آرشیو مقالات

آرشیو مقالات

نرم ­کننده ­های طبیعی و تولید فیلم­ های بیوپلیمری یا زیست بسپاری

نرم ­کننده ­های طبیعی و تولید فیلم­ های بیوپلیمری یا زیست بسپاری

چهارشنبه, 08 آبان,1398

رتبه بندی این مطلب:
5/0

بسپار/ ایران پلیمر نرم ­کننده­ ها آمیزه­ هایی با وزن مولکولی پایین و غیرفرار هستند که به طور گسترده در صنایع بسپاری به عنوان افزودنی استفاده می­شوند. دلیل اصلی استفاده از این مواد بهبود انعطاف ­پذیری و فرآیندپذیری بسپارها و آمیزه­ های آنها از طریق کم کردن دمای انتقال شیشه­ای (Tg) بسپارهاست. در دهه ­ی اخیر میزان تولید نرم ­کننده ها در سراسر جهان حدود 5 میلیون تن در سال تخمین زده شده است. در سال­های اخیر تقاضا برای استفاده از نرم ­کننده­ های طبیعی به دلیل عدم سمیت و هم­چنین کاهش آهنگ مهاجرت افزایش یافته است. این دسته از نرم ­کننده ­ها از روغن­های گیاهی هم­چون روغن دانه سویا، کرچک و دانه آفتابگردان تولید می­شوند. شایان توجه است که افزایش تقاضا برای نرم­کننده­های طبیعی به دلیل گسترش تولید محصولات پایه زیستی است که همین امر باعث می­شود تا تک­تک مواد مصرفی برای تولید محصول، زیستی و طبیعی باشند و افزودنی­ها هم با وجود اینکه به مقدار کم در فرمول استفاده می­شوند (نرم­کننده) نباید از این روند مستثنی گردند.

 

عملکرد نرم­ کننده­ ها

نرم ­کننده­ ها عمدتا مایعاتی با نقطه جوش بالا هستند که میانگین وزن مولکولی آنها بین 300 تا 600 گزارش شده و ساختارهای خطی و یا حلقوی دارند. میزان کارایی و عملکرد یک نرم ­کننده وابسته به ساختار شیمیایی، گروه­های عاملی و هم­چنین وزن مولکولی آن است. در محصولات زیست­ پایه بسپاری مهم­ترین چالش حین استفاده از نرم ­کننده ­ها در فرمول­بندی، عدم سازگاری بسپار و نرم­کننده است که در این وضعیت نرم ­کننده به عنوان جزء ناسازگار، بلافاصله پس از آمیزه ­سازی و یا روی محصول نهایی به صورت قطره­ ای پدیدار می­شود.

 

دسته ­بندی نرم­ کننده ­ها

در علوم بسپاری نرم­ کننده­ ها به صورت اولیه و ثانویه دسته ­بندی می­شوند. منظور از نرم  ­کننده­ ی به صورت کلی ماده ­ای با فراریت پایین است که به فرمول بسپار اضافه می­گردد. در این حالت مولکول­های نرم ­کننده با زنجیره­ های بسپاری برهم­کنش دارند که البته از نوع پیوند اولیه و شیمیایی نخواهد بود و از این رو امکان دارد تا این نرم­ کننده­ ها از طریق مهاجرت و تبخیر از ساختار جدا شوند.

نر م ­کننده ­ها به صورت اولیه و ثانویه نیز دسته ­بندی می­شوند. اگر در غلظت بالای بسپار، نرم­ کننده­ای در آن حل شود به عنوان نرم­ کننده اولیه معرفی می­شود. این دسته از نرم ­کننده ­ها حین اضافه شدن به بسپار در دمای معمولی قادرند که ژل تولید کنند. در حالی که نرم­ کننده­ های ثانویه ظرفیت ژل­سازی پایین­تری دارند و سازگاری آنها نیز با بسپار به مراتب کمتر است. عمدتا از نرم ­کننده ­های ثانویه به همراه نرم ­کننده­ های اولیه (به صورت آمیزه) با هدف ارتقای برخی از خواص محصول و یا کاهش هزینه استفاده می­شود.

نرم­ کننده­ های مصرفی در فیلم­های بسپاری زیستی در دو گروه محلول و نامحلول در آب دسته ­بندی می­شوند. نرم ­کننده­های آب­دوست در محیط­ های آبی حل می­شوند و می­توانند باعث افزایش نفوذ آب در بسپار شوند. در حالی که نرم ­کننده ­های آب­گریز می­توانند میکروحباب­هایی را در فیلم ایجاد کنند که عملا جذب آب فیلم را کاهش می­دهد. استفاده از نرم ­کننده ­های آب­گریز احتمال جدایش فازی را افزایش داده و ناپیوستگی و جدایش در فیلم تولیدی به ویژه در مرحله ­ی خشک کردن مشاهده خواهد شد. به منظور بهبود انحلال نرم­ کننده نامحلول در بسپار، یافتن سرعت هم­زدن بهینه محلول ضروری است که برای هر محصول باید به صورت تجربی بهینه­ سازی گردد.

 

نرم­ کننده­ های تجاری

تا به امروز نزدیک به 1200 نوع نرم­ کننده تولید شده که حدود 100 نوع آن در محصولات مختلف به صورت تجاری استفاده می­شود. از این نرم ­کننده ­ها در کنار حدود 60 بسپار و برای تولید 30 گروه محصول مختلف استفاده می­شود. اسامی متداول­ترین بسپارهای تولیدی به همراه نرم کننده­ های تجاری عبارت است از: پلی وینیل کلرید (PVC) ، پلی وینیل بوتیرال (PVB)، پلی وینیل استات (PVAc)، اکریلیک­ها، انواع آمیزه ­های سلولزی، نایلون وپلی ­آمیدها.

 

آناهیتا هماوند (anahitahomavand@yahoo.com)

 

(ادامه دارد ...)

 

متن کامل این مقاله را که در شماره   204 ماهنامه بسپار در نیمه مهر  منتشر شده است، بخوانید.

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های 02177523553 و 02177533158 داخلی 3 سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق فیدیبو قابل دسترسی است.

 

 

نوشتن یک نظر

افزودن نظر

x
دی ان ان