plasticizer

معرفی مکانیسم عملکرد و ساختار شیمیایی نرم کننده های PVC

نرم کننده یا پلاستی سایزرهای صنعت PVC جزء لاینفک فرمولاسیون قطعات منعطف و نرم پایه PVC هستند و لینک زیر توضیحات اولیه ای را در خصوص این افزودنی ها در بر دارد. در ادامه با این بخش در خصوص معرفی خانواده های مختلف نرم کننده های مورد استفاده در صنعت PVC همراه باشید.

نرم کننده های PVC با اصلاح نیروها و اصطکاک بین مولکولی در زنجیره های PVC، همچنین به عنوان حلال، باعث حرکت راحت تر زنجیره های پلیمری شده و فرمولاسیون نهایی را نرم تر می کنند. وارد شدن به مکانیسم های شیمیایی تاثیر نرم کننده ها از نقطه نظر صنعتی خیلی حائز اهمیت نیست، فقط باید در نظر داشت که بیشتر نرم کننده ها در مقادیر پایین مصرف ( 10 phr و کمتر)، نه تنها نرمی ایجاد نمی کنند، بلکه با پر کردن فضای خالی بین زنجیره ها باعث سخت و شکننده شدن محصول نیز می شوند. از این نکته فنی که بگذریم به معرفی خانواده های نرم کننده ها می رسیم. بزرگترین عضو این گروه که در بخش نرم کننده های معمولی قرار می گیرد، فتالات ها و استر فتالیک هایی مانند DEHP (DOP) هستند. از جمله دیگر نرم کننده ها می توان به ساختارهای زیر اشاره کرد:

  • DiNCH یا DiNP که سیکلوهگزان های کربوکسیلیک اسید هستند،
  • DOTP که ترفتالات ها هستند،
  • ایزو فتالات ها،
  • TOTM، که استر اسیدها ترملیتیک هستند،
  • DOA و DiNA، که آدیپیت ها هستند،
  • فسفات ها و استر اسید فسفریک ها،
  • سیتریک اسید استرها،
  • بنزوئات ها،
  • سولفونات ها،
  • نرم کننده های پلیمری مانند پلی استر، پلی اتیلن گلایکول ها
  • اسید استرهای اپوکسیده شده ( مانند ESBO)،
  • پارافین های کلره شده

plasticizer

دیگر انواع نرم کننده های فتالاتی شامل DUP، DiUP و DTDP است که وارد شدن به ساختار شیمیایی آن ها لزومی ندارد و تنها کافی است بدانیم با افزایش طول زنجیره فتالاتی، مهاجرت آن ها به سطح کمتر می شود، اما بهای تمام شده محصول بالا می رود.

انتخاب یک نرم کننده مناسب بر اساس پارامترهای زیر صورت می گیرد:

  • قیمت
  • سازگاری با سایر اجزا
  • میزان مهاجرت به سطح قطعه
  • مقاومت در برابر استخراج
  • تاثیر بر میزان و زمان ژل شدن
  • تاثیر بر جریان پذیری فرمول
  • انعطافپذیری در دماهای پایین
  • فراریت
  • دانسیته
  • مقاومت در برابر نور خورشید و هوازدگی
  • بررسی خواص ویژه هر کاربری ( برای مثال در کاربری سیم و کابل تاثیر نرم کننده بر مقاومت الکتریکی بایستی بررسی شود.)

پس از انتخاب نوع مناسب نرم کننده باید از تاثیرات آن بر عملکرد محصول مطمئن شد و باید در نظر داشت که:

  • با افزایش میزان استفاده از نرم کننده استحکام مکانیکی کاهش و ازدیاد طول در پارگی افزایش می یابد،
  • در غلظت ثابت DOP بیشترین افزایش را در ازدیاد طول در پارگی ایجاد می کند،

معمولا بهترین نتایج در غلظت 30-40 phr نرم کننده حاصل می شود. باید در نظر داشت در سال های اخیر فتالات ها، از جمله DOP، به دلیل نگرانی هایی که در خصوص مخاطرات سلامتی این گروه از مواد اولیه وجود دارد، با محدودیت هایی در استفاده روبرو شده اند و چندین کشور اروپایی برنامه هایی برای کاهش میزان مصرف نرم کننده های فتالاتی وضع کرده اند. هر چند فتالات ها از نظر تعادل قیمت/ کارایی بهترین گزینه هستند، اما در برخی کاربردها بایستی به دلیل محدودیت های اعمالی به فکر جایگزین کردن آن ها باشیم. از جمله مهمترین جایگزین های DOP می توان به DOA و TOTM اشاره کرد.

