ورق و میلگرد UHMW-PE - بخش دوم
ورق و میلگرد UHMW-PE چیست؟ - بخش دوم
بهترین ورقهای پلاستیکی برای فرآوری مواد غذایی - پلی اتیلن سنگین (HDPE)
این یکی از رایجترین سوالاتی است که از ما پرسیده میشود. در حالی که مواد ورقهای پلاستیکی زیادی وجود دارند که میتوانند برای تماس با مواد غذایی استفاده شوند، یکی از اقتصادیترین و تأیید شدهترین مواد پلی اتیلن سنگین (HDPE) مورد تأیید سازمان غذا و دارو (FDA) است. پلی اتیلن سنگین (HDPE) یک ماده پلاستیکی با عملکرد بسیار محبوب و ارزان است. این ماده سبک وزن برای تماس با مواد غذایی عالی است و دارای قابلیت جوش حرارتی دارد.
1. سبک وزن بودن: (وزن خالص پایین - در آب شناور میشود) اما بسیار سفت و محکم است. HDPE مادهای رایج است که در تختههای برش، کاربردهای مقاوم در برابر سایش و فرسایش استفاده میشود. برای کاربردهای مقاوم در برابر مواد شیمیایی عالی است و میتواند دماهای بسیار پایین را تحمل کند (در دمای -110 درجه فارنهایت شکننده میشود).
2. ورق HDPE به راحتی تمیز میشود، بسیار بادوام است و قابلیت اتصال شیمیایی ندارد. با این حال میتوان آن را با جوش حرارتی یا جوش RF جوش داد. این ماده سخت در برابر ضربه، لکه، بو و رطوبت مقاوم است.
3. HDPE یکی از رایجترین سطوح برش با گرید مواد غذایی است. سبک، کم هزینه، مقاوم در برابر سایش، تمیز کردن آسان، بادوام و دارای تاییدیه FDA مواد غذایی است.
دو محصول پلی اتیلن دیگر نیز وجود دارند که به راحتی در دسترس هستند: پلی اتیلن سبک (LDPE) و پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا (UHMW-PE). LDPE مادهای نرمتر و انعطاف پذیرتر از HDPE است و معمولا برای سفت کنندهها در مبلمان یا کاربردهای دوختنی استفاده میشود.
پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا (UHMW-PE)
UHMW-PE مادهای منحصر به فرد است که از نظر ظاهری و حسی به HDPE شباهت دارد اما زنجیره مولکولی آن بسیار طولانیتر است و بنابراین مقاومت سایشی بیشتری دارد. UHMW-PE به جای اکسترود شدن مانند HDPE، با فشار قالب گیری میشود. زنجیره مولکولی آن نیز مانند HDPE جریان نمییابد، بلکه برای تشکیل ورق یا میله به گرما و فشار نیاز دارد. فرآیندی که برای تولید UHMW-PE استفاده میشود، معمولا قالبگیری فشاری است. این فرآیند تولید بسیار طولانیتر از HDPE است. برای ساخت ورق UHMW-PE، گرما و فشار فوق العادهای در یک پرس قالب گیری فشاری بزرگ مورد نیاز است.
استال/دلرین
کوپلیمر استال و هموپلیمر دوپونت دلرین که امروزه TJC LP Delrin نام دارد نیز برای کاربردهای تجهیزات فرآوری مواد غذایی بسیار عالی هستند. هر دو ماده به رنگ طبیعی (سفید) یا مشکی موجود بوده و انتخابهای بسیار خوبی هستند زیرا دارای مقاومت سایش، گرید غذایی، قابل ماشینکاری و بسیار بادوام هستند. استال در بین مشتریانی که به دنبال مواد پلاستیکی با کیفیت و عملکرد گرید غذایی هستند که به خوبی ماشینکاری شوند، بسیار محبوب است. بسیاری از پلاستیکهای کاربردی برای استفاده در کاربردهای دشوار از جمله کاربردهای گرید غذایی، مهندسی و طراحی شدهاند. در حالی که HDPE، UHMW-PE و استال ممکن است محبوب ترین پلاستیکهای کاربردی گرید غذایی باشند، چندین ماده با کیفیت دیگر نیز وجود دارند که گرید غذایی هستند همچون نایلون، پلی اتر اترکتون (PEEK) و پلی اتیلن (PE).
