژاپن)
پلیتترافلوئورواتیلن به دلیل پایداری حرارتی بالا و ضریب اصطکاک پایین، بهطور گسترده در کاربردهایی نظیر پوششهای نچسب و عایقکاری کابلهای الکتریکی و فیبر نوری مورد استفاده قرار میگیرد. با این حال، ماندگاری بالای این ماده، نگرانیهای جدی در زمینه دفع آن ایجاد کرده است. سوزاندن آن مستلزم مصرف انرژی بالا بوده و میتواند منجر به آزادسازی گاز هیدروژن فلوراید شود، در حالی که دفن در محلهای دفن پسماند، باعث باقیماندن پلیتترافلوئورواتیلن بهصورت دستنخورده در محیط زیست میشود. فلوئور زدایی بهعنوان یک راهکار جایگزین، با تبدیل پلیمر به ترکیبات فلوئوردار قابل بازیابی مطرح میشود؛ با این حال، روشهای پیشین با محدودیتهایی از نظر بازده و شرایط واکنش مواجه بودهاند.
در این مطالعه، پراکنه سدیم در حلال تتراهیدروفوران در دمای ۲۵ درجه سانتیگراد، طی یک بازه واکنش ۱۲ ساعته، منجر به دستیابی به بازده بازیابی یون فلوئورید تا ۹۸ درصد از پلیتترافلوئورواتیلن شد. نتایج حاصل از آنالیزهای طیفی و ریختشناسی، ضمن تأیید بازیابی فلوئور، تغییرات ایجادشده در ساختار سطحی باقیمانده حاصل را نیز نشان دادند. این تیم پژوهشی همچنین این روش را برای چندین ترکیب پلی فلوئوروآلکیل شامل اسید پرفلوئورنونانوئیک، اسید پرفلوئورواکتانوئیک، اسید پرفلوئوروبوتانسولفونیک و اسید تریفلوئورواستیک به کار گرفت و با تنظیم پارامترهای واکنش، نرخ بازیابی فلوئور تا ۹۷ درصد را گزارش کرد.
مترجم: دکتر آزیتا نوشیروانی شریف آباد، فارغ التحصیل مقطع دکتری مهندسی پلیمر-صنایع رنگ، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
(ادامه دارد …)
متن کامل این مقاله را در شماره 287 ماهنامه بسپار که در نیمه شهریورماه 1405 منتشر شده است، می خوانید.
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 طاقچه و فیدیبو قابل دسترسی است.