Kd Chem

پایدارسازی حرارتی فیلم های نرم PVC به کمک استابلایزر LX 700

کمپانی KD-Chem، این خوشنام و آوازه کره ای، حدود سه دهه است که تمرکز خود را بر تولید افزودنی های PVC با کیفیت قرار داده است. KD-Chem بزرگترین تولید کننده استابلایزرهای PVC مایع آلی در کره است و به بیش از 30 نقطه دنیا نیز محصولات خود را صادر می کند.

Kd Chem

یکی از محصولات پر طرفدار KD-Chem خانواده استابلایزرهای مخلوط فلزات مایع این کمپانی است. LX 700 مشهورترین گرید KD-Chem است که مخلوط باریم، کادمیوم و روی (به اختصار Ba.Cd.Zn) و به شکل فیزیکی مایع شفاف زرد رنگ در درام های 200 لیتری عرضه می شود.

KD-Chem تمامی ملاحظات فنی را در خصوص طراحی گرید LX 700 در نظر گرفته است و به صورت هنرمندانه ای مخلوطی One Pack تهیه کرده است که به صورت همزمان می تواند مقاومت حرارتی فرمول بر پایه PVC را افزایش دهد، رنگ محصول را ثابت نگهدارد، زمان ژل شدن را کاهش دهد و مانند وکس و روان کننده به جریان پذیری فرمول کمک می کند. LX 700 بهترین عملکرد را در ترکیب با ESBO (Epoxidized Soybean Oil) دارد. LX 700 اجزای فراری ندارد و مهاجرت اجزای آن به سطح صفر است. مهمترین محصولاتی که LX 700 به خوبی می تواند مقاومت حرارتی آن ها را افزایش دهد، شامل انواع فیلم و ورق های سخت و نرم PVC است که به کمک روش های کلندرینگ و … تولید می شوند. میزان مصرف LX 700 بر اساس نوع محصول و میزان پایداری حرارتی مورد نیاز 1-3 phr است.

Circular Economy

افزودنی ها در خدمت اقتصاد چرخشی صنعت پلاستیک

حالا که بیش از 8 سال از عمر انقلاب صنعتی چهارم گذشته است، سیاستگذاران بخش صنعت به خوبی درک کرده اند که توسعه و تولید محصولات جدید به تنهایی نمی تواند ضامن توسعه ای پایدار و همه جانبه باشد و با این روش در آینده ای نزدیک با مشکلات متعددی در حوزه منابع مواد اولیه و تهدید های زیست محیطی گریبانگیر خواهیم شد. در راستای توجه به همین موضوع چند سالی است اقتصاد چرخشی (Circular Economy) به کلمه کلیدی تبدیل شده است که تمرکز بسیاری از فعالین صنعتی در بخش های مختلف را به خود معطوف کرده است. در صنعت پلاستیک نیز به این مهم توجه شده است و تولیدکنندگان مواد اولیه و مصنوعات پلاستیکی به دنبال تجاری سازی راه حل های مختلف برای طراحی چرخه عمر اصولی محصولات خود هستند. بخشی از این چرخه عمر، مرحله بازیافت محصولات است که امروزه به یکی از بخش های صنعتی پیشرو در بخش مواد اولیه و افزودنی های پلاستیک تبدیل شده است. با این بخش همراه باشید تا در خصوص افزودنی های اختصاصی طراحی شده برای صنعت بازیافت پلاستیک ها اطلاعاتی کسب کنید.

از آنجاییکه بیش از یک سوم از پلاستیک ها در صنعت بسته بندی به مصرف می رسند، بنابراین تمرکز بر بازیافت پلاستیک های مورد استفاده در این بخش اهمیت بالاتری دارد. همچنین بازیافت فیزیکی – مکانیکی که شامل آسیاب و ذوب مجدد پلاستیک های بسته بندی است، همچنان مقرون به صرفه ترین روش بازیافت است. یکی از پلاستیک های پر مصرف در صنعت بسته بندی برای تولید انواع بطری و ورق بسته بندی، PET یا پلی اتیلن ترفتالیت است. PET های بازیافتی عموما در تولید الیاف های با کیفیت معمولی مورد استفاده قرار می گیرند و امکان استفاده از آن ها در تولید بطری و ورق به دلیل افت خواص مکانیکی و فرایند پذیری وجود ندارد. جاذب های اکسیژن، جاذب استالدهید و کمک فرایندهای افزایش دهنده ویسکوزیته از جمله افزودنی های هستند که به صورت اختصاصی برای اصلاح PET های بازیافتی توسعه داده شده اند و به کمک این افزودنی ها می توان تا 50 درصد از مواد بازیافتی را در تولید بطری و ورق های جدید به کار گرفت و نگرانی از بابت تماس با مواد غذایی و ایجاد بو و طعم نامطبوع نیز نداشت. همچنین کوپلیمرهای استر – اکریلیک ویژه ای نیز به منظور بهبود خواص مکانیکی همچون ضربه پذیری و مقاومت پارگی PET های بازیافتی توسعه داده شده اند.

