بایگانی‌ها مقالات محصول - صفحه 27 از 30

لزوم استفاده از افزودنی تنظیم کننده فوم ( Foam Regulator ) در فوم بردهای PVC

6 مهر 1398/0 دیدگاه /در فیلم پلی اتیلن, مقالات/توسط علی ابراهیمی

در نوشتار پیشین با فوم بردهای PVC و کاربردهای آن آشنا شدیم. همانگونه که اشاره شد یکی از مهمترین افزودنی های موجود در فرمولاسیون این محصولات، عامل تنظیم کننده دانسیته فوم است. بدون حضور این افزودنی امکان دستیابی به ساختار یکنواخت فوم و تنظیم دانسیته محصول غیر ممکن است. عوامل تنظیم کننده فوم در حقیقت از خانواده کمک فرایندهای مورد استفاده در تولید محصولات مختلف PVC است. اما انتخاب عامل تنظیم کننده فوم (Foam Regulator) به این سادگی نیز نیست، چرا که تنها گروه خاصی از افزودنی های کمک فرایند می توانند عملکرد تنظیم کنندگی فوم را داشته باشند. در حقیقت عوامل تنظیم کننده فوم کمک فرایندهای اکریلیکی با وزن مولکولی بالا هستند و توانایی تنظیم استحکام مذاب در کنار الاستیسیته را ایجاد می کنند و در این صورت امکان تنظیم دانسیته و دستیابی به ساختار یکنواخت فوم در ورق نهایی مهیا می شود.

تصویر زیر به صورت شماتیک تفاوت جرم مولکولی عامل تنظیم کننده فوم Foam Regulator را نشان می دهد:

با افزایش جرم مولکولی عامل فوم زا، در حین فرایند تولید تنش بیشتری به زنجیره های PVC وارد می شود و این نکته منجر به افزایش دما و اختلاط بهتر و یکنواخت تر اجزای فرمولاسیون بدون افزایش تنش مکانیکی توسط اکسترودر خواهد شد. در نتیجه این امر محصولی با ساختار یکنواخت تر تولید خواهد شد. حضور این عوامل در فرمولاسیون فوم برد تولیدی سطح ورق براق تر و مسطح تری نیز ایجاد خواهد کرد.

یکی از مهمترین نکاتی که در حین انتخاب عامل تنظیم کننده فوم بایستی مورد نظر قرار داد، ضخامت فوم برد تولیدی است. فوم بردهای با ضخامت متفاوت، برای تولید ضخامت خروجی قالب مختلفی نیاز دارند. قالب، انتهایی ترین تجهیز تولید است که فرمولاسیون محصول در حالت مذاب به آن وارد می شود و پس از آن عملیات خنک کاری محصول آغاز می شود. با توجه به اینکه شکل نهایی محصول در قالب ایجاد می شود و همچنین دانسیته فوم در این قسمت نهایی می شود، تاثیر عملکرد افزودنی تنظیم کننده فوم در این ناحیه بسیار اهمیت دارد. برای مثال در تولید فوم بردهای با ضخامت 3-8 mm در مقایسه با ضخامت های 8-18 mm به تنظیم کننده فوم با وزن مولکولی کمتر نیاز است.

از جمله دیگر محصولاتی که به افزودنی تنظیم کننده فوم نیاز دارند، می توان به ورق های چوب/ پلاستیک بر پایه PVC، فوم های نرم PVC و لوله و اتصالات حاوی لایه فوم PVC اشاره نمود.

فرایند پخت الاستومر ها ( Rubber Curing )

1 مهر 1398/0 دیدگاه /در افزودنی های شیمیایی لاستیک, مقالات/توسط علی ابراهیمی

قطعات تولید شده با الاستومر یا رابرها ( به صورت عامیانه به الاستومر و رابر، لاستیک نیز اطلاق می شود.) به الاستیک بودن و نداشتن تغییر شکل ماندگار معروف هستند. همچنین این قطعات در کاربری هایی که تحت بارگذاری دینامیک هستند، مقاومت فوق العاده ای در برابر خستگی و ترک خوردگی دارند. علاوه بر ساختار شیمیایی این گروه از پلیمرها، مهمترین عامل تعیین کننده خواص یک قطعه الاستومری، فرایند پخت آن ها است. پخت الاستومرها فرایندی است که توسط آن زنجیره های الاستومر توسط یک شبکه سه بعدی به یکدیگر متصل می شوند و یک ساختار یکپارچه و الاستیک حاصل می شود. اجزای شبکه نهایی که زنجیره های الاستومر را به یکدیگر متصل می کنند، اتصال عرضی نامیده می شود. اتصالات عرضی از نوع پیوندهای شیمیایی هستند و الاستیسیته نهایی قطعه تولید شده به نوع اتصالات عرضی و تراکم آن ها که به دانسیته اتصالات عرضی معروف است، وابسته است. از جمله مهمترین اتصالات عرضی می توان به پیوندهای تک گانه و چندگانه گوگردی، کربن – کربن و یون های فلزی اشاره کرد.

