الیاف بایومید - بر پایه سلولز

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
مدیر تالار
الیاف بایومید که با همکاری شرکت تولید کننده گردون شانک (واقع در کانادا) و شرکت تولید کننده مواد کامپوزیتی ایی ان سی (واقع در کره جنوبی) تولید شده است، 100% منشا سلولزی دارد و در کامپوزیت ها مورد استفاده قرار می گیرد.
چگالی الیاف مذکور نزدیک به چگالی الیاف آرامید است، مدول یانگ آن تقریبا در حدود مدول یانگ الیاف شیشه نوع E می باشد و استحکام کششی آن از الیاف پلی پروپیلن انحصاری شرکت اینگراتکتالجیز (واقع در ایالت کارولینای جنوبی (بیشتر می باشد. لازم به ذکر است که الیاف پلی پروپیلن انحصاری شرکت اینگراتکتالجیز از سری HMPP 8g/denie می باشد و مدول یانگ بالایی دارد.
الیاف بایومید ظاهری شبیه الیاف شیشه دارد و هنگامی که مرطوب می گردد رنگ آن شفاف تر می شود.
گفتنی است که الیاف طبیعی کتان، سیسال، شاهدانه و کنف در بازار به رنگ قهوه ای در اختیار مشتریان قرار میگیرند. الیاف بایومید از حل کردن سلولز و ریسیدن محلول در یک دستگاه نخ ریس تولید می گردد.

الیاف HMPP شرکت اینگراتکتالجیز نیز با همین فناوری تولید می گردد، اما خواص بلورینگی الیاف بایومید 95% می باشد، به همین علت هم در دماهای بالایی نظیر 360 درجه سانتیگراد از استحکام بالایی برخوردار میباشند.
لازم به ذکر است که اغلب گرمانرم ها در دمای کمتر از نقطه ذوب خود حاوی مناطق بلورینی هستند که به آنها استحکام می بخشد. در دمای بیش از نقطه ذوب نواحی بلورین از بین رفته و گرانروی به شدت کاهش مییابد.
در بسیاری از کاربردها که باید الیاف تقویت کننده رزین در دمای 200 درجه سانتیگراد هم از مقاومت بالایی برخوردار باشند، می توان از الیاف بایومید استفاده نمود. زیرا الیاف مذکور در دمای 150 درجه سانتیگراد که بیشتر الیاف طبیعی خواص خود را از دست می دهند، از کارایی قابل توجهی برخوردار می باشند.
برخلاف الیاف طبیعی غیر ممتد که از ساقه گیاهان به دست می آیند و طول آنها از چند ساتیمتر تا چندین متر متغیر است، الیاف بایومید به صورت بافته شده هستند بنابراین میتوان آنها را به صورت ممتد تولید نمود.

لازم نیست الیاف بایومید به هم تابیده شوند و به صورت دسته الیاف درآیند تا خواص مکانیکی آنها افزایش یابد، در عوض می توان آنها را به صورت موازی یکدیگر قرار داد و دسته الیافی به دست آورد که از الیاف تابیده شده، باریک تر است اما از استحکام بالاتری برخوردار می باشد. به علاوه باریک تر بودن دسته الیاف باعث می شود فضای خالی بین الیافی که به صورت عمودی چیده می شوند با الیافی که به صورت افقی قرار می گیرند به حداقل برسد که به این ترتیب از تجمع رزین در این فضاها جلوگیری می گردد و در نتیجه رزین به طور یکدست روی الیاف پخش می گردد.


منبع: موسسه کامپوزیت ایران- نشریه الکترونیکی کامپوزیت
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
مدیر تالار
ریسیدن الیاف بایومید باعث می گردد که بتوان به تارهایی با قطر بسیار کم و در حد 10 الی 11 میکرون (0009/0 الی 01/0 میلیمتر) دست یافت و به این ترتیب تولید کننده مواد کامپوزیتی می تواند با استفاده از این فناوری همواره الیاف با قطر ثابت در اختیار داشته باشد. البته الیاف طبیعی دیگر که منشا گیاهی دارند اما جزء الیاف فیبری (سلولزی) نمی باشند، با ضخامت ثابت در دسترس نمی باشند. به عنوان مثال میانگین قطر الیاف کتان که جزء الیاف ساقه ای است 20 میکرون (02/0 میلیمتر) می باشد اما الیاف مذکور به ضخامت 15 الی 30 میکرون (01/0 الی 03/0 میلیمتر) در بازار به فروش می رسد، زیرا فناوری وجود ندارد که به کمک آن بتوان الیاف این گیاه را با ضخامت ثابت تولید کرد و به مشتری تحویل داد.
اولین سری الیاف بایومید با نام 1650 Denier به بازار آمده است و چگالی آن تقریبا با چگالی الیاف کربن K3الیاف آرامید باتکس 300 برابر است.
شورای ملی تحقیقات کانادا (واقع در شهر اوتاوا) از خمیر چوب و تفاله های نیشکر (باگاس) صنایع کاغذ سازی کشور کانادا، مواد اولیه ای که در تولید الیاف بایومید به کار می روند را استخراج نموده است. طبق تحقیقات انجام شده بر روی این مواد، الیاف بایومید نسبت به دیگر انواع الیاف طبیعی، کربن کمتری دارد.
سلولز مورد استفاده در این الیاف، از بخش های غیر خوراکی گیاهان به دست می آید، بنابراین لازم نیست که برای تولید بایومید، زمین کشاورزی را به خاطر آن آبیاری نمود یا برای تقویت، به آن کود اضافه کرد. ضمناً برای تهیه سلولز الیاف بایومید، زمین اضافی اِشغال نمی گردد و کشاورزان برای کاشتن گیاهان خوراکی با کمبود زمین مواجه نخواهند شد.
به ازای تولید یک تن الیاف بایومید، تنها 88/0 کیلوگرم دی اکسید کربن منتشر می گردد در صورتیکه برای تولید همین میزان الیاف شیشه و الیاف کتان به ترتیب 600-500 و 55 کیلوگرم از این ماده خطرناک به محیط زیست وارد می شود.
فناوری تولید این الیاف کاملا پیشرفته می باشد بنابراین الیاف بایومید از خواص مکانیکی بالایی برخوردار میباشد.
دو شرکت تولید کننده این الیاف صدها آزمایش انجام داده اند تا بتوانند از میان 500 نوع سلولز موجود در طبیعت نوعی را انتخاب کنند که خواص مکانیکی آن، بین سلولز چوب های سخت و سلولز چوب های نرم باشد. چندین تولید کننده الیاف قصد دارند که الیاف بایومید را در مقیاس تجاری تولید کنند و در حال حاضر نیز بررسی می کنند تا رزین اپوکسی مناسبی را پیدا کنند که بتوان الیاف بایومید را با آن اغشته نمود. البته تا کنون رزین های فنولیک و پلی استر (برپایه ترفتالات، پلی استر اورتو و دی سیکلو پنتادین) مناسب برای آغشته کردن الیاف بایومید یافته شده اند.
fiber-feature-table.jpg
شرکت گوردون شانک قصد دارد با استفاده از رزین هایی که منشا آلی دارند آهاری تولید کند که چسبندگی بین رزین زمینه پلیمری و الیاف را افزایش دهد. این شرکت طیفی از آهار های مختلف با چگالی های متفاوت تولید نموده است و قصد دارد در کامپوزیت های خود از آنها استفاده نماید.

منبع: موسسه کامپوزیت ایران- نشریه الکترونیکی کامپوزیت
 
بالا