Circular Economy

پس از PET، در حوزه پلاستیک های بسته بندی بیشترین نگرانی در خصوص فیلم و بطری های پلی اتیلنی که عمدتا مخلوطی از HDPE/LLDPE هستند، وجود دارد. افزودنی های مختلفی همچون آنتی اکسیدانت ها و کمک فرایندها به منظور بهبود خواص فیزیکی – مکانیکی و فرایند پذیری پلی اتیلن های بازیافتی و افزایش ضریب مصرف آن ها در تولید محصولات جدید توسعه داده شده اند و همچنین جاذب های بو نیز در دسترس هستند. در برخی از محصولات بازیافتی پایه پلی اتیلن ممکن است پرکننده های معدنی نیز وجود داشته باشند و به منظور بهبود چسبندگی پلی اتیلن به این پرکننده ها و به دنبال آن بهبود خواص مکانیکی محصولات تولیدی، سازگار کننده های پایه پلی اتیلن تجاری سازی شده اند و در بازیافت پلی اتیلن ها به کار می روند. در بخش بعدی با سایر افزودنی های مورد استفاده در بازیافت پلاستیک های بسته بندی آشنا خواهیم شد.

Oil viscosity improver

کدامیک از پلیمرها به عنوان اصلاح کننده ویسکوزیته روغن ها به کار می روند؟

فناوری تولید خودروهای سواری و تجاری در بخش های مختلف کابین و قوای محرکه آنقدر پیشرفت کرده است که در سال های اخیر و پس از معرفی خودروهای الکتریکی و خودران، شاهد تغییر بزرگی در این زمینه نبوده ایم. اما پیشرفت های کوچک و از جنس بهبودهای مستمر عملکردی همچنان در جریان است. برای مثال در بخش قوای محرکه مهندسین طراح در هر سال نسل های بهینه موتورها را عرضه می کنند و تمام بخش های یک موتور را به روز رسانی می کنند. روغن موتورها بخش جدایی ناپذیر موتورهای بنزینی و دیزلی هستند که امروزه تنها یک روغن ساده نیستند. هر یک از روغن موتورهای امروزی از یک یا حتی چند روغن پایه تشکیل می شوند و بر اساس نوع موتور و نسل آن، مجموعه ای از افزودنی ها به آن اضافه می شود. در بخش قبلی این نوشتار که لینک آن در ادامه قرار داده شده است با گروه اول افزودنی های روغن موتور (اصلاح کننده ویسکوزیته – Viscosity Modifier)، آشنا شدیم و دو گروه مهم این خانواده را که EPDM و پلیمرهای اکریلیک مانند PAMA بودند را معرفی کردیم. در این بخش با دو پلیمر دیگر که به عنوان اصلاح کننده ویسکوزیته به کار می روند آشنا خواهیم شد و معیارهای مهم انتخاب یک اصلاح کننده ویسکوزیته مناسب را معرفی می کنیم.

کوپلیمرهای استایرنی: کوپلیمرهای استایرن با بوتادی ان یا ایزوپرن، گروهی از اصلاح کننده های ویسکوزیته هستند. این کوپلیمرها به منظور افزایش حلالیت در روغن به صورت کامل هیدروژنه می شوند و پیوندهای آن ها اشباع می شود و همچنین این گروه حاوی درصد کمی از استایرن به منظور افزایش مقاومت حرارتی هستند. از طرفی به منظور جلوگیری از کریستال شدن آن ها در دماهای پایین و به دنبال آن افزایش ویسکوزیته روغن، با ساختارهای شاخه ای و ستاره ای تولید می شوند.

پلی ایزوبوتن ها: پلی ایزوبوتن

Oil viscosity improver

یا PIB، شامل درصد بالایی منومر ایزوبوتیلن است و به صورت گسترده در تولید روغن کمپرسورها، جعبه دنده و گریس ها به عنوان اصلاح کننده ویسکوزیته ( از نوع غلظت دهنده) به کار می رود. امروزه گستره کاربرد PIB ها به دلیل مقاومت کم آن ها در برابر اکسیداسیون محدود است.