نخستین بار فرایند پخت الاستومرها توسط کمپانی گودیر (Goodyear) در سال 1839 میلادی کشف شد. فرایند پخت کشف شده از نوع پخت گوگردی بود و در ادامه با کشف سیستم های شتاب دهنده، فعال کننده و تاخیر دهنده، سیستم های پخت گوگردی توسعه داده شدند و هم اکنون نیز در حال استفاده هستند. فرایند پخت منجر به افزایش استحکام مکانیکی، سختی، مدول کششی و مقاومت سایشی، و از طرفی کاهش مانایی فشاری می شود و پایداری ابعادی قطعه را افزایش می دهد. به دلیل سهولت استفاده، سمی نبودن، هزینه تولید کم و امکان تنظیم زمان پخت از چند ثانیه تا چند روز، سیستم های پخت گوگردی یکی از اولین انتخاب های پیش روی مهندسین تولید است. همچنین این سیستم ها اجزای سمی ندارند و برای الاستومرهای فاقد زنجیره اشباع نشده نیز قابل استفاده هستند.

فرایند پخت الاستومر با حرارت و تحت فشار در قالب نهایی انجام می شود. فرایند پخت الاستومر به کمک فشار، اتوکلاو، آون گرمایی، بستر سیال، مایکرو ویو و … انجام می شود. پخت قطعات الاستومری در روش Batch نسبتا ساده و کم هزینه است. اما در روش پیوسته به تجهیزات پیچیده تر و گرانتری نیاز است. از جمله فناوری هایی که در فرایند پخت پیوسته استفاده می شود، می توان به روش های زیر اشاره کرد:

Shera head
Rubber extruding microwave vulcanization (UHF method)
Hot air (Oven drying method)
Fluid bed by ballotini
Liquid Curing Medium (LCM)

در بین روش های ذکر شده، فناوری LCM به دلیل امکان استفاده از پخت پراکسیدی ( که در سایر روش ها امکان استفاده وجود ندارد) و هزینه تجهیزات تولید ارزانتر، محبوبیت و استفاده بیشتری دارد. هر چند ایمنی این روش در مقایسه با سایر فناوری ها کمتر است و مشکلاتی مانند آلودگی دارد.

یکی از مهمترین مراحل فرایند پخت اضافه کردن سیستم پخت، برای مثال در پخت گوگردی در ساده ترین حالت شامل گوگرد، شتاب دهنده، فعال کننده و …، است. ترتیب افزودن و مقدار هر یک از اجزا تعیین کننده خواص قطعه نهایی است. همچنین در برخی از موارد بایستی فرایند پخت را به کمک ترتیب اضافه کردن افزودنی ها کنترل کرد. امروزه به دلیل افزایش دقت و سرعت در اضافه کردن افزودنی ها، از مستربچ های پیش پراکنش یافته اجزای پخت استفاده می شود. با استفاده از این روش علاوه بر افزایش دقت توزین، آلودگی محیط تولید نیز کمتر می شود.

کلروپرن ( نئوپرن )، الاستومری خاص

26 شهریور 1398/0 دیدگاه /در کلروپرن رابر – CR, مقالات/توسط علی ابراهیمی

اگر بخواهیم تاریخچه پیدایش کلروپرن (Chloroprene) و چرایی اطلاق نام نئوپرن به این الاستومر مهم و پر کاربرد را بررسی کنیم، باز هم به کمپانی صاحب نام و آوازه دوپونت (Dupont) خواهیم رسید. در سال 1932 میلادی برند Duprene ( که در ادامه به نئوپرن (Neoprene) تغییر نام داد) که نام تجاری کلروپرن های شرکت دوپونت بود، به بازار عرضه شد و چیپس های کلروپرن ( شکل فیزیکی این ماده به صورت چیپسی است) به دلیل خواص منحصر به فرد خود در کاربری های خودرو، چسب و وسایل خانگی و صنعتی به کار گرفته شدند. این رابر به صورت همزمان مجموعه ای بی نظیر از خواص را، شامل استحکام مکانیکی فوق العاده، مقاوت در برابر ازون و هوا، اشتعال پذیری کم، مقاومت در برابر مواد شیمیایی، چسبندگی و …، در اختیار مهندسین کامپاندر لاستیک قرار می دهد.

