کاربرد کیسه های پلی اتیلن در ساخت ورق و نوار عایق الکتریکی
کیسه های پلی اتیلن در جامعه مدرن کاربرد زیادی دارند و ازطرفی، باتوجه به ماهیت تجزیه ناپذیر آنها به میزان قابل توجهی در آلودگی محیط زیست نقش دارند. این مقاله تحقیقاتی یک رویکرد نوآورانه برای بازیافت این کیسه ها با استفاده از چگالی متفاوت آنها باهدف ورق ضخیم پلیمر ازطریق تکنیک ساخت ضربه ای ارائه می دهد. با استفاده مجدد از این مواد دور ریخته شده به شکلی مفید، این رویکرد نه تنها به نگرانی های زیست محیطی می پردازد بلکه راه حلی پایدار برای کاهش ضایعات و دستیابی به اقتصاد چرخشی را بررسی می کند. این ورق پلیمری ساخته شده از کیسه های پلاستیکی استفاده شده در صنایع برق برای تولید ورق و نوار عایق کاربرد دارد. این راه حل می تواند مشکل کیسه های پلی استفاده شده را به روشی بهتر در صنایع تولیدی مختلف حل کند.
کیسه های پلی اتیلن به دلیل دوام، انعطاف پذیری و هزینه پایین کاربرد گسترده ای در بسته بندی و حمل کالا دارند. این حجم از استفاده ممکن است منجر به نگرانی های زیست محیطی شده و به طور قابل توجهی به آلودگی پلاستیکی، به ویژه در اقیانوس ها و محل های دفن زباله دامن بزند. رایج ترین روش های بازیافت کیسه های پلی اتیلن با چگالی مختلف اغلب شامل ذوب و تبدیل آنها به محصولات جدید می شود اما این فرآیندها انرژی بر هستند و ممکن است خواص مواد را ازبین ببرند. این مطالعه یک رویکرد نوآورانه از بازیافت کیسه های پلی اتیلن با چگالی های مختلف باهدف تولید ورق ضخیم پلیمری ازطریق تکنیک تولید تک ضربه پیشنهاد می کند. این رویکرد با استفاده مجدد از این مواد دور ریخته شده به شکل مفیدی به کاهش ضایعات، صرفه جویی در منابع و ارتقای پایداری زیست محیطی کمک می کند. پلی اتیلن پلاستیکی است که به صورت انبوه در سراسر جهان تولید می شود. کاربرد اصلی پلیمر پلی اتیلن در صنعت بسته بندی مانند کیسه های پلاستیکی، فیلم های پلاستیکی، و ظروف ازجمله بطری های پلی اتیلن وغیره است. اتن یک مونومر است که در فرآوری پلی اتیلن است که با افزودن پلیمریزاسیون یا مکانیسم رادیکال آزاد استفاده می شود. انواع مختلفی از پلی اتیلن وجود دارد که هر کدام خواص و کاربرد خاص خود را دارند. انواع پلی اتیلن عبارتند از:
الف) پلی اتیلن سبک (LDPE): پلی اتیلن سبک چگالی کمتری دارد و درمقایسه با انواع دیگر پلی اتیلن انعطاف پذیرتر است. LDPE معمولا در تولید فیلم های بسته بندی، کیسه های پلاستیکی و قالب های مختلف مانند ظروف و درب استفاده می شود. همچنین در مواردی به کار گرفته می شود که به انعطاف پذیری و مقاومت در برابر ضربه نیاز است.
ب) پلی اتیلن سنگین (HDPE): پلی اتیلن سنگین چگالی بالاتری دارد و درمقایسه با LDPE سخت تر است. از HDPE به طور گسترده در برنامه هایی استفاده می شود که به استحکام، دوام و مقاومت شیمیایی نیاز است مانند ساخت پیپ، بطری (بطری شیر، بطری مواد شوینده)، جاکفشی، ظروف خانگی و صنعتی.
پ) پلی اتیلن سبک خطی (LLDPE): پلی اتیلن سبک خطی ساختار خطی دارد و ازنظر چگالی بین LDPE و HDPE قرار دارد. همچنین LLDPE به سخت بودن، انعطاف پذیری و مقاومت سایشی شناخته می شود. LLDPE معمولا در تولید فیلم های کششی برای بسته بندی، فیلم های کشاورزی و انواع کیسه ازجمله کیسه زباله و آسترهای صنعتی کاربرد دارد.