به منظور ایجاد خواص هم افزا، استفاده از مخلوط اصلاح کننده های ویسکوزیته رایج شده است. برای مثال به دلیل سازگاری شیمیایی بالا، آلیاژهای کوپلیمرهای اتیلنی و اکریلیکی با یکدیگر استفاده می شوند. چنین مخلوطی به صورت همزمان خواص مختلف روغن پایه شامل ویسکوزیته، پایداری حرارتی و تنشی را در گستره وسیعی از دماها بهبود می دهد. علاوه بر این نکته امروزه اصلاح کننده های ویسکوزیته، تنها به منظور بهبود جریان پذیری روغن در دماهای مختلف به کار نمی روند. در واقع به لطف پیشرفت فناوری های تولید اصلاح کننده هایی چون انواع کوپلیمرهای اتیلنی و اکریلیکی با ریزساختارهای مختلف، گریدهای ویژه ای تولید می شوند که می توانند به عنوان کاهش دهنده حداقل دمای جریان پذیری روغن عمل کنند. در واقع با اضافه شدن این خانواده، روغن می تواند در دماهای بسیار کم نیز جریان پذیر باشد. نام این خانواده PPD (Pour Point Depressant) است و با ساختارهای شاخه ای خود مانع از ایجاد بلورهای روغن در دماهای پایین و به دنبال آن عدم جریان پذیری روغن می شوند. همچنین گونه های خاص اصلاح کننده ویسکوزیته قادر به کاهش ضریب اصطکاک بین اجزای موتور هستند و همچنین در جلوگیری از ایجاد آلودگی ها و چسبیدن آن ها به بدنه موتور موثر هستند. در واقع اصلاح کننده های ویسکوزیته امروزی افزودنی های چند کاره و با استعداد صنعت روانکاری هستند.

PPA-Plastic

رقابت سوپر ترموپلاستیک های مهندسی برای کسب مقام نخست در پایداری حرارتی

در بخش قبلی (پلاستیک هایی با دمای کاربری بالاتر از 200 °C ، سوپر ترمو پلاستیک های مهندسی) با مقدمه ای در خصوص پلاستیک هایی با مقاومت حرارتی بسیار بالاتر از پلاستیک های مهندسی عادی آشنا شدیم. در این قسمت نیز در خصوص مهمترین پارامتر عملکردی و انتخاب این سوپر پلاستیک های مهندسی، یعنی دمای سرویس دهی، صحبت خواهیم کرد و در بخش های بعدی با معرفی اختصاصی هر خانواده مانند PPA، PA، PSU و … همراه خواهیم شد.

تا همین ده سال پیش وقتی صحبت از پایداری حرارتی در دمای بالا می شد و به پلاستیکی نیاز بود که در دماهای بالاتر از 160 °C سرویس دهی کند، تنها پلی فتال آمید (Polyphthalamide – PPA) و گونه های خاصی از پلی آمید، مانند PA12, PA46، در لیست گزینه های ما قرار داشتند. اما امروزه گزینه های بسیار بیشتری همچون پلی اتر اتر کتون (PEEK)، پلی سولفون (PSU)، پلی فنیلن سولفید (PPSU)، پلی آریلات کتون (Polyaryletherketone)، پلی استر و حتی سوپر پلاستیک های مهندسی اتصال عرضی شده نیز در دسترس هستند و توسط شرکت های معتبر تجاری سازی شده اند. مهمترین محل های کاربرد این سوپر پلاستیک های مهندسی شامل لیست زیر است:

  • ترمینال ها، کانکتورها و سوکت های صنعت برق و الکترونیک که در دمای بالای 100 °C سرویس دهی می کنند.
  • هوزینگ سنسورهای خودرو که در معرض دماهای بالا قرار دارند، مانند سنسورهای سیستم اگزوز
  • هوزینگ و پیستون پمپ ها
  • پولی های صنعتی و خودرو (Pulley)
  • قطعات و کانکتورهای سیستم های سرمایشی – گرمایشی

PPA-Plastic

بایستی اعتراف کرد همچنان PPA بالاترین دمای انتقال شیشه ای را در بین سوپر پلاستیک های مهندسی و در حدود 165 °C دارد و دمای سرویس دهی آن 140 – 200 °C است. باید در نظر داشت که گریدهای تقویت شده با 30-50% الیاف شیشه/ کربن PPA نیز در دسترس هستند و استحکام مکانیکی قابل مقایسه با فولاد ( استحکام مکانیکی بالاتر از 200 MPa) را دارند. PPA با داشتن مقاومت الکتریکی و دی الکتریک بالا و قابلیت جوش پذیری با لیزر، در صنعت برق و الکترونیک نیز گزینه محبوب و پر کاربردی است. تمامی گریدهای PPA امکان عرضه به صورت مقاوم در برابر شعله و با رنگ های مختلف را دارند.