فناوری های قدیمی تولید کلروپرن بر پایه استیلن بودند، اما امروزه برای تولید این رابر از بوتادی ان استفاده می شود و معمولا روش پلیمریزاسیون امولسیونی در تولید آن به کار می رود. کلروپرن های تولیدی به چهار گروه مهم مطابق زیر تقسیم می شوند و برای کاربری مدنظر بایستی گرید مناسب را انتخاب نمود.

گریدهای خطی (گریدهای عمومی)

گریدهای پیش- اتصال عرضی شده(Pre-crosslinked) ، این گریدها فرایند پذیری مناسب تری نسبت به گروه های دیگر، به خصوص در فرایند اکستروژن دارند.

گریدهای اصلاح شده با گوگرد، این گونه در حقیقت کوپلیمرهای کلروپرن با عنصر گوگرد هستند. مهمترین مزیت این گروه امکان تنظیم ویسکوزیته آن ها است. همچنین این گرید پایداری بسیار بالایی در برابر بارهای دینامیکی دارد و استفاده فراوانی از آن در تولید تسمه های خودرو، مانند تسمه تایم، می شود.

گریدهای با نرخ بلورینگی پایین، با افزایش دمای پلیمریزاسیون یا استفاده از کومنومرهای دیگر، مانند دی کلرو بوتا دی ان، درجه بلورینگی این گریدها کاهش می یابد. این ویژگی منجر به استفاده کلروپرن در تولید قطعات صنعتی و خانگی نیازمند به انعطافپذیری بالا می شود.

در هر سال حدود 300 هزار تن کلروپرن توسط کمپانی های مختلفی مانند Denka, Dupont, Covestro, Lanxess, Enichem, Tosoh, Showa, … تولید می شود و ژاپنی ها پرچم دار تولید این رابر هستند. همچنین در سال 2014 میلادی با سرمایه گذاری مشترک Denka و Mitsui بخشی از تجارت کلروپرن Dupont خریداری شد و ژاپنی ها سهم بیشتری را در این بازار تصاحب کردند و به مهمترین بازیگر این بازار تبدیل شدند.

چیپس و لاتکس کلروپرن محدوده وسیعی از کاربردهای مختلف را در بر می گیرد. از جمله مهمترین کاربردهای این رابر می توان به موارد زیر اشاره کرد:

صنایع خودروسازی: مورد استفاده در تولید انواع تسمه های انتقال قدرت و تسمه تایم، تولید گردگیرهای مختلف مورد استفاده در سیستم تعلیق، شلنگ های هیدرولیک و تحت فشار، قطعات جلو بندی

صنایع الکترونیک و الکتریک: روکش سیم و کابل

صنایع راه و ساختمان: پدهای راهسازی و پل، ماستیک

صنایع الیاف و پوشاک

صنایع چسب و کاغذ

در بخش های بعدی این مقاله با کاربردهای کلروپرن و ویژگی های هر یک از گریدهای مورد استفاده در این کاربری ها بیشتر صحبت خواهیم کرد.

روند رو به رشد استفاده از خانواده TPE ها در قطعات خودرویی

24 شهریور 1398/0 دیدگاه /در TPE,TPV, مقالات/توسط علی ابراهیمی

در حال حاضر بازیگران اصلی صنعت خودرو استراتژی متفاوتی را نسبت به ده سال پیش اتخاذ کرده اند. استراتژی Global Platform از حدود سال 2009 میلادی به منظور کاهش قیمت تمام شده محصولات و از طرفی افزایش بهره وری تولید به عنوان راهبرد اصلی صنایع عمده تولید کننده خودرو اتخاذ شده است. هدف این استراتژی کاهش تنوع فنی و ابعادی قطعات مختلف بخش های خودروهای مختلف است. برای مثال چندین خودرو به کمک یک موتور، گیربکس، شاسی و … تولید می شوند. به عنوان یک تجربه، کمپانی جنرال موتورز در فاصله سال های 2010 میلادی تا 2018 میلادی، تعداد پلتفرم های خود را از 30 به 18 عدد رسانده است. مواد اولیه مورد استفاده در تولید قطعات به کار رفته در این پلتفرم های مشترک نیز در گروه های محدودی قرار می گیرند، برای مثال در حال حاضر حدود 25 درصد پلاستیک های مورد استفاده در تولید قطعات خودرو خانواده PP (پلی پروپیلن) با چهار مشخصه فنی کلی است. TPE ها در خودرو (Thermoplastic Elastomer) بخشی از سبد PP مصرفی هستند و به دلیل خواص فوق العاده یکی از پیشران های اصلی افزایش درصد استفاده از پلیمرها در تولید قطعاتی خودرو هستند.

