کاهش مصرف سوخت با استفاده از فوم های پلی اورتانی
امروزه تولید کنندگان و مصرف کنندگان هر دو باور دارند که کاهش میزان سوخت مصرفی یکی از موضوعات بسیار مهمی است که باید به آن توجه نمود. در بازار خودرو سازی جهانی معمولا دولت‌ها استانداردهای مصرفی بسیار سختگیرانه ای را برای بنزین تعیین می‌کنند که این قوانین معمولاً در خصوص خودروهای سواری و یا خودروهای سبک است. قوانینی در ایالات متحده آمریکا تصویب شده است که بنا بر آن میزان مصرف بنزین خودروهای سواری در ۱۰۰ کیلومتر باید تا سال ۲۰۲۵ به مقدار ۵۴.۵ برسد. برخلاف آن گزارش‌های اخیر از آژانس حفاظت از محیط زیست آمریکا نشان می دهند که مقدار سوخت مورد نیاز خودروها برای طی کردن ۱۰۰ کیلومتر برابر با مقدار ۲۸.۵ مایل بر گالون می باشد و این در حالی است که همچنان نیاز به نوآوری حس می‌شود. به طور مشابه صنعت هواپیمایی نیز در نظر دارد تا میزان مصرف سوخت را کاهش دهد و این در حالی است که هزینه های عملیاتی و نیروهای موجود برای هواپیماهای مسافربری همچنان افزایش پیدا میکند و در نهایت کاهش هزینه های سوخت می‌تواند سودمندی را افزایش دهد و نوعی مزیت رقابتی پایدار را به وجود آورد. به منظور حل چالش های موجود و تقاضای بسیار زیاد برای کاهش هزینه ها و بهبود عملکرد و پایداری، تعداد زیادی از تولید کنندگان خودرو ها و هواپیماها از روشی به نام کاهش وزن استفاده می‌کنند. در واقع زمانی که وزن خودروها و هواپیما کاهش پیدا میکند میزان مصرف بنزین آنها نیز به مراتب کمتر خواهد شد. علاوه بر آن کاهش ۱۰ درصدی وزن می‌تواند به بهبود ۶ تا ۸ درصدی اقتصاد بنزین کمک کند. به کارگیری قطعات سبک وزن و تولید موتورهایی ویژه توسط مواد پیشرفته باعث می‌شود تا بیش از ۵ میلیارد گالن از بنزین سالانه تا سال 2030 ذخیره شود. در نهایت تولید کنندگان خودروها و انواع هواپیماها در نظر دارند از موادی استفاده کنند که بتوانند پاسخگوی نیازهای تولیدی همانند کیفیت عملکرد باشند و علاوه بر آن تأثیر منفی بر مدت زمان پایان پروژه و بودجه مورد نظر نداشته باشند. در این مقاله به سه روش مهم برای کاهش وزن قطعات با استفاده از پلاستیک و پلی اورتان ها و همچنین خطرات ناشی از مواد و محصولات پلیمری و روش های پیشگیری از بروز این خطرات اشاره می شود.
سه روش متفاوت برای کاهش وزن قطعات با استفاده از پلی اورتان
به منظور دستیابی به یک ویژگی مطلوب مانند کاهش وزن وسایل می توان از روش‌های تولیدی و رویکردهای متمایز استفاده کرد که ممکن است آنها به صورت فردی و یا در کنار یکدیگر به کار برده شوند.
۱.به کارگیری مواد سبکتر برای هر قطعه
اولین رویکرد همان موردی است که برای کاهش وزن مواد همیشه مورد استفاده قرار می گیرد. اگرچه در اغلب موارد مهندسین طراحی از فلزات و آلیاژها بدین منظور استفاده می‌کنند زیرا استحکام بالاتری دارند. اما خوشبختانه امروز علم مواد به اندازه‌ای پیشرفت کرده است که می توان گزینه های بسیار بهتری را برای آلیاژها و آهن در نظر گرفت. با توجه به نیازمندی های نهایی محصول همانند استحکام، امنیت و سایر موارد انواعی از گزینه ها و مواد سبک وزن وجود دارند که می‌توان از آنها با هدف کاهش وزن قطعات موجود در خودروها و هواپیما استفاده کرد. به عنوان مثال فوم های پلی اورتانی چگال می توانند جایگزین بسیار مناسبی برای فلزات جامد و یا بخش های تزئینی پلاستیکی در یک خودرو باشند و این امکان وجود دارد که آنها را با لایه‌هایی پوشاند تا ظاهری بهتر پیدا کند.
۲.به کارگیری قطعات کمتر
روش پیشنهادی دوم در این مورد خلاصه می شود که قطعات کاربردی در خودرو و یا هواپیما کاهش پیدا کند. اگرچه در صورتی که امکان کاهش تعداد قطعات برای خودروی مورد نظر ممکن نباشد معمولاً از این روش استفاده می‌کنند که خود محصول از مواد کمتری تشکیل شده باشد. به عنوان مثال پنل‌های زنبوری که از ترکیب کاغذ و سایر مواد تشکیل شده اند معمولا گزینه های بسیار محبوبی برای کاهش وزن می باشند زیرا استحکام بالایی دارند. اگرچه از آنجایی که بخش مرکزی آنها از سلول‌های باز و بزرگی تشکیل شده است این پنل ها باید به همراه میزان زیادی از چسب ها و پوشش ها به کار برده شوند تا آب و گرد و غبار وارد آنها نشود. علاوه بر آن فیلمهای یاد شده باید به اندازه ضخیم باشند تا یک سطح را ایجاد کنند و امکان مشاهده الگوی لانه زنبوری را از بین ببرند.