اما از PPA که بگذریم، چنانچه حداکثر دمای کاربری را در محدوده 180 °C قرار دهیم، خانواده سولفون ها شامل پلی سولفون و اتر سولفون ها بین گزینه های مهندسی قرار می گیرند. سولفون ها خواص سطحی فوق العاده در کنار مقاومت سایشی مثال زدنی را برای کاربری های قطعات متحرک جعبه دنده ها فراهم می کنند. سولفون هایی چون PSU و PPSU با مقاومت ذاتی بالا در برابر شعله و آتش، بهترین گزینه برای تولید ظروف غذایی هستند که در معرض دمای بالا قرار می گیرند. همچنین در صنایع هواپیماسازی PPSU یکی از بهترین گزینه ها برای ساخت قاب صندلی و اجزای سیستم تهویه است. چرا که به راحتی می تواند از پس استانداردهای آتش گیری صنایع هواپیماسازی برآید.

اما وضعیت PEEK در این لیست قدری متفاوت است. اگرچه دمای بیشنیه کاربری گریدهای مختلف PEEK از 150 °C تجاوز نمی کند، اما مهمترین مزیت این سوپر پلاستیک در دماهای منفی است. PEEK ها می توانند تا -200 °C بدون افت خواص مکانیکی در تولید انواع شیر و اتصالات مورد استفاده قرار گیرند.

آخرین نوآوری های حوزه سوپر پلاستیک های مهندسی به انواع اتصال عرضی شده ختم می شود. امروزه PA هایی توسعه داده شده اند که به کمک تشعشع پرتو گاما امکان ایجاد پیوندهای اتصال عرضی در آن ها وجود دارد. این گریدهای در محدوده دمایی -40 – 130 °C قابلیت کارایی دارند و استحکامی بالغ بر 20 GPa دارند! این نوآوری در خدمت صنعت برق قرار گرفته است و در تولید قطعات انتقال برق با ولتاژهای بسیار بالا ( بالاتر از 10000 ولت) به کار می روند. در بخش های بعدی با ریزساختار و انواع مختلف هر یک از این سوپر پلاستیک های مقایسه شده در این مقاله آشنا خواهیم شد.

shrink film

تولید کنندگان فیلم های شرینک و استرچ پلی اتیلنی چه تکنیک های جدیدی را دنبال می کنند؟

هر ساله گریدهای مختلف پلی اتیلن شامل LLDPE و LDPE ها برای تولید فیلم های شرینک و استرچ به کار می روند. این محصولات مصرف بالایی را در بسته بندی ثانویه کالاهای مختلفی همچون بطری نوشیدنی ها، کاشی و سرامیک، سیمان، مواد پتروشیمی و دیگر کالاها دارند. LDPE با خواص شرینک منحصربفرد و LLDPE ها با خواص مکانیکی فوق العاده خود دو جزء جدایی ناپذیر فرمولاسیون فیلم های شرینک و استرچ هستند. در دو بخش قبلی که لینک آن ها در ادامه قرار داده شده است، با ساختار و کاربردهای فیلم های شرینک و استرچ رپ پلی اتیلنی آشنا شدیم و در این قسمت به تکنیک های جدیدی که امروزه تولید کنندگان این محصولات دنبال می کنند، می پردازیم.

stretch film

مهمترین نکته ای که در خصوص فیلم‌های شرینک و استرچ وجود دارد، توانایی این فیلم ها در حفاظت از کالایی است که بسته بندی شده است. در واقع این فیلم ها بایستی بتوانند نیروی لازم برای نگهداری کالا را در طول مسیر حمل و نقل حفظ کنند و این نیرو دچار تغییر نیز نشود. پارگی و شل شدن فیلم نیز مستقیما تحت تاثیر این نیروی نگهداری و کیفیت فیلم انتخابی است. ضمن حفظ این خاصیت تولید کنندگان فیلم‌های استرچ و شرینک به دنبال کاهش ضخامت فیلم های تولید با حفظ خواص مکانیکی هستند. به منظور کاهش ضخامت فیلم های تولیدی، مهندسین طراح فرمولاسیون این فیلم ها به استفاده از پلی اتیلن های متالوسن روی آورده اند. در واقع LLDPE های تولیدی با کاتالیست های متالوسنی با ریزساختار ویژه خود خواص مکانیکی همچون استحکام و مقاومت پارگی بالاتری نسبت به انواع تولیدی با کاتالیست زیگلر ناتا دارند. با قرار گرفتن حدود 20 تا 40 درصد از LLDPE های متالوسنی (m-LLDPE) در فرمولاسیون لایه های فیلم های استرچ و شرینک می توان تا 20 درصد از ضخامت فیلم های تولیدی را کاهش داد. در مورد فیلم های شرینک با قرار گرفتن متالوسن ها بایستی مراقب کاهش خاصیت شرینک بود و به کمک سهم LDPE فرمولاسیون این مهم را تنظیم نمود.