امروزه TPE ها خانواده گسترده ای از پلیمرها با خواص مختلف هستند. انواع پلیمر پایه به همراه بخش الاستومری قسمت پلیمری و طیف متعددی از افزودنی ها بر اساس کاربرد نهایی محصول، اجزای یک TPE را تشکیل می دهند. در تولید قطعات خودرو TPE های پایه پلی الفینی، مانند PE (پلی اتیلن) و PP، جایگاه ویژه ای دارند. TPEهای پلی الفینی به دلیل مزیت قیمتی، نسبت سفتی/ انعطافپذیری قابل تنظیم، امکان تنظیم خواص سطحی و ایجاد نرمی، قابلیت تبدیل شدن به فوم، بازیافت پذیری و آسیب کمتر به محیط زیست، استفاده روز افزونی در تولید قطعات بیرونی، درون کابین و زیر کاپوت خودرو دارند. قطعاتی که در حال حاضر با استفاده از انواع TPE تولید می شوند شامل سپر، نوارهای آب بند شیشه و درب، قطعات مجموعه کیسه هوا، داشبورد، روکش درب، فرمان، دریچه های سیستم تهویه، موکت و عایق، لوله و داکت، گردگیر، روکش سیم و وایر، واشر و … هستند.

همچنین TPE ها می توانند در محدوده گسترده ای از فرایندهای تولید قطعه استفاده شوند. از جمله این فرایندها می توان به Multi and single shot injection, Multi and single blow molding, Co-extrusion, Over-molding اشاره نمود.

شکل زیر کاربرد های مختلف TPE ها را در یک خودرو نشان می دهد.

چسب بین لایه ای در صنعت بسته بندی ( Tielayer Adhesive )

20 شهریور 1398/0 دیدگاه /در Tie layers, TPO, مقالات/توسط علی ابراهیمی

یکی از مهمترین نیروی محرکه های پیشرفت در هر صنعتی کشش بازار تقاضا است. با گذشت زمان و از طرفی تغییر سبک زندگی، جوامع انسانی بیش از پیش، به استفاده از کالاهای مدرن و با کیفیت تمایل نشان می دهند. این نکته در مورد سبد غذایی خانوار از دو جهت اهمیت پیدا می کند، از یک طرف امروزه سرپرستان خانواده ها به شدت نسبت به سلامت مواد غذایی خریداری شده حساس شده اند و با بررسی های زیادی خرید می کنند و از طرف دیگر به دلیل توجه به سلامت و تناسب جسمانی، رژیم های غذایی ویژه ای انتخاب می شود و این عادات غذایی به سبد خاصی از محصولات غذایی نیاز دارد و به همین دلیل تنوع گسترده ای در غذاهای تولیدی ایجاد شده است. به دلایل ذکر شده و از طرف دیگر توجه سازمان های ملی و بین المللی به امنیت غذایی، امروزه صنایع غذایی یکی از پیش روترین بخش های صنعتی یک کشور هستند. بخش مهمی از صنعت غذا در تکنولوژی بسته بندی و استفاده از چسب بین لایه ای ( Tielayer ) دراین صنعت است.

حفظ ارزش غذایی و بهداشت یک محصول غذایی مستقیما در گرو بسته بندی و حمل و نقل اصولی و بهینه آن است. پلیمرها نیز با داشتن خواص مکانیکی و عبور پذیری قابل تنظیم، در این مسیر آزادی عمل بالایی برای طراحان ایجاد کرده اند. در حالت کلی پلیمرهای مورد استفاده در تولید انواع بسته بندی های صنایع غذایی در گروه های زیر قرار می گیرند:

پلیمرهای توده بسته بندی (Bulk Layer) برای کنترل قیمت تمام شده بسته بندی، مانند انواع پلی اتیلن و پلی پروپیلن
پلیمرهای سدگر (Barrier Layer) مانند انواع پلی آمید و EVOH
پلیمرهای دوخت پذیر (Sealant Layer) مانند انواع پلی اتیلن و پلی پروپیلن های خاص

در بسیاری از کاربری های مهندسی سه گروه بالا در کنار یکدیگر قرار گرفته و ساختارهای چند لایه مهندسی را (Multilayer Packaging) ایجاد می کنند. به دلیل عدم سازگاری این گروه ها (قطبی / غیر قطبی)، از چسب های بین لایه (Tielayer Adhesive) برای قرار دادن لایه ها روی یکدیگر استفاده می شود. Tielayer ها سهم کوچکی در ساختار بسته بندی دارند، اما تضمین کننده عملکرد بسته بندی نهایی هستند و انتخاب آن ها با دقت انجام می گیرد.