ج) پلی اتیلن با چگالی متوسط (MDPE): پلی اتیلن با چگالی متوسط دارای خواصی بین LDPE و HDPE است و اغلب در لوله های گاز، اتصالات و ژئوممبران برای لاینرهای دفن زباله خوب استفاده می شود. همچنین از مقاومت در برابر ترک خوردگی و سایشی خوبی برخوردار است.
د) پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا (UHMWPE): پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا دارای زنجیره های مولکولی بسیار طولانی است که به آن استحکام استثنایی می بخشد و همچنین مقاومت سایشی و خواص خود روانکاری آن را بهبود می بخشد. در کاربردهایی که به مقاومت سایشی بالا نیاز دارند مانند بلبرینگ، چرخ دنده و ایمپلنت های پزشکی استفاده می شود.
ه) پلی اتیلن متقاطع (PEX): پلی اتیلن متقاطع توسط اتصال عرضی مولکول های HDPE ایجاد شده و منجر به بهبود دما و مقاومت در برابر مواد شیمیایی می شود. از PEX معمولا در سیستم های لوله کشی برای توزیع آب سرد و گرم و همچنین در سیستم های گرمایش از کف استفاده می شود.
و) پلی اتیلن ترفتالات (PET): پلی اتیلن ترفتالات نوعی پلی استر است که عمدتا در تولید بطری های پلاستیکی نوشیدنی، غذا و محصولات مراقبت شخصی کاربرد دارد. PET همچنین در الیاف مصنوعی پوشاک و فرش استفاده می شود.
آزمایشات اولیه امکان سنجی رویکرد پیشنهادی گفته شده در بالا را نشان داد. با کمک کیسه های پلی اتیلن با چگالی مختلف امکان دستیابی به یک ترکیب همگن مناسب در تکنیک تک ضربه فراهم می شود. پارامترهای فرآیند ازجمله فشار، دما و زمان ماندگاری برای تولید ورق هایی پلیمری با خواص مطلوب تقویت شدند. ورق های پلیمری تولید شده از استحکام مکانیکی خوب، انعطاف پذیری و پایداری حرارتی خوبی برخوردار هستند. علاوه براین، تغییرات چگالی در ورق ها فرصت های منحصر به فردی برای برخی خواص مانند سختی، کشسانی و شفافیت فراهم می کند. در جدول زیر ساخت ورق عایق در اهداف دی الکتریکی ارائه شده است.
جدول 1:
در جدول زیر نیز ساخت نوار عایق بیان شده است.
جدول 2:
مزایای زیست محیطی
استفاده از چگالی های مختلف کیسه های پلی اتیلن مصرف شده و تبدیل آنها به ورق ضخیم پلیمری به کمک تکنیک ساخت تک ضربه ای دارای مزایای زیست محیطی متنوعی است. این مزایا عبارتند از:
- کاهش ضایعات: با استفاده مجدد از مواد دور ریخته شدۀ کیسه های پلی اتیلن، این فرآیند به کاهش حجم ضایعات ناشی از دفن زباله ها و کاهش آلودگی محیطی کمک می کند.
- حفظ منابع: بازیافت کیسه های پلی اتیلن مواد خام و انرژی را درمقایسه با تولید پلیمرهای بکر حفظ می کند.
- اقتصاد چرخشی: اصول کلی اقتصاد چرخشی را روش حلقه بسته ترویج می دهد و به روشی عمر طول عمر منابع را افزایش می دهد.
نتیجه گیری
رویکرد نوآورانه ارائه شده در این مطالعه پتانسیل استفاده از کیسه های پلی اتیلن استفاده شده با چگالی مختلف را باهدف تولید ورق پلیمر ضخیم ازطریق تکنیک تک ضربه بیان می کند. این رویکرد با استفاده مجدد از این مواد دور ریخته شده به شکلی مفید، راه حلی پایدار برای کاهش ضایعات، حفظ منابع و توسعه پایداری محیطی ارائه می دهد. به طور کلی، به تحقیق و توسعه بیشتری برای بهینه سازی این رویکرد نوآورانه نیاز است.