shrink film

دومین رویکرد مهمی که این روزها تولید کنندگان فیلم های شرینک و استرچ آن را دنبال می کنند، توجه به مسائل زیست محیطی است. به همین منظور تولید کنندگان این فیلم ها به دنبال استفاده از پلی اتیلن هایی هستند که با استفاده از منابع تجدید پذیر تولید شده اند. برای مثال پتروشیمی Braskem پلی اتیلن هایی را عرضه می کند که از گندم و نیشکر بدست می آیند و وابستگی به منابع نفت و گازی ندارند. اما از آنجاییکه قیمت تمام شده محصولات تولیدی با منابع تجدید پذیر بالا و غیر رقابتی است، استراتژی دیگر صنعتگران حوزه فیلم های استرچ و شرینک استفاده از مواد بازیافتی است. در واقع به کمک بازیافت فیلم‌های استرچ و شرینک مستعمل شده و احیای خواص آن ها به کمک افزودنی ها و پلی اتیلن های نو، بخش قابل توجهی از پسماندهای پلاستیکی مجددا به چرخه مصرف در کاربری های مشخص وارد می شود.

polyacetal

پلی استال های هموپلیمر یا کوپلیمر؟ کدامیک برای تولید قطعات مدنظر شما مناسب هستند؟

پلی استال که در بخش قبلی نکات کلی را در رابطه با این ترموپلاستیک مهندسی مطالعه کردیم، در آستانه ورود به 50 سالگی خود در صنعت پلاستیک است. پلی استال با نام اختصاری لاتین POM، از جمله محدود پلاستیک هایی است که چندین نام رسمی و غیر رسمی دارد. معمولا پلیمرها را با توجه به نام منومر مورد استفاده در تولید آن ها نامگذاری می کنند. با توجه به این روش نامگذاری، نام پلی استال پلی فورمالدهید (Polyformaldehyde) یا پلی اکسی متیلن (Polyoxymethylene) می تواند باشد و POM نیز از پلی اکسی متیلن می آید. اما این ماده را را با نام های تجاری مهمی که به نوعی مبدعان این پلاستیک هستند نیز می شناسند. هوستافرم (Hostaform)، Delrin، Ultraform، Duracon، Tenac، Kocetal، Celcon، Ramtal، Kepital و … مهمترین برندهایی هستند که پلی استال را با این نام ها نیز صدا میزنند. اولین کشف هوستافرم به حدود 100 سال پیش باز می گردد، اما به دلیل محدودیت هایی که در پایداری حرارتی نمونه های تولیدی وجود داشت، 50 سال طول کشید تا اولین پلی استال تجاری شده توسط دوپونت به بازارها عرضه شود. این پلی استال از نوع هموپلیمر بود و تمامی واحدهای سازنده زنجیره های آن از نوع اکسی-متیلن بودند. در سال های بعدی انواع کوپلیمر POM نیز توسعه داده شدند و حدود 1-1.5% گروه های اتیلن اکساید یا دی اکسالن (Dioxolane) نیز در بین زنجیره ها قرار گرفتند. در اینجا به مهمترین تفاوت های انواع همو و کوپلیمر پلی استال اشاره می کنیم که می تواند ملاک تصمیم گیری برای انتخاب گرید مناسب پلی استال جهت تولید قطعات مورد نظر ما باشد.

polyacetal

در همین ابتدا اشاره کنیم که مهمترین دلیلی که کوپلیمرهای POM توانستند سهم بازار قابل توجهی را از آن خود کنند، فرایند پذیری بهتر و محدوده دمای فرایند گسترده تر نسبت به انواع هموپلیمر بود. مهمترین دلیل این برتری کاهش پیوندهای اکسیژن – کربن است که مستعد تخریب هستند و همچنین با حضور کومنومر، دمای ذوب نیز در حدود 10 °C کاهش پیدا می کند و عملیات ذوب و شکل دهی در دماهای کمتری انجام می شود. اما از این نکته فرایندی که بگذریم در دیگر مقایسه ها این هموپلیمرها هستند که برنده رقابت اند. برای مثال هموپلیمرها با داشتن درصد بلورینگی و نظم مولکولی بسیار بالا، استحکام و مدول مکانیکی در حدود 15 درصد بیشتر از نوع کوپلیمر را دارند. همچنین دمای سرویس دهی بالاتر در کنار مقاومت خستگی و خزش بیشتر از دیگر مزایای هموپلیمرها در مقایسه با کوپلیمرها است. به کمک این برتری ها POM های هموپلیمر می توانند خواص یکسانی را در مقایسه با کوپلیمر در ضخامت های کمتری ایجاد کنند و قطعات سبک تری را تولید کنند. همچنین سیکل تزریق هموپلیمرها به دلیل دمای بلورینگی بالاتر می تواند کوتاهتر باشد و این نکته راندمان تولید را افزایش می دهد.