موادی همانند فوم های پلی اورتانی ممکن است با استفاده از ساختارهای سلولی بسته ساخته شود که امکان نفوذ آب در آنها پایین بوده و در نهایت پوسیده یا خمیده نمی‌شوند. علاوه بر آن فوم های پلی اورتانی از خاصیت خود پوشانی برخوردارند که باعث می‌شود تا بلافاصله بتوانند نقش درزگیرها را ایفا کنند و بتوان برای آن ها از مواد پوششی و یا رنگ استفاده کرد و ظاهر و بافتی زیبا به آنها بخشید. به طور طبیعی هر چه مراحل لازم برای تولید یک قطعه کمتر باشد هزینه آن کمتر بوده و مدت زمان بیشتری را ذخیره میکند.
۳.فرآوری با تولید زباله کمتر
معمولا نگرانی های موجود در خصوص تاثیرات محیطی و پایداری مواد در محیط زیست با صرفه اقتصادی بنزین ارتباط تنگاتنگی دارند و با استفاده از تعدادی از مواد همانند کاغذ و یا پنل‌های لانه زنبوری می توان ساختارهایی را به وجود آورد که ابعاد مناسبی داشته و در نهایت می‌توانند با توجه به شکل نهایی تغییر پیدا کنند. اما این روش ها خود ممکن است زباله و مواد اضافی بسیار زیادی را تولید کنند. با توجه به ماده سبک وزن انتخاب شده می توان از سایر تکنیک های فراوری استفاده کرد که مقرون به صرفه تر بوده و زباله کمتری نیز تولید می کنند. به عنوان مثال برای تولید فوم های پلی اورتانی از متد های متفاوتی مانند قالب گیری انتخابی، شکل دهی به کمک گرما و سایر موارد استفاده می شود.
بدون توجه به روش تولیدی که شما انتخاب می کنید محصول نهایی بدست آمده همان وزن و استحکام مورد نظر خواهد داشت. اما با انتخاب راه حل ایده آل شما می توانید مطمئن شوید که زباله کمتری تولید می کنید و میزان تاثیرات کربنی نیز کاهش پیدا خواهد کرد. علاوه بر ان شما از مواد خام ناشی از محصولات بازیافت شده استفاده خواهید کرد.
آیا محصولات پلی اورتانی برای سلامت انسان خطرناک هستند؟
اگر در جستجوی ماده ای هستید که در تمام محصولات اطراف خود می توانید آن را پیدا کنید احتمالاً پاسخ شما پلی اورتان می باشد. این ماده در رنگ های مایع، پوشش ها و چسب ها تا مواد بسیار سخت همانند تیغ و چرخ دیده می‌شود. به عنوان دیگر پلی اورتان ها موادی هستند که در تمام اجزای اطراف ما وجود دارند مانند دفترکار، مدرسه و حتی خانه. اگرچه بسیاری از ما به وجود این ماده در محیط اطراف خود دقت نمی کنیم تا زمانی که تعداد زیادی از سازمانها و یا مصرف کنندگان در خصوص مضرات ممکن این ماده برای ما و یا عزیزانمان هشدار می دهند. چگونه می توانیم از خطرات ناشی از مواد پلی اورتانی در امان باشیم؟
پلی اورتان از واکنش بین یک پلیول و یک دی ایزوسیانات و یا ایزوسیانات های پلیمری به وجود می آید و در کنار آن از کاتالیز گر ها و مواد افزودنی استفاده می شود. برگه های اطلاعاتی در خصوص ایمنی محصولات پلی اورتانی، حاوی لیستی از خطرات ممکن هستند و علاوه بر آن علائم ناشی از قرارگیری در برابر این ماده را نشان می‌دهند اما دی ایزوسیانات ها می توانند عاملی برای حساسیت های چشمی، بینی، گلو و ریه ها و پوست باشند. علاوه بر آن این مواد می‌توانند واکنش های آلرژیک برای پوست و ریه ها را به وجود آورند. قرارگیری در معرض ایزوسیانات ها می تواند منجر به حساسیت های ریوی و یا حملات آسمی شود و علاوه بر آن همانطور که پیش از این نیز یاد شد، امکان حساسیت‌های پوستی و حتی دشواری در تنفس نیز وجود دارد. مورد دوم زمانی اتفاق می افتد که عفونت ریوی توسعه پیدا کرده باشد. افراد مبتلا به میگرن و سایر بیماری‌ها باید از بخار های ناشی از مواد پلی اورتانی دور باشند زیرا این مواد می‌توانند باعث بروز تورم مغزی در این افراد شوند که در نهایت سردرد شدیدی را به وجود می آورد. در همین حال خانم های باردار، سالمندان، خردسالان و کودکان بیمار هم هیچ وقت نباید در معرض این بخارها قرار بگیرند زیرا مