خبرگزاری پپنا رصد جهانی بازار پلیمر
امروزه در صنعت کامپاندهای پلیمری، پرکنندهها (Fillers) تنها ابزاری برای کاهش هزینه نیستند؛ بلکه نقش مهمی در بهبود خواص مکانیکی، افزایش عملکرد و کاهش ردپای کربنی محصولات ایفا میکنند. علاوه بر پرکنندههای معدنی سنتی مانند کربنات کلسیم و تالک، نسل جدیدی از مواد زیستپایه و بازیافتی نیز در حال ورود به این بازار هستند.
هر نوع پرکننده معدنی دارای ویژگیهای ساختاری متفاوتی مانند شکل ذرات و نسبت طول به ضخامت (Aspect Ratio) است که مستقیماً بر خواص کامپاند نهایی اثر میگذارد. همچنین استفاده از پوششهای سطحی روی ذرات معدنی و افزودن سازگارکنندهها (Compatibilizers) میتواند چسبندگی میان پرکننده و ماتریس پلیمری را افزایش داده و عملکرد نهایی را بهبود بخشد. به همین دلیل، فرمولاتورها همواره در تلاشاند تعادلی میان خواص مکانیکی، فرآیندپذیری و هزینه تولید برقرار کنند.
کربنات کلسیم؛ فراتر از یک پرکننده ارزانقیمت
کربنات کلسیم سالهاست بهطور گسترده در پلیاتیلن و پلیپروپیلن مورد استفاده قرار میگیرد، اما حضور آن در پلیمرهای مهندسی مانند پلیآمید محدود بوده است؛ زیرا در این حوزه معمولاً از تالک و میکا استفاده میشود.
شرکت Omya International قصد دارد این روند را تغییر دهد و دو گرید جدید کربنات کلسیم ویژه پلیمرهای مهندسی معرفی کرده است. به گفته این شرکت، این محصولات در بسیاری از کاربردها عملکرد بهتری نسبت به کربنات کلسیمهای معمولی و حتی برخی پرکنندههای معدنی دیگر دارند.
Smartfill 55-AV
یکی از این محصولات، Omya Smartfill 55-AV است که در کامپاندهای پلیآمیدی باعث افزایش مقاومت ضربهای و ازدیاد طول تا نقطه شکست میشود.
این محصول همچنین در پلیکربنات میتواند:
* مقاومت ضربهای شیاردار (Notched Impact) را افزایش دهد،
* سختی قطعه را بهبود بخشد،
* روشنایی رنگ را در فرمولاسیونهای مات افزایش دهد،
* و مصرف رنگدانه گرانقیمت دیاکسید تیتانیوم (TiO₂) را کاهش دهد.
پوشش سطحی ویژه مورد استفاده در سری Smartfill ابتدا برای کاهش هیدرولیز در فرمولاسیونهای PLA توسعه یافته بود، اما بعدها مشخص شد که در پلیاتیلن ترفتالات (PET)، پلیکربنات (PC) و پلیآمید (PA) نیز مزایای قابل توجهی ایجاد میکند.
Omyaspace 806-OG
دومین محصول جدید Omya با نام Omyaspace 806-OG در ابتدا برای افزایش پوشانندگی (Opacity) در ABS توسعه یافته بود تا بخشی از دیاکسید تیتانیوم را جایگزین کند.
در فرمولاسیونهای متداول ABS، استفاده از کربنات کلسیم معمولاً باعث افت مقاومت ضربهای میشود، اما این محصول جدید این مشکل را تا حد زیادی برطرف کرده و در عین حال سختی و سفیدی قطعه را افزایش میدهد.
در پلیآمیدهای تقویتشده با الیاف شیشه، این گرید حتی مقاومت ضربهای بیشتری نسبت به Smartfill ایجاد میکند. همچنین برخلاف بسیاری از پرکنندههای معدنی که در پلیآمیدهای اصلاحشده ضربهای باعث افت خواص میشوند، Omyaspace 806-OG میتواند استحکام ضربهای را حفظ کند.
به گفته متخصصان Omya، این فناوری امکان کاهش هزینه و کوتاه شدن سیکل تولید را بدون افت عملکرد مکانیکی فراهم میکند.
کاهش ردپای کربنی
یکی از مهمترین مزایای این گریدهای جدید، ردپای کربنی بسیار پایین آنهاست.
میانگین انتشار دیاکسید کربن برای کربنات کلسیمهای ریزدانه پوششدار کمتر از ۳۰۰ کیلوگرم CO₂ معادل به ازای هر تن است؛ در حالی که این مقدار برای دیاکسید تیتانیوم و بسیاری از پلیمرهای مهندسی بین ۴ تا بیش از ۶ تن CO₂ در هر تن محصول است.
به همین دلیل، جایگزینی بخشی از پلیمر، الیاف شیشه یا TiO₂ با این مواد میتواند اثر محسوسی در کاهش ردپای کربنی محصولات داشته باشد.
جالب آنکه Smartfill 55-AV از کربنات کلسیم بازیافتی پیش از مصرف (Pre-consumer Recycled) تولید میشود؛ یعنی مواد اولیه آن از ضایعات سایر صنایع تأمین شده و صرفاً بازیافت داخلی کارخانه نیست.
همچنین Omya قادر است اطلاعات اختصاصی ردپای کربنی هر محصول (PCF) را متناسب با شرایط تولید، از جمله استفاده از برق تجدیدپذیر، در اختیار مشتریان قرار دهد؛ موضوعی که بهویژه در صنعت خودروسازی اهمیت روزافزونی پیدا کرده است.
از پوسته تخممرغ تا کامپاندهای پلیمری
شرکت آمریکایی Renova Technologies که در ایالت آیووا فعالیت میکند، رویکرد متفاوتی برای تولید پرکنندههای معدنی در پیش گرفته است.
این شرکت با بازیافت ضایعات صنعت تولید تخممرغ، غشای داخلی و کربنات کلسیم موجود در پوسته تخممرغ را از یکدیگر جدا میکند.
غشای سرشار از کلاژن در صنایع غذایی، مکملهای تغذیهای و آرایشی استفاده میشود و کربنات کلسیم حاصل نیز بهعنوان ماده غذایی، اصلاحکننده خاک یا پرکننده پلاستیک کاربرد دارد.
این کربنات کلسیم زیستپایه و زیستتخریبپذیر نسبت به نمونههای معدنی استخراجشده، ردپای کربنی پایینتری دارد.
علاوه بر این، Renova کامپاندهای آماده تزریق پلیپروپیلن حاوی پودر پوسته تخممرغ را نیز با نام ReOvo Eggshell Calcium PP Pellets عرضه میکند.
تالک؛ همچنان یکی از مهمترین پرکنندههای صنعت خودرو
شرکت IMI Fabi پس از خرید بخش تالک صنعتی Elementis، دامنه محصولات خود را گسترش داده و سری جدید NeoFill را معرفی کرده است.
گرید NeoFill ECO یک تالک فوقریز خاکستری روشن است که برای کامپاندهای TPO و PP خودرویی توسعه یافته و عملکردی مشابه محصولات بسیار سفید اما با هزینه کمتر ارائه میدهد.
گرید NeoFill EXTRA نیز با هدف دستیابی به سختی بالاتر طراحی شده است.
طبق اعلام IMI Fabi، قطعات خودرویی بر پایه TPO و PP نیازمند تعادل دقیقی میان:
* سختی،
* حفظ مقاومت ضربهای،
* پایداری ابعادی،
* ضریب انبساط حرارتی پایین،
* مقاومت حرارتی بلندمدت،
* و بوی کم هستند؛
ویژگیهایی که تالک میتواند در دستیابی به آنها نقش مهمی ایفا کند.