کمپانی بزرگ و نوآور Dupont تولید کننده یکی از بهترین برندهای هموپلیمر پلی استال با نام تجاری Delrin و دیگر کمپانی صاحب نام در این حوزه Asahi Kasei ژاپنی است که تولید کننده هر دو نوع هموپلیمر و کوپلیمر با نشان تجاری Tenac است. برای مطالعه بیشتر در خصوص کاربردهای پلی استال به لینک زیر مراجعه کنید.

Tafmer 810

Tafmer 810، معجزه میتسوئی برای فرایند اکستروژن

اکستروژن یکی از مهمترین فرایندهای شکل دهی انواع پلاستیک و حتی لاستیک ها است. انواع ورق، لوله، پروفیل و تمامی قطعات پلاستیکی که سطح مقطع ثابتی در طول خود دارند، به کمک این روش محبوب تولید می شوند. برعکس فرایند تزریق، گریدهای پلیمری که در فرایند اکستروژن مورد استفاده قرار می گیرند، ویسکوزیته مذاب بالایی دارند. این نکته برای شکل دهی راحت قطعات الزامی است. میتسوئی، صاحب برند معتبر و معروف Tafmer در دنیای POE ها، گرید اختصاصی از Tafmer (Tafmer 810) را برای اصلاح فرمولاسیون محصولات مختلف تولید شده با فرایند اکستروژن، تولید می کند.

Tafmer 810

نام این گرید ویژه Tafmer 810 است. همانطور که از نام این گرید بر می آید، دانسیته ای برابر با 0.885 g/cc دارد و MFI آن برابر با 1.2 g/10 min (@ 2.16 kg, 190 °C) است. Tafmer 810 می تواند انعطافپذیری، نرمی، کشسانی، مقاومت به ضربه و میزان استفاده از فیلرها را در فرمولاسیون های مختلف اکستروژن بر پایه پلی اتیلن و پلی پروپیلن افزایش دهد. به دلیل ویسکوزیته بالا این گرید می تواند نقش بهبود دهنده چسبندگی بین پلیمر و پرکننده های معدنی را در فرمول های حاوی درصد بالای فیلر و پرکننده بر عهده گیرد. از جمله مهمترین کاربردهای Tafmer 810 می توان به استفاده در فرمولاسیون تولید انواع لوله و ورق، موکت و ورق های عایق صدای حاوی درصد بالای پرکننده و فیلم های پلی الفینی اشاره کرد.

polymer solar cell

استفاده از پلیمرها برای غلبه بر چالش های جهانی

هم اکنون جمعیت جهان در حال نزدیک شدن به مرز 8 میلیارد نفر است، این افزایش جمعیت و در کنار آن تغییر الگوی مصرف این 8 میلیارد نفر، رشد بی سابقه جمعیت شهر نشین، بروز چالش هایی در حوزه بهداشت فردی و اجتماعی، تغییرات سریع اکوسیستم زمین و بروز نتایج آن به صورت سیل، آتش سوزی، بالا آمدن سطح آب های آزاد، سونامی و …، کمبود شدید در بخش زیرساخت های اساسی، محدود شدن هر روزه منابع انرژی و زمان بر و پر هزینه بودن دسترسی به منابع جدید و مواردی از این دست، باعث بروز مشکلات و چالش هایی برای زندگی انسان ها شده است. تمامی این موارد ابر چالش هایی هستند که در قرن حاضر با آن ها روبرو هستیم. فارغ از لیست و دلایل ظهور این ابر چالش ها، در این بخش می خواهیم در ارتباط با توانایی های پلیمرها به جهت غلبه بر این ابر چالش های جهانی صحبت کنیم.

پلیمرها بدون شک تنها گروهی از مواد اولیه هستند که می توانند ما را در تامین غذای بیشتر و سالم تر یاری دهند. در اولین حلقه از زنجیره تامین غذا، این پلیمرها هستند که می توانند به کمک فیلم ها، گلخانه هایی با بازدهی بیش از 90 درصد ایجاد کنند، توسط لوله و نوارهای آبیاری بهره وری آبیاری را افزایش دهند و بالاخره روکش و غشاهای پلیمری هستند که سموم و آفت کش ها را هوشمندانه و با حداقل مقدار به گیاهان می رسانند. سپس در مرحله بسته بندی پلیمرها علاوه بر توجه به الزامات زیست محیطی، می توانند بسته بندی های نوینی را (مانند بسته بندی های چند لایه) ایجاد کنند که علاوه بر حفظ ارزش غذایی محصولات، زمان ماندگاری را تا 3 برابر نسبت به حالت عادی افزایش دهد.

polymer-geomembrane

پلیمرها در حفظ خاک و آب به عنوان دو منبع حیاتی نیز سر بلند بوده اند. ژئوممبران های پلیمری و انواع لوله ها نقش قابل توجهی را در استفاده بهینه از منابع و جلوگیری از پدیده های نامطلوبی همچون فرسایش خاک ایفا می کنند. فراموش نکنیم پلیمرها جزء اصلی و ثابت انواع وسایل بهداشتی مانند پوشک، نوارهای بهداشتی، ماسک، پروتزها و اندام های مصنوعی، گان و لباس های پزشکی و … هستند و سطح بهداشت جوامع را ارتقاء داده اند.