ورقهای پلاستیکی معمولا بالاترین سطح مواد پلیمری مهندسی شده با استانداردهای کیفی دقیق هستند. این مواد، شیمی پیشرفته پلیمر را با فرآیندهای تولید دقیق ترکیب میکنند تا خواص مکانیکی، مقاومت شیمیایی و پایداری ابعادی برتر را در مقایسه با پلاستیکهای معمولی ارائه دهند. از بین دو نوع ورق پلاستیکی کالایی و عملکردی، ورقهای پلاستیکی عملکردی اساساً از نظر ساختار مولکولی و نوع افزودنی با پلاستیکهای کالایی استاندارد متفاوت هستند. تولیدکنندگان این مواد را با افزودن موا خاص خواص مهندسی میکنند: اصلاح کنندههای ضربه برای استحکام، تثبیت کنندههای UV برای دوام در فضای باز، بازدارندههای شعله برای ایمنی در برابر آتش، یا تقویت کننده الیاف شیشه جهت استحکام سازه.
ترکیب مواد و استانداردهای مهندسی
پلاستیکهای عملکردی به منظور تامین نیازهای خاص صنعت، تحت توسعه فرمولاسیون دقیقی قرار میگیرند. پلیمرهای با کارایی بالا مانند پلی اتر اترکتون (PEEK)، پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا (UHMW-PE) و پلی فنیلن سولفید (PPS) دارای معماریهای مولکولی تخصصی هستند که مقاومت سایشی، بی اثری شیمیایی یا پایداری حرارتی بالایی دارند. فرآیند تولید ورقهای عملکردی نیز شامل تکنیکهای اکستروژن یا قالب گیری فشاری است که زنجیرههای پلیمری را برای دستیابی به خواص مکانیکی بهینه، همسو میکنند.
UHMW-PE در محیطهای با سایش بالا
ورقهای پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا (UHMW-PE) دارای مقاومت سایشی بسیار بالایی هستند. طبق تحقیقات مستند شده در ویکی پدیا، UHMW-PE در برابر سایش بسیار مقاوم است؛ در برخی از انواع آن ۱۵ برابر مقاومتر از فولاد کربن گزارش شده است. این عملکرد ناشی از وزن مولکولی بیش از ۳ میلیون گرم بر مول است که زنجیرههای پلیمری بسیار بلندی ایجاد میکند که در برابر برش و شیار مقاوم هستند. کاربردهای صنعتی از ترکیب منحصر به فرد UHMW-PE بهره میبرند: ضریب اصطکاک پایین (0.10-0.20)، مقاومت شیمیایی عالی در محدوده pH و حفظ استحکام ضربه تا دماهای بسیار پایین. سیستمهای نقاله در تأسیسات جابجایی مواد فله از آسترهای UHMW برای کاهش اصطکاک و افزایش عمر تجهیزات استفاده میکنند. کارخانههای فرآوری مواد غذایی نیز تختههای برش و سطوح کاری UHMW را نصب میکنند تا در برابر رشد باکتریها مقاوم بوده و در عین حال، چرخههای مکرر ضدعفونی را تحمل کنند.
خاصیت خود روانکاری این ماده، نیاز به روان کنندههای خارجی را در کاربردهای یاتاقان و پد سایشی از بین میبرد. این ویژگی به ویژه در محیطهای غذایی و دارویی که روانکاری خطرات آلودگی را ایجاد میکند، ارزشمند است.
ورقهای پلی پروپیلن برای فرآوری شیمیایی
پلی پروپیلن مقاومت شیمیایی بسیار بالایی در برابر اسیدها، بازها و حلالهای آلی در دماهای تا ۱۸۰ درجه فارنهایت دارند. امروزه دو نوع ورق پلی پروپیلن هموپلیمر و کوپلیمر تولید میشود؛ گریدهای هموپلیمر دارای حداکثر سختی و استحکام هستند در حالی که نسخههای کوپلیمر مقاومت ضربهای بیشتری را در دماهای پایین از خود نشان میدهند. تأسیسات فرآوری شیمیایی و مخازن پلی پروپیلن را برای سیستمهای اگزوز تولید میکنند. این ماده همچنین در برابر اسید سولفوریک، اسید هیدروکلریک، هیدروکسید سدیم و اکثر حلالهای آلی مقاوم است و در مواردی که فلزات در معرض خوردگی قرار میگیرند، یکپارچگی ساختاری خود را نیز حفظ میکند. با کمک افزودنیهای ضد شعله نیز میتوان ورق پلی پروپیلن برای کاربردهایی که نیاز به عملکرد بهتر در برابر آتش دارند، تولید کرد.
ویژگیهای جوشکاری، پلی پروپیلن را از بسیاری از ترموپلاستیکهای دیگر متمایز میکند. میتوان با استفاده از جوشکاری گاز داغ، جوشکاری اکستروژن یا تکنیکهای جوشکاری ابزار گرم، اتصالات بدون نشتی تولید کرد. این قابلیت جوشکاری، ساخت سیستمهای مهار شیمیایی پیچیده، حوضچههای مهار ثانویه و محفظههای تجهیزات فرآیندی را از اجزای ورقهای جداگانه امکان پذیر میسازد.