الزامات فرایند تولید، نوع پلیمرهای استفاده شده در لایه های مختلف و خواص فیزیکی – مکانیکی مورد نظر برای بسته بندی تعیین کننده نوع Tielayer مناسب برای ساختار مورد نظر است. پلیمرهای پایه برای تولید Tielayer ها خانواده PE, PP, EVA و در موارد محدود کوپلیمر Acrylate/ Acid هستند. برای ایجاد خاصیت چسبندگی انواع گروه های مالئیک، اکریلیک، اسید و … در ساختار پلیمر پایه قرار می گیرد. به دلیل فرایندپذیری خوب و تولید مقرون به صرفه Tielayerهای پایه PE کاربرد گسترده ای در صنایع بسته بندی پیدا کرده اند.

چرا انتخاب افزودنی UV مناسب برای فیلم های کشاورزی مهم است؟

16 شهریور 1398/0 دیدگاه /در افزودنی های فیلم کشاورزی, مقالات/توسط علی ابراهیمی

می توان گفت مهمترین افزودنی مورد استفاده در تولید فیلم های کشاورزی، مانند نایلون گلخانه ای، افزودنی های پایدار کننده در برابر اشعه UV هستند. به منظور کاهش هزینه های خرید و نصب نایلون های گلخانه ای، تقاضا برای عرضه محصولات با عمر ماندگاری بالا رو به افزایش است. عمر ماندگاری و زمان سرویس دهی این محصول مستقیما به عملکرد افزودنی پایدار کننده در برابر اشعه UV به کار رفته در تولید محصول ارتباط پیدا می کند. افزودنی های UV بایستی در زمان سرویس دهی محصول عبور پذیری نور را در بیشینه ترین حالت ممکن حفظ کنند و از افت خواص مکانیکی فیلم با تابش نور خورشید محافظت کنند.

اما استفاده از سموم و آفت کش ها و روی آوردن به اسپری سم با اثر تخریبی بیشتر نسبت به سوزاندن گوگرد، انتقال اتم آهن از سازه گلخانه و سایر افزودنی ها UV، و اثرات مخرب طوفان و باد می تواند عملکرد این افزودنی ها را به شدت کاهش دهد. به دلایل ذکر شده در انتخاب افزدنی مناسب با شرایط کاربری باید دقت بسیار زیادی نمود. اما عوامل عمومی را که در انتخاب گرید مناسب افزودنی UV بایستی در نظر گرفت، موارد زیر است:

شدت تابش نور خوشید (این پارامتر در مناطق جغرافیایی مختلف و بر اساس فاصله جغرافیایی از خط استوا متفاوت است و مهمترین عامل تعیین کننده گرید و غلظت مورد نیاز از افزودنی UV است.)
وضعیت جغرافیایی منطقه (ارتفاع از سطح دریا، میزان ضخامت لایه ازون، نوع سطح و مقدار انعکاس نور از سطح زمین، همگی بر شدت تابش اشعه UV موثر هستند)
شرایط آب و هوایی (مانند دما، شدت باد، باران، ابرناکی و تگرگ)
نوع سازه گلخانه (مانند شکل هندسی، جنس سازه)

از طرف دیگر ساختار نایلون گلخانه نیز در انتخاب نوع افزودنی UV مناسب موثر است و بایستی موارد زیر را مد نظر قرار داد:

تعداد لایه های فیلم
ضخامت
خواص پلیمرهای مورد استفاده
حضور سایر افزودنی ها

مجموعه عوامل عمومی و خواص نایلون گلخانه باید در کنار یکدیگر در نظر گرفته شود و باتوجه به آن ها، نوع و مقدار استفاده از افزودنی فرا بنفش مناسب برای تولید نایلون کلخانه ای انتخاب شود. در بیشتر موارد ممکن است چندین نوع افزودنی UV در کنار هم به منظور ایجاد خاصیت هم افزایی انتخاب شوند.

