صنایع پتروشیمی

آشنایی با فرایند شکل دهی و تولید پلی استایرن انبساطی (EPS)

آشنایی با فرایند شکل دهی و تولید پلی استایرن انبساطی

پلی استایرن انبساطی (EPS) که با نام های تجاری یونولیت یا پلاستوفوم نیز در بازار شناخته می شود، ماده ای سفید رنگ، سبک و عایق صدا و رطوبت است که اولین بار توسط نازی ها در جنگ جهانی دوم برای ساخت پل های شناور روی آب تولید شد. پلی استایرن انبساطی (EPS) کاربردهای متعددی در امور بسته بندی، عایق کاری و … دارد.

این محصول مناسب‌ترین گزینه به عنوان جایگزین بلوک‌های سیمانی به منظور عایق کاری صوتی، حرارتی و برودتی به شمار می آید و همچنین در ساخت انواع فوم‌ های بسته‌بندی و ظروف نگهداری مواد غذا نیز کاربرد زیادی دارد. در ادامه ی این مطلب با فرایند شکل دهی و روش تولید پلی استایرن انبساطی (EPS) و ویژگی های آن بیشتر آشنا خواهیم شد.

معرفی پلی استایرن انبساطی (EPS)

پلی استایرن انبساطی که با نام اختصاری EPS و نام های تجاری یونولیت و پلاستوفوم نیز شناخته می‌شود، یک ماده ی پلیمری سفید رنگ و ضد آتش است که در نتیجه ترکیب پلی استایرن با یک ماده فوم کننده حاصل می ‌شود. پلی استایرن خود از خانواده ترموپلاست ها است و دارای زنجیره خطی می باشد.

پلی استایرن انبساطی (EPS) از طریق هیدروژن زدایی اکلین بنزن مونومرهای پلی استایرن تشکیل می شود. در اثر خروج گاز داخل این ماده، حجم دانه های پلی استایرن به میزان چهل برابر اندازه ی اولیه ی آنها افزایش می یابد. بعد از عملیات انبساط نیز، دانه های منبسط شده بر حسب نوع کاربرد قالب گیری می شوند.

از جمله ویژگی های مواد پلی استایرن انبساطی (EPS) می توان به رسانایی حرارتی، صوتی و برودتی پایین، وزن کم، ضربه‌پذیری بالا، ضد حریق و آتش بودن، خواص مکانیکی مناسب مانند مقاومت در برابر فشار، انتقال حرارت بسیار پایین، جذب پایین رطوبت، پایداری ابعادی عالی، عدم حساسیت نسبت به آب، قابلیت جلوگیری از اتلاف انرژی، خنثی بودن به لحاظ شیمیایی و مقاوم به حملات باکتری اشاره کرد.

شما کاربر گرامی می توانید جهت کسب اطلاعات بیشتر درخصوص کاربردها و ویژگی های پلی استایرن انبساطی (EPS) به مطالعه مقاله تخصصی “آشنایی با کاربردها و ویژگی های برجسته پلی استایرن انبساطی ” بپردازید تا هر آنچه لازم است در این زمینه بدانید.

 

معرفی پلی استایرن انبساطی

بررسی فرایند تولید پلی استایرن انبساطی (EPS)

بررسی فرایند تولید پلی استایرن انبساطی

فرآیند ابتدایی فوم شدن: در شروع لازم است اجزای فرمولاسیون فوم با هم اختلاط پیدا کنند. بعد از گذشت مدت زمان اندکی از شروع واکنشهای شیمیایی، رنگ سیستم کدر می شود و حباب های گاز (که با چشم نیز قابل مشاهده هستند) تشکیل می شوند. به این فاصله زمانی کوتاه از شروع اختلاط تا مشاهده رنگ کرم در سیستم واکنش، زمان کرمی شدن می گویند. همانطور که گفته شد، به دلیل کوتاه بودن این زمان، گرانروی سیالات اختلاط یافته بالاست و جریان مواد موجود در قالب ضعیف است.

لذا برای اینکه فوم یکنواخت و یکدستی تولید شود، فرایند ریخته گری باید در داخل قالب به صورت پیوسته و یکنواخت اجرا شود.

سپس زمانی که گازهای تولید شده در سیستم مایع به خوبی حل شدند و به حالت اشباع رسیدند، هسته های اولیه تشکیل می شوند. حال فوم تشکیل شده به سمت بالا حرکت می کند. همزمان با فرایند تولید و تشکیل مداوم گاز، مولکول های گاز تولید شده از قسمت مایع به درون سلول ها و هسته های تشکیل شده، منتقل می شوند.

لازم به ذکر است که هر چقدر اندازه ی این هسته ها (سلول ها) کوچک تر باشد، فشاری که در داخل آنها وجود دارد، بیشتر خواهد بود و باعث می شود تا سلول هایی که کوچک تر هستند ناپایداری شده و در سلول های مجاور مجاور بزرگ تر از خود ادغام شوند. پس از مدتی تعداد کل سلول ها کاهش یافته و بر اندازه و حجم آنها افزوده خواهد شد.

همچنین این سلول ها در ابتدای شکل گیری به صورت کروی هستند ولی با گذشت زمان در جهت بالا آمدن فوم، کشیده می شوند و به شکل چند ضلعی در می آیند. در واقع شکل این سلول ها بر اساس ایجاد حداقل سطح و داشتن حداقل انرژی ممکن تشکیل می شود.

فرایند تولید فوم پلی استایرن انبساطی (EPS) تولید فوم پلی استایرن انبساطی (EPS) از سه مرحله تشکیل می شود که در ادامه هر یک به تفکیک توضیح داده خواهند شد.

پیش انبساط کننده: به منظور قالب گیری کردن قطعات، نیاز است در مرحله نخست که به آن پیش انبساط گفته می شود، ماده ی پف شده اولیه با دانسیته لازم تهیه شود. دانه های پلی استایرن (حاوی عامل پف زا) که در طی فرایند ابتدایی فوم شدن تهیه شدند، به تانک عمودی مجهز به همزن وارد می شوند.

این تانک همچنین برای تشکیل دانه های منبسط شده که پوف نیز نامیده می شوند، دارای یک ورودی بخار، هوا و یک سیستم اتوماتیک است. با کنترل و تنظیم سرعت دور همزن و نیز سرعت خوراک دهی به تانک که شامل مواردی چون جریان هوا، مواد اولیه و جریان بخار می شوند، دانه های پلی استایرن در بالاتر از دمای نقطه جوش عامل پف زا و حدود ۹۰ درجه سانتی گراد، نرم می شوند و میزان فشار بخار در داخل این دانه ها نیز افزایش می یابد.

به طور کلی انجام این مرحله از فرایند باعث انبساط و افزایش حجم دانه ها و رسیدن به دانسیته مورد نیاز خواهد شد. میزان حداقل دانسیته به دست آمده به عواملی مانند نوع محصول، اندازه اولیه دانه ها، عامل پف زا، استفاده یا عدم استفاده از مواد افزودنی بستگی دارد. حجم این دانه ها حداکثر تا ۴٠ برابر قبل از فرایند پیش انبساط افزایش یافته است.

این دانه ها در انتهای این مرحله مدت زمانی را (تا چندین ساعت) در داخل ظرف های در باز نگه داشته می شوند. این عمل سبب می شود تا علاوه بر خارج شدن عامل پف زا، خلأیی که در داخل این دانه ها ایجاد شده است، با فشار اتمسفر به تعادل برسد.

بعد از مرحله ثبات فشار، دانه های پف شده اولیه به داخل یک قالب بسته ریخته می شود و مجدداً تحت حرارت بخار قرار می گیرد. در این مرحله، دانه های پف شده اولیه در یکدیگر نفوذ کرده و قطعه یکپارچه ای که به شکل قالب است را ایجاد می کند. در صورت انجام شدن مرحله پیش انبساط به صور ت ناپیوسته، دانه های پلی استایرن باید از قبل وزن شوند و به صورت پیوسته از قسمت انتهایی تانک پیش منبسط کننده وارد و دانه های منبسط شده و پف شده نیز از قسمت بالایی آن خارج شوند.

تنظیم و کنترل دانسیته محصولات نهایی از طریق کنترل فشار و دمای تانک پیش منبسط کننده و مدت زمان حضور دانه ها در منبسط کننده میسر است. در نهایت نیز محصولات خارج شده از تانک پیش منبسط کننده، به یک خشک کن بستر سیال منتقل و خشک می شوند.

پایدارسازی پف شده اولیه: محصول اولیه خارج شده از خشک کن بستر سیال، وارد ظروف بزرگی می شود تا به دمای معمولی (نزدیک دمای محیط) برسد. همزمان با این مرحله که ممکن است بسته به دمای اتاق، جریان هوا و دانسیته سه الی چهار روز طول بکشد، بخار آب اطراف دانه ها و عامل پف زای باقیمانده متراکم می شوند. همچنین در این فرآیند هوا می تواند به داخل دانه ها نفوذ کند.

قالب گیری: ساختار و شکل قالب ها بسته به نوع فوم تولیدی و کاربرد آن تعیین می شوند. جنس قالب ها می تواند از آلومینیوم، فولاد گالوانیزه یا معمولی و یا حتی چوب باشد. در صورت استفاده از یک قالب یکسان، در فرآیند های قالب گیری بسته در مقایسه با قالب گیری باز مواد بیشتری مصرف، دانسیته فوم بیشتر و فشار زیادی در قالب ایجاد می شود. قابل های بلوکی و بسته شش دیواره دارند که در تماس با دانه های منبسط شونده می باشند.

این دیواره ها باید دارای پوشش تفلون یا استیل باشند و تعداد زیادی سوراخ ریز با قطر کمتر از یک میلی متر باشند که ورود بخار به داخل و خروج هوا از داخل قالب را فراهم کنند. سه نوع اصلی از قالب های باز وجود دارند که شامل قالب های قالب های پیچیده، قالب های تحت خلأ و قالب های انتقالی می باشند.

شکل دهی فوم ها: مرحله نهایی تولی فوم های پلی استایرن انبساطی (EPS) علاوه بر فرایند قالب گیری، فوم ها می توانند با تلفیق عمل فشار و برش به اشکال مختلف و دلخواهی تبدیل شوند. به کمک فرایند پرداخت نیز می توان لبه های فوم را شکل دهی کرد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

پانزده + نه =