مروری بر افزایش حجم کامپوزیت‌های PLA توسط فرآیندهای فوق بحرانی به کمک سیالات

مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت):

چکیده

پلی لاکتیک اسید (PLA) بیوپلیمر شناخته‌شده و تجاری است که می‌تواند از منابع مختلف تولید شود. ویژگی‌های مختلف آن باعث ایجاد علاقه زیادی در زمینه‌های مختلف صنعتی شد. علاوه بر این، استفاده از آن به عنوان ماتریس پلیمری برای تولید فوم در سال‌های اخیر افزایش یافته است. با ظهور فناوری‌هایی که به دنبال کاهش اثرات منفی زیست محیطی فرآیندها هستند، عوامل فوم‌زا شیمیایی با عوامل فیزیکی، عمدتاً سیالات فوق بحرانی (SCF) جایگزین می‌شوند. در حال حاضر، تولید انبوه فوم‌های PLA با چگالی کم با مورفولوژی سلولی یکنواخت با استفاده از SCFs به‎عنوان عوامل فوم‌زا یک چالش است. این موضوع عمدتا به دلیل قدرت مذاب پایین PLA و سینتیک کریستالیزاسیون آهسته آن می‌باشد. در میان گزینه‌های مختلف برای بهبود ویژگی‌های PLA، ترکیب آن با انواع مختلف پرکننده‌ها پتانسیل بالایی دارد. این استراتژی نه تنها دارای مزایای فوم شوندگی است، بلکه می‌تواند عملکرد کامپوزیت‌های نهایی را بدون توجه به فرآیند فوم‌شوندگی اجرا شده، مانند دسته‌ای، قالبگیری تزریقی و اکستروژن، بهبود بخشد. علاوه بر این، شرایط عملیاتی و ویژگی‌های پرکننده‌ها، مانند اندازه، ضریب شکل و شیمی سطح، نقش مهمی در مورفولوژی فوم نهایی دارند. این مقاله یک بررسی انتقادی در زمینه فرآیندهای مختلف به کمک SCF و اثرات شرایط عملیاتی و پرکننده‌ها بر فوم‌شوندگی کامپوزیت‌های PLA را پیشنهاد می‌کند.

نتیجه‌گیری

توسعه PLA / نانو و میکروکامپوزیت‌ها به‌عنوان یک مسیر کارآمد و "سبز" برای بهبود فوم‌پذیری PLA به نظر می‌رسد. بدون توجه به فرآیند اجرا شده می‌توان فوم‌هایی با مورفولوژی سلولی بهتر نسبت به فوم‌های به دست‌آمده با PLA خالص بدست آورد. این تکنیک به راحتی قابل استفاده است و به دلیل تنوع پرکننده‌های قابل استفاده (مانند لیگنوسلولزی و معدنی) و امکان ترکیب آن با سایر افزودنی‌ها به‌عنوان گسترش‌دهنده زنجیره یا با اصلاح سطح پرکننده، بسیار پرکاربرد است. در حالیکه فوم‌شوندگی PLA به‌طور عمیق مورد مطالعه قرار گرفته است و شرایط عملیاتی هر فرآیند به کمک سیال فوق بحرانی به خوبی ارزیابی شده است اما نقش پرکننده در فرآیند فوم‌شوندگی و مورفولوژی فوم باید عمیق‌تر مورد بررسی قرار بگیرد. به‌طور کلی، پرکننده‌ها ساختار سلولی و خواص مکانیکی فوم‌ها را تغییر می‌دهند، اما هر نوع پرکننده بسته به ویژگی‌های خود اثرات خاصی دارد. این مقاله نشان داد که ویژگی‌های فیزیکی پرکننده‌ها، مانند فاکتور اندازه و شکل آن‌ها و همچنین شیمی سطح آن‌ها، می‌تواند تأثیر مهمی بر مورفولوژی سلولی فوم نهایی داشته باشد، اما در حال حاضر این ویژگی‌ها هنوز زمینه تحقیقاتی زیادی برای بررسی نشده است. جزئیات درک بهتر تاثیر پرکننده بر روی پلیمرهای میکروسلولی می‌تواند منجر به تولید فوم‌هایی با مورفولوژی و خواص عملکردی خوب کنترل‌شده برای زمینه‌های کاربردی مختلف شود.

دانلود فایل: مروری بر افزایش حجم کامپوزیت‌های PLA توسط فرآیندهای فوق بحرانی به کمک سیالات

Reference

Villamil Jiménez JA, Le Moigne N, Bénézet JC, Sauceau M, Sescousse R, Fages J. Foaming of PLA composites by supercritical fluid-assisted processes: A review. Molecules. 2020 Jul 28;25(15):3408.

DOI: 10.3390/molecules25153408

مترجم: علیرضا کرفی