گرید های کاربردی پلی آمید در صنعت بسته بندی

12 شهریور 1398/0 دیدگاه /در PA, مقالات/توسط علی ابراهیمی

دو هدف اصلی استفاده از گریدهای مختلف پلی آمیدها در صنایع بسته بندی مواد غذایی، کاهش عبورپذیری در برابر اکسیژن، عطر، بو و افزایش خواص مکانیکی مانند مقاومت در برابر سوراخ شدگی است. دیگر خواص منحصر به فرد پلی آمید بسته بندی عبارتند از:

قابلیت ترموفورمینگ با عمق زیاد
عبور پذیری عالی نور
مقاومت به نفوذ روغن

از بین تمامی گریدهای تجاری شده پلی آمید، گرید های PA6 و PA6/6.6 بیشترین کاربرد را در صنایع بسته بندی و تولید فیلم ها دارند. علاوه بر این دو گرید، گونه های ویژه و با کاربری خاص مانند PA6/12 و PA6/6.6/12، که به ترتیب کوپلیمرهای دو و سه منومره هستند، در صنایع بسته بندی به مصرف میرسند. PA6 با درصد بلورینگی بالا به خنک کاری سریع پس از تولید نیاز دارد و گرید PA 6/6.6 با خنک سازی در شرایط عادی شفافیت فوق العاده ای را نتیجه می دهد و مقاومت بینظیری در برابر سوراخ شدن همراه با انعطافپذیری بالا دارد. دمای ذوب این گرید حدود 30 درجه سانتیگراد از مقدار مربوط به گرید PA6 کمتر است و این ویژگی هزینه های تولید را کاهش داده و فرایند تولید را ساده تر و قابل کنترل تر می کند. گرید PA6/6.6 مدول کششی کمتری در برابر گرید PA6 دارد، اما از طرف دیگر انعطافپذیری و ازدیاد طول بالاتری دارد و این تنوع گرید امکان تنظیم خواص مکانیکی را برای طراحان بسته بندی مهیا می کند. جدول زیر مهمترین خواص این دو گرید پر طرفدار پلی آمید در صنعت بسته بندی را نشان می دهد:

نام گرید

دمای ذوب (°C)

عبور پذیری اکسیژن

(ml.50µm/m2.day)

T = 23ºC, RH = 0%

مدول کششی (MPa)

استحکام مکانیکی (MPa)

کرنش در پارگی (%)

انرژی لازم برای پارگی (mJ)

PA6

220

20

700

100

400

18

PA 6/6.6

191

26

500

105

470

25

گرید مناسب PA با توجه به الزامات عبورپذیری گاز و خواص مکانیکی مورد نیاز بسته بندی در ساختارهای چندلایه ترکیبی با پلی الفین و EVOH قرار می گیرد. فیلم تولیدی می تواند به کمک فرایندهای دمش فیلم و ریخته گری (Blown and Cast Film Production) تولید شود و در مرحله بعد به کمک دستگاه های تولید نهاده های بسته بندی به یکی از شکل های زیر تبدیل می شود:

کیسه های بسته بندی (Pouches)
پوشش های سوسیس و کالباس (Sausage Casing)
فیلم های شرینک مواد غذایی (Shrinkbags)
ظروف ترموفرم (Thermoforming)
فیلم های درپوش (Lidding Films)
بسته بندی ریتورت (Retort Packaging)
بطری ها (Bottles)
بسته بندی مایعات BIB (Bag in Box)

اتیلن وینیل الکل ( EVOH )، نفوذ ناپذیر در برابر اکسیژن

6 مرداد 1398/4 دیدگاه /در EVOH, مقالات/توسط علی ابراهیمی

اتیلن وینیل الکل یا به اختصار EVOH ، ترموپلاستیکی محلول در آب و حاصل از کوپلیمریزاسیون اتیلن و وینیل الکل است. ساختار این کوپلیمر مقاوم در برابر مواد شیمیایی است و نفوذپذیری بسیار بسیار کمی در برابر اکسیژن، عطر و بو دارد.

درصد کومنومر اتیلن موجود در ساختار پلیمر نهایی، تعیین کننده میزان عبورپذیری پلیمر در برابر گازهای مختلف است. با کاهش کومنومر اتیلن موجود در ساختار پلیمر، عبور پذیری در برابر اکسیژن و ترکیبات فرار EVOH کاهش می یابد. اما به منظور سهولت فرایند شکل دهی EVOH و تبدیل آن به محصول نهایی، نمی توان کاملا اتیلن را از ساختار حذف کرد. در بیشتر گریدهای EVOH درصد بهینه اتیلن 32 و 44 درصد مولی است. هرچند برای کاربری های ویژه درصدهای کمتر یا بیشتر اتیلن نیز توسعه داده شده است.

