چکیده
مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت) : توسعه مواد زیست تخریب پذیر و کمپوست پذیر به عنوان جایگزینی برای پلاستیک‌های برپایه منابع فسیلی، امروزه از اهمیت بالایی برخوردار است. پلی‌بوتیلن سوکسینات[1] (PBS) یک شاخه از پلی‌استر آلیفاتیک زیست تخریب پذیر است که می‌توان آن را از اسید سوکسینیک[2] و 1،4 بوتاندیول[3] بدست آورد که به دلیل کمپوست پذیری مطابق با استاندارد ISO EN13432 از نظر علمی و صنعتی در بین سایر پلی‌استرهای زیست تخریب پذیر بسیار مورد توجه است. PBS به دلیل ترکیبی از خواص خوب شامل استحکام مکانیکی،شکل پذیری[4]، سفتی[5] و مقاومت ضربه‌ای، یکی از جذابترین پلیمرهای کمپوست پذیر میباشد. همچنین، این پلیمر جزو مواد مقاوم حرارتی با دمای انحراف حرارتی[6] (HDT) بیش از °C 90 میباشد. با این وجود، به دلیل پایین بودن مقدار مدول یانگ و همچنین حساسیت آن به تخریب ناگهانی در طی فرآوری مذاب به ویژه در دماهای بالا، PBS اغلب با سایر پلیمرها، پرکننده‌ها و مواد افزودنی ترکیب و تقویت می‌شود تا منجر به فرآیندپذیری بهتر، سختی بالاتر و بهبود استحکام مکانیکی کلی گردد. رایج‌ترین ترکیبات PBS شامل پلی(لاکتیک اسید) (PLA)، یکی دیگر از پلی‌استرهای کمپوست پذیر (و پایه زیستی) که اغلب به نسبت‌های مختلف به PBS اضافه می‌شود تا به رفتار پاسخ حرارتی-مکانیکی مناسب دست آید. با توجه به ترکیب قابل تنظیم PBS، سایر افزودنی‌ها و سازگار کننده‌ها نیز به طور مکرر در ترکیبات PBS برای دستیابی به مقاومت حرارتی و عملکرد مکانیکی بهتر استفاده می‌شوند. بنابراین، پیشرفت‌های اخیر در فرآیندهای اختلاط پلیمری، ترکیبات PBS را به یک ماده جذاب برای کاربردهایی تبدیل کرده است که به تعادلی از مقاومت مکانیکی، انعطاف‌پذیری، مقاومت حرارتی و انطباق با استانداردهای کمپوست‌پذیری صنعتی نیاز دارند. این مقاله مروری به طور خلاصه به روشهای سنتز PBS همراه خواص اساسی حرارتی-مکانیکی، خواص فیزیکی و همچنین پیشرفت اخیر در توسعه ترکیبات مبتنی بر PBS جهت کاربردهای صنعتی می‌پردازد. چالش‌ها و چشم اندازهای آینده برای استفاده از ترکیبات PBS در کاربردهای روزمره نیز در نظر گرفته شده اند.
نتیجه گیری
هدف از مطالعه انجام شده، جمع بندی در خصوص شیمی مواد، خواص، فرآیندپذیری و کاربردهای PBS انجام شده است. برای رسیدن به این مقصود، مطالعاتی در زمینه تهیه پلیمر و کوپلیمرهای PBS، خواص PBS و ترکیبات آن، پرینت سه بعدی[7] PBS و در نهایت، تجزیه پذیری زیستی و کاربردهای زیست پزشکی مواد مبتنی بر PBS جمع آوری و مورد بحث قرار گرفت. نتایج زیر در مقاله حاضر به دست آمده است:
(1) در مقایسه با برخی دیگر از پلیمرهای زیست تخریب پذیر، PBS تعادل خوبی بین هزینه، عملکرد مکانیکی، پایداری حرارتی، زیست تخریب پذیری و فرآیند پذیری نشان می‌دهد و آن را به یک گزینه مناسب در طیف گسترده‌ای از زمینه‌ها از دستگاه‌های زیست پزشکی گرفته تا کاربردهای بسته بندی تبدیل می‌کند.
(2) خواص مختلف PBS، مانند خواص مکانیکی و حرارتی، می‌تواند به‌طور قابل توجهی با استفاده از روش کوپلیمریزاسیون بهبود یابد. به‌عنوان مثال، مشخص شد که پایداری حرارتی PBS را می‌توان از طریق کوپلیمریزاسیون با ترفتالات برای تشکیل کوپلیمر پلی(بوتیلن سوکسینات- ترفتالات) افزایش داد. همچنین مشخص شد که قابلیت الکتروریسی در کوپلیمر پلی(بوتیلن سوکسینات -دیلینولئیک سوکسینات[8]) بهبود یافته است.
(3) روش اختلاط برای تنظیم خواص و فرآیندپذیری این پلیمر در مخلوط‌های مختلف PBS مانند PBS/PLA، PBS/TPS[2]، PBS/PBAT[10] و PBS/PCL[4] بررسی شدند. علاوه بر این، مشخص شد که افزودن سازگارکننده‌ها می‌تواند خواص مخلوط ها را به‌ویژه در آن‌هایی که امتزاج‌پذیری پایینی دارند، افزایش دهد، به گونه‌ای که سازگارکننده‌ها عمدتاً منجر به تقویت برهم‌کنش‌های بین مولکولی شده و در نتیجه، کشش سطحی بین فازهای مختلف در مخلوط را کاهش می‌دهند. انتخاب سازگارکننده مناسب عمدتاً به انواع پلیمرهای ترکیب شده، اعم از اینکه گروه‌های عاملی دارد یا ندارد و نوع این گروه‌ها مربوط می‌شود.
(4) PBS و مواد آن قابلیت فرآیندپذیری بالایی را با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی نشان دادند که می‌توان با استفاده از این فناوری محصولات کاملاً زیستی ساخت.
(5) برنامه آینده باید روی بهبود قابلیت بازیافت مواد برپایه PBS متمرکز شود. علاوه بر این، استفاده از این پلیمر برای ساخت مواد متخلخل سلسله مراتبی برای کاربردهای زیست پزشکی باید در مطالعات آینده مورد توجه بیشتری قرار گیرد.
[1] Polybutylene succinate (PBS)
[2] Succinic acid
[3] 1,4 butanediol
[4] Ductility
[5] Toughness
[6] Heat deflection temperature (HDT)
[7] 3D printing
[8] Dilinoleic succinate
[9] Thermoplastic starch
[10] Poly (butylene adipate/terephthalate)
[11] Polycaprolactone
source : https://polympart.com/wp-content/uploads/2022/11/Poly-butylene-succinate.pdf
ترجمه و ویرایش : ملیحه سبزه کار
