انواع پلی اتیلن ملت بلون Melt Blown

همبستگی ویژگی‌های ساختاری، رئولوژیکی، حرارتی، مکانیکی و نوری پلی اتیلن سبک/پلی اتیلن سبک خطی درحضور پلی اتیلن سبک بازیافتی و پلی اتیلن سبک خطی

فیلم‌های دمیده پلی اتیلن سبک و پلی اتیلن سبک خطی فراصنعتی به صورت مکانیکی برای استفاده مجدد در تولید فیلم های دمیده در صنعت بسته بندی بازیافت شدند. این فرایند تولید فیلم هایی با هزینه کمتر و خواص مشابه را تسهیل می کند که منجر به حفظ محیط زیست و کاهش مقدار ضایعات دفع شده خواهد شد. فرایند بازیافت مکانیکی نیز موجب تولید پلت‌های بازیافتی می شود. این فرایند شامل خرد کردن، شستشو، خشک کردن و پردازش مجدد مواد است. مخلوط این مواد بازیافتی و شکل بکر آنها با غلظت های مختلف به فیلم‌های دمیده با بار ذاتی 70 و 30 درصد وزنی به ترتیب برای پلی اتیلن سبک (LDPE) و پلی اتیلن سبک خطی (LLDPE) تبدیل می‌شود. باتوجه به نتایج حاصل از تبدیل فوریه مواد بازیافتی، هیچ آلودگی یا واکنش شیمیایی با دیگر مواد مشاهده نشد. در اینجا کروماتوگرافی نفوذ ژل بر روی پلی اتیلن سبک بازیافتی و پلی اتیلن سبک خطی بکر و بازیافتی انجام شد و نتایج به دست آمده نشان دهنده قطع زنجیره و اتصال عرضی درطول فرایند بازیافت هستند. کاهش خواص حرارتی نمونه‌ها که در کالریمتری اسکن تفاضلی مشاهده شد، نشان دهنده وجود پیوندهای متقابل است. در این مطالعه تاثیر تغییرات ساختاری ناشی از فرایند بازیافت بر روی خواص رئولوژیکی مورد بررسی قرار گرفته است. اختلاط پذیری مخلوط نیز با نمودارهای کل-کل ارزیابی شده و سپس توسط منحنی های هان و ون گورپ-پالمن به اثبات رسیدند. خواص مکانیکی وجود پیوندهای متقابلی را نشان می دهند که به سمت بالا حرکت می کنند. کاهش خواص اپتیکال لایه ناشی از شکست نور توسط پیوند عرضی ساختارِ توده فیلم و در سطح کاملا مشخص است.

استفاده روزافزون از پلاستیک به دلیل وزن سبک و سهولت پردازش، همراه با سایر موارد مطلوب همچون استحکام بالا و قیمت معقول آن را به یکی از پرکاربردترین مواد در سطح جهان تبدیل کرده است. تنها در سال 2019 گزارش شد که بازار جهانی پلاستیک به 368 میلیون تن رسیده بود و پیش بینی می شود تا سال 2030 به 417 میلیون تن و تا سال 2050 دو برابر شود. اقتصاد خطی پلاستیک در سراسر جهان با رویکرد "برداشت، ساخت، استفاده و اتلاف" مسئول اکثر محصولات پلاستیکی است که بدون دور ریخته شدن پس از مصرف تغییر کاربری داده اند. همچنین، لازم به ذکر است که تولید گسترده مقدار قابل توجهی زباله پلاستیکی نیز تولید می کند. برآوردها نشان می دهد تولید زباله پلاستیکی تا سال 2030 سالانه 460 میلیون تن افزایش خواهد یافت. دور ریختن این گونه پلاستیک ها تقاضا برای تولید را بالا برده و موجب افزایش مصرف سوخت فسیلی خام و مسائل مختلف زیست محیطی می شود. این نگرانی های زیست محیطی و اقتصادی دلیل اصلی افزایش علاقه عمومی به بازیافت مواد پلاستیکی و تغییر به یک رویکرد جامع است که اقتصاد خطی را به یک اقتصاد چرخشی تبدیل می کند. جمع آوری، بازیافت و استفاده مجدد از ضایعات بستر را برای ایجاد اقتصاد چرخشی ایجاد می کند. به طور کلی، هدف از این مطالعه تغییر کاربری پسماندهای فراصنعتی به منظور تولید فیلم دمیده با هزینه های کمتر و خواص مشابه است به طوری که بتواند با کاهش حجم ضایعات دفع شده از محیط زیست حفاظت کند. در شکل زیر ترکیبات فیلم دمیده نشان داده شده است.

