محققان موسسه تحقیقات کاربردی پلیمر Fraunhofer (پوتسدام، آلمان) فویلی (نواری نازک) ابداع کرده‌اند که با گرم شدن به فوم پلی یورتان تبدیل می‌شود – ماده ای بدون خطر برای سلامتی!
این فویل، فومی بدون ایزوسیانات است بنابراین از نظر ایمنی مورد توجه قرار دارد. علاوه بر این، دارای مزایای لجستیکی برای ذخیره سازی و حمل و نقل است. این دسته از مواد را می توان برای کاربردهای مختلف از صنایع خودروسازی و ساختمانی گرفته تا بسته بندی سفارشی کرد.
به گفته دکتر تورستن پرتچ (Thorsten Pretsch)، رئیس بخش تحقیقات فناوری سنتز و پلیمر در موسسه Fraunhofer در پارک علمی پوتسدام، “یکی از مواردی که اغلب در تولید فوم PU مورد بحث قرار می‌گیرد، خطر سلامتی ناشی از وجود ایزوسیانات‌ها به عنوان یکی از اجزای اصلی در واکنش شیمیایی تشکیل پلی یورتان است.” دکتر پرتچ تاکید می کند: “این فویل تشکیل فوم بدون حضور ایزوسیانات را امکان پذیر می سازد، خطرات بهداشتی را در محیط کار به حداقل می رساند و ایمنی شغلی را بهبود می بخشد (به ویژه برای کاربردهای در محل، مانند صنعت ساخت و ساز)”.
فوم بدون ایزوسیانات
هنگام کار با ایزوسیانات ها مقررات سختگیرانه و اقدامات حفاظتی اعمال می شود. آنها سمی هستند و بر روی دستگاه تنفسی و پوست اثر می گذارند. برخی از ایزوسیانات ها مشکوک به ایجاد سرطان هستند. این ماده جدید، به سادگی با اعمال گرما و بدون هیچ گونه واکنش شیمیایی به فوم PU تبدیل می شود. رویکرد نوآورانه این تیم تحقیقاتی، ارائه دهنده فناوری جدیدی برای تولید فومی به نام “فوم حرارتی” است. نام این محصول FOIM است – ترکیبی از کلمات “فویل” و “فوم”.
انعطاف پذیر: فوم پلی یورتان حافظه شکلی
این ماده جدید یک پلیمر با ویژگی حافظه شکلی است بدین معنی که پس از تغییر شکل می تواند به شکل اولیه خود بازگردد. یک محرک خارجی مانند گرما باعث ایجاد اثر حافظه شکلی می شود. برای تهیه این فویل، محققان ابتدا فوم پلی یورتان را سنتز کرده و سپس آن را فشرده کردند. با اعمال حرارت، در دمای ۶۰ درجه سانتیگراد، ضخامت فویل از ۲.۵ میلی‌متر به ۴۰ میلی‌متر افزایش می یابد؛ یعنی چیزی حدود ۱۶ برابر! طبق استاندارد DIN EN ISO 33861، این ماده یک فوم با چگالی کم است که برای استفاده در کاربردهای بسته بندی مناسب است.
صرفه جویی در فضا: محصولات نیمه تمام تهیه شده از فوم حافظه شکلی
در تولیدات صنعتی، اغلب از فوم های پلی یورتان به عنوان محصول میانی استاندارد و پیش ساخته استفاده می شود. این به اصطلاح محصولات نیمه تمام، برای کاربرد نهایی پردازش یا بطور مستقیم در فرآیند تولید به محصولات نهایی تبدیل می شوند و تولید انبوه با حفظ کیفیت ثابت امکان پذیر می گردد. تنها اشکال فوم های پلی یورتان این است که حجم زیادی را اشغال می کنند. دکتر پرتچ تاکید می کند: “این محصول جدید باعث صرفه جویی در فضا در هنگام حمل و نقل و ذخیره سازی می شود.” این ماده تنها زمانی که تا ۶۰ درجه سانتیگراد گرم شود پف می کند. وی می‌گوید: این موضوع برای صنایعی که به دنبال کاهش هزینه های لجستیک هستند و صنایعی که حجم کم حمل و نقل در آنها مطلوب است، مانند صنعت هوافضا، سودمند است.
همه کاره: فوم فویل ماده ای به عنوان عایق، پرکننده و تثبیت کننده
فوم‌های PU با چگالی کم در زمینه‌های کاربردی و صنایع متعددی مناسب هستند: تولیدکنندگان مبلمان از آنها برای اثاثه یا لوازم داخلی استفاده می‌کنند، این فوم در صنعت بسته‌بندی از کالاهای شکننده در حین حمل و نقل محافظت می‌کنند، در صنعت ساخت‌وساز از فوم PU برای پرکردن بین اتصالات استفاده می شود و در داخل خودرو برای عایق کاری یا روکش‌کاری کاربرد دارد. آزمایش های کاربردی در زمینه بررسی پر کردن ساختارهای حفره ای شکل توخالی توسط این ماده جدید (فویل فوم) موفقیت آمیز بوده است. این ماده هنگام گرم شدن تقریباً به طور کامل پف می کند، حتی به صورت اشکال هندسی پیچیده. فویل فوم همچنین برای استفاده در اتصالات مناسب است. محققان نشان داده اند که دو جسم را می توان با قرار دادن این فویل بین آنها در جای خود ثابت کرد. خواص این ماده نوآورانه متغیر است: دانشمندان تحقیقاتی می توانند به طور جداگانه انعطاف پذیری و شفافیت فویل را قبل از تبدیل به فوم تنظیم کنند. همین امر در مورد چگالی، هدایت حرارتی، خاصیت ارتجاعی و فشرده سازی فوم نیز صدق می کند. به گفته دکتر پرتچ: “ما خواص این ماده را با الزامات فنی کاربردهای مختلف، از فضای داخلی خودرو گرفته تا درمان های پزشکی و محافظت از کالاهای شکننده، تطبیق می دهیم.”
برای اطلاعات بیشتر به مقاله زیر رجوع شود:
A.L. Poser, T. Pretsch, FOIM: Thermal Foaming of Shape Memory Polyurethane Foil, Macromolecular Rapid Communications, 2025, https://doi.org/10.1002/marc.202401103.
بدون دیدگاه