مهمترین کاربرد EVOH استفاده از آن در تولید فیلم، بطری و تیوب های چندلایه نفوذ ناپذیر در برابر اکسیژن در صنایع بسته بندی است. اما امروزه EVOH در تولید لوله های چندلایه تاسیساتی ضدخوردگی، مخازن سوخت خودرو منطبق بر استانداردهای یورو 6 و فیلم های کشاورزی (مانند فیلم های نفوذ ناپذیر در برابر سموم) به کار می رود. وجود یک لایه بسیار نازک از EVOH، معمولا 2-15 µm، می تواند نفوذ پذیری در برابر اکسیژن، دی اکسید کربن، عطر و بو، روغن ها و برخی حلال های آلی را بسیار کاهش داده و حتی به صفر برساند. اگر بخواهیم این کاهش عبورپذیری را با یک پلیمر معمول مانند پلی اتیلن با دانسیته پایین، LDPE، مقایسه کنیم باید گفت یک قطعه تولید شده با LDPE با ضخامت 10 متر از نظر عبورپذیری در برابر اکسیژن برابر با یک لایه 1 میلیمتری EVOH است. جدول زیر عبور پذیری اکسیژن پلیمرهای مختلف را نشان می دهد:

عبور پذیری اکسیژن در دمای 20°C و رطوبت نسبی 65%، cm³.20µm/m²day.atm
0.41	EVOH (32% mol ethylene)
12.17	EVOH (32% mol ethylene)
32.26	PA6
38.75	PET
458.79	PVC
5349.65	PP
10348.23	PE

EVOH در برابر سایر گازها مانند کربن دی اکسید، نیتروژن، هلیوم و هیدروژن نیز عبور پذیری بسیار پایینی نسبت به سایر پلیمرها دارد. این نکته منجر به استفاده از EVOH در بسته بندی مواد غذایی با فناوری MAP (Modified Atmosphere Packaging) شده است. مهمترین مزیت حضور یک لایه EVOH در ساختار بسته بندی مواد غذایی، جلوگیری از نفوذ روغن های معدنی به مواد غذایی است. روغن های آروماتیک و اشباع معدنی، به ترتیب MOAH و MOSH، (Minera Oil Saturated Hydrocarbon – MOSH, Mineral Oil Aromatic Hydrocarbon – MOAH) در محیط پیرامون ما وجود دارند. این روغن ها می توانند از منابع مختلف مانند ماشین آلات کشت، برداشت و فرآوری مواد غذایی، ماشین آلات حمل و نقل و … به بسته بندی مواد غذایی نفوذ کنند و سپس از طریق بسته بندی به ترکیب مواد غذایی وارد شوند. با وارد شدن این روغن ها به بدن انسان، سلول های مختلف مانند سلول های کبد و غدد لنفاوی در معرض خطر قرار می گیرند و ریسک ابتلا به سرطان افزایش می یابد. ساختارهای حاوی EVOH در برابر این روغن ها نفوذناپذیرند و می توانند سطح سلامت و بهداشت مواد غذایی را افزایش دهند.

چالش برطرف کردن مه گرفتگی در گلخانه ها به کمک افزودنی آنتی فاگ

2 مرداد 1398/0 دیدگاه /در افزودنی های فیلم کشاورزی, مقالات/توسط علی ابراهیمی

آنتی فاگ، آنتی فوگ، ضد مه، همگی ترجمه یا تلفظ عامیانه واژه انگلیسی Anti-Fog هستند. افزودنی آنتی فاگ به دلیل سهولت مصرف، به صورت مستربچ به ترکیب مورد نظر برای تولید نایلون گلخانه اضافه می شود. اما دلیل استفاده از این افزودنی چیست و نحوه استفاده از آن به چه صورت است؟ این مقاله به بررسی این موضوع خواهد پرداخت.

دهه های متوالی است که نایلون گلخانه ای پلی اتیلنی به دلایلی چون انعطفاپذیری، چقرمگی، سبکی، شفافیت، هزینه تولید و خرید کم و … کاربرد گسترده ای در ساخت گلخانه ها پیدا کرده است. این پوشش پلاستیکی بایستی مجموعه ای از الزامات فنی مانند خواص مکانیکی، فیزیکی و نوری، پایداری و … را در این کاربری برآورده کند. نایلون گلخانه ای بر اساس شرایط اقلیمی منطقه احداث گلخانه، بایستی خواص منحصر به فرد ویژه ای نیز برای استفاده در آن منطقه داشته باشد. از جمله این ویژگی های خاص، قرار گرفتن نایلون گلخانه در معرض نوسانات دمایی است. به دلیل رطوبت بالا درون محیط گلخانه (به دلیل ایجاد محیط کشت مطلوب برای گیاهان)، در اثر نوسانات دمایی محیط گلخانه به اصطلاح دچار مه گرفتگی (Fogging) می شود. نتیجه این مه گرفتگی ایجاد قطرات آب بر روی سطح داخلی فیلم گلخانه است. باتوجه به طبیعت غیر قطبی پلیمرهای مورد استفاده در تولید فیلم های گلخانه ای، این قطرات ایجاد شده بر روی سطح فیلم باقی می مانند. تجمع قطرات آب منجر به ایجاد تداخل در عبور نور و در نتیجه تداخل در رشد گیاه تحت کشت، و از طرفی با افزایش وزن قطرات و سقوط آن ها بر روی گیاهان باعث ایجاد آفت و بیماری در گیاه می شوند.

دلیل تجمع قطرات آب بر روی سطح داخلی نایلون گلخانه، اختلاف کشش سطحی فیلم پلی اتیلنی و قطره آب است. به منظور افزایش کشش سطحی فیلم گلخانه ای و نزدیک شدن این پارامتر به کشش سطحی آب، افزودنی آنتی فاگ در حین تولید فیلم به فرمولاسیون تولید اضافه می شود. به کمک این افزودنی ها قطرات آب ایجاد شده بر روی سطح داخلی فیلم به یک لایه پیوسته تبدیل می شوند و با قرار دادن کانال های تخلیه آب در کناره فیلم، به اطراف گلخانه هدایت می شوند. با این کار هیچ تداخلی در عبور نو ایجاد نشده و همچنین از ریزش قطرات نیز جلوگیری می شود. این افزودنی ها طبیعت غیر قطبی دارند و با قرار گیری در ساختار نایلون گلخانه به دلیل عدم تطابق شیمایی با پلیمرهای مورد استفاده در تولید، به سطح فیلم مهاجرت می کنند و منجر به افزایش کشش سطحی فیلم و پخش شدن قطره آب می شوند. به دلیل مهاجرت این افزودنی و از طرفی تمایل این افزودنی به انحلال در آب، با گذشت زمان غلظت آن در ساختار نایلون گلخانه کم شده و عملکرد آنتی فاگ تضعیف می شود. به همین دلیل بایستی درصد استفاده بهینه ای از این افزودنی در ساختار فیلم قرار گیرد.

کاربرد پلی یورتان در قطعات خودرویی

29 تیر 1398/0 دیدگاه /در TPU, مقالات/توسط علی ابراهیمی

پلی یورتان، پلیمر با استعداد در قطعات خودرویی

اگر وزن یک خودرو ملاک قرار گیرد، حدود 12-20 درصد، و چنانچه تعداد قطعات لحاظ شود، می توان گفت حدود 30 درصد یک خودرو را پلیمرها، فارغ از پلاستیک یا لاستیک، یا بعبارت دیگر ترموپلاستیک یا ترموست، تشکیل می دهند. با توجه به آمار فوق، اهمیت کاربرد پلی یورتان در قطعات خودرویی به وضوح مشخص است. اگر به صورت مشخص به ترموپلاستیک های مورد مصرف در صنایع خودروسازی نگاه شود، انواع پلاستیک های معمولی و مهندسی مانند PP, TPU, PU, PE, PA, ABS , PVC, PMMA, PBT, PC, PPS, PEI, … در این حوزه به کار می روند.

دومین ترموپلاستیک پرمصرف در هر خودرویی TPU و PU است، این نکته به دلیل استفاده از این ترموپلاستیک در تولید فوم های صندلی و عایق های کابین است. هرچند علاوه بر این کاربری، TPU در تولید روکش های قطعات دکوراتیو درون کابین خودرو نیز کاربرد ویژه ای دارد. این کاربری وجه لوکس TPU و استفاده از آن در تولید گردگیرها و روکش های مورد مصرف در قطعات جلوبندی، گیربکس و جعبه فرمان وجه دوام و پایداری TPU را نشان می دهد. پایداری بینظیر TPU در برابر روغن ها و همچنین مقاومت عالی در شرایط بارگذاری متناوب در کنار انعطافپذیری، منجر به استفاده از آن در تولید گردگیرها شده است.

آخرین کاربرد پلی یورتان در تولید قطعات خودرویی، ضربه گیرهای مورد استفاده در سیستم تعلیق خودرو است. این ضربه گیرها در معرض بارگذاری های پیچیده و چند بعدی قرار میگیرند، و از طرفی وارد آمدن استرس های ناگهانی در این کاربری معمول است و TPU تنها گزینه ای است که مقاومت خستگی بسیار عالی برای این کاربری در بین ترموپلاستیک ها دارد.