شکل 1:

دو نوع کلی از پلاستیک ضایعاتی وجود دارد. در فرایند تولید محصولات پلیمری، تولید زباله امری اجتناب ناپذیر است که معمولا به عنوان زباله‌های فراصنعتی شناخته می شوند. تولید ضایعات فرا صنعتی می تواند نتیجه اقدامات مختلف درطول فرایند پردازش ازجمله تغییر تولید، محصولات راکد، برشکاری و پیرایش باشند. از دیگاه بازیافت، بدیهی است که پسماندهای فراصنعتی با خلوص، ترکیب شناخته شده و سهولت در دسترسی بهترین و در دسترس ترین مواد برای بازیافت به شمار می روند. زباله های جمع آوری شده از محصولات دور ریخته شده زباله پس از مصرف نامیده می شوند. باتوجه به سیاست های بازیافت در هر کشور، زباله های پس از مصرف به طور جداگانه یا همراه با سایر زباله ها شامل مواد با کیفیت بالا و پایین جمع آوری می شوند. بررسی و شناخت ترکیب این نوع زباله کار آسانی نیست زیرا ممکن است حاوی مخلوطی از پلیمرهای مختلف باشد که نه تنها منجر به آلودگی شده بلکه حاوی اجزای آلی (مایع یا جامد) یا اجزای غیرپلیمری مانند کاغذ و فلز نیز باشند. بدیهی است که بازیافت ضایعات پس از مصرف درمقایسه با پسماند صنعتی دشوارتر بوده و به مراحل بیشتری نیاز دارد. اما مشکل اصلی بازیافت هر شکل از زباله پس از مصرف و برخی از پلاستیک های فرا صنعتی این واقعیت است که حتی باوجود زیرساخت ها و سیاست های بازیافت درطی چند سال اخیر، برای رسیدن به بازیافت سازمان یافته و عملیاتی ترموپلاستیک با ارزش بالا کمتر تلاش می شود.

و در پایان

باتوجه به این که هدف از این مطالعه تغییر کاربری پسماندهای فرا صنعتی به منظور تولید فیلم دمیده با هزینه های کمتر و خواص مشابه است به طوری که بتواند با کاهش حجم ضایعات دفع شده از محیط زیست حفاظت کند، فیلم های ضایعاتی پلی اتیلن سبک (LDPE) و پلی اتیلن سبک خطی (LLDPE) جمع آوری شده، خرد شده، شسته شده، خشک شده و اکسترود شده تا پلت های بازیافتی LDPE و LLDPE تشکیل شود. نمونه فیلم دمیده ترکیب 70/30 درصد وزنی LDPE/LLDPE با بررسی میزان مواد بازیافتی تهیه شد. خلوص LDPE و LLDPE بازیافت شده توسط طیف سنجی FTIR بررسی شده و هیچ شواهدی از آلودگی یا واکنش ناگهانی مواد شیمیایی مشاهده نشد. مقایسه بین نتایج حاصل از GPC مواد بازیافتی با شکل بکر آنها برش زنجیره ای و پیوند متقابل درطول فرایند بازیافت را نشان داد. تجزیه و تحلیل پیده های ذوب و تبلور نمونه ها با استفاده از DSC نشان دهنده اختلاف زیادی بین خواص مواد بکر و بازیافتی با کاهش بارگیری مواد بازیافتی در نمونه ها بود که ازطرفی، تاثیر نامطلوب ساختار متقابل و زنجیره بریده بر روی خواص حرارتی را نشان می داد. همچنین تاثیر بازیافت بر خواص رئولوژیکی LDPE و LLDPE نیز مشهود بود؛ همراه با ویسکوزیته نمونه ها که به افزایش بار مواد بازیافتی و مدول ذخیره و اتلاف آنها اشاره دارد. مقایسه بین نقاط ژل در مخلوط های حاوی 100 درصد مواد بکر و 100 درصد مواد بازیافتی وجود پیوند متقابل را تایید کرد. منحنی های کل-کل، هان و ون گورپ-پالمن در همه نمونه ها امتزاج پذیری اجزای ترکیب را اثبات کردند. غالب بودن LDPE بر خواص مکانیکی نیز مشهود بود. با این حال، نتایج به دست آمده از بررسی نمونه فیلم دمیده افزایش تنش و کرنش درهنگام تسلیم و شکستن نمونه ها را همراه با FDI و پاره شدن المندورف آنها، و درنتیجه وجود پیوندهای متقابل در LDPE نشان داد. براق بودن نمونه ها به عنوان معیاری برای سنجش خواص نوری آنها مورد ارزیابی قرار گرفت و افزایش و کاهش مشاهده شده در نتایج مربوطه نشان داد که وجود پیوندهای متقابل و درنتیجه شکست نور به خواص نوری فیلم آسیب می رساند.