پلیمرها برعکس جنگ زیست محیطی که گروه خاصی علیه آن ها ترتیب داده اند، خیلی هم دشمن محیط زیست نیستند و حتی علاوه بر کمک در حفظ منابع آبی و خاکی که در بالا صحبت شد، با نقش بی بدیل خود در ساخت سلول های خورشیدی در تولید انرژی های پاک موثر هستند. همچنین امروزه پلیمرهایی توسعه داده شده اند که با استفاده از منابع تجدید پذیر تولید می شوند و وابستگی به سوخت های فسیلی ندارند. پلیمرها در بخش حمل و نقل نیز با جایگزین کردن فلزات در راستای سبک سازی وسایل نقلیه و به دنبال آن کاهش مصرف سوخت و آلاینده های هوا، موفق عمل کرده اند. همچنین پلیمرها در تجاری سازی خودروهای هیبریدی و الکتریکی نقش پر رنگی دارند و سرانه مصرف پلیمرها در این خودروهای نوین بیش از انواع درون سوز است.

polymer solar cell

در آخرین بخش باید بگوییم پلیمرها علاوه بر استفاده در بخش های ذکر شده در بالا، در توسعه فناوری های نوین و نسل چهارمی همچون، هوش مصنوعی، رباتیک، سنسورها و … نیز به کار می روند و در خدمت مهندسین طراح هستند. پلیمرها بخش غیر قابل جایگزین مواد اولیه هستند. شاید روزی شاهد جایگزین شدن سرامیک ها و فلزات با پلیمرها باشیم، اما مسیر برعکس آن خیلی منطقی به نظر نمی رسد.

 

K 120 indofil

معرفی کمک فرایند اکریلیکی گرید K120 کمپانی Indofil

Indofil کمپانی هندی است که در زمینه تولید مواد اولیه شیمیایی برای صنایع مختلفی همچون چرم، رنگ و پوشش، نساجی و کامپاندینگ پلاستیک ها فعال است. Indofil محصولات ویژه ای برای صنعت PVC در سبد محصول خود دارد. در بین محصولات Indofil افزودنی های مختلفی برای صنعت PVC مانند انواع کمک فرایند به چشم می خورد. کمک فرایندهای Indofil از انواع اکریلیکی هستند.

K 120 indofil

یکی از مهمترین گریدهای کمک فرایند اکریلیکی Indofil، K120 است که در این بخش با آن آشنا خواهیم شد. K120 در پنج نسخه مختلف به شرح زیر توسط Indofil تولید می شود:

  • K-120 ND
  • K-120 CL
  • K-120 PF
  • K-120 PB
  • K-125

همه این پنج گرید به کمک منومرهای اکریلیکی تولید می شوند و به ذوب و پخت بهتر و سریعتر PVC کمک می کنند و استحکام مذاب کامپاند را در فرایندهای بادی و اکستروژن افزایش می دهند. گرید K-120 ND عضو معمولی این خانواده است و به صورت کلی در تمامی فرایندهای بادی، فیلم دمشی، اکستروژن ورق و کلندرینگ مورد استفاده قرار می گیرد. گرید K-120 CL قدری تخصصی تر است و با شفافیت بیشتر برای فرایند کلدرینگ و تولید فیلم و ورق های شفاف به کار می رود. گرید K-120 PF به صورت اختصاصی برای صنعت لوله و اتصالات طراحی شده است و سطح صاف و براقی را در قطعات تولیدی ایجاد می کند. K-120 PB نیز مشابه K-120 PF است و برای کاربری تولید ورق و پروفیل به کار می رود. در نهایت به K-125 می رسیم که نسخه بهبود داده شده K-120 ND است و تا 20 درصد عملکرد بهتری را در کاربری های عمومی و مشابه با K-120 ND ثبت می کند.

گریدهای مختلف K120 معمولا در کیسه های 25 kg بسته بندی می شوند و به صورت پودر سفید رنگ هستند. بر اساس خواص مورد نظر و محصول تولیدی مقدار مصرف این کمک فرایند 0.3-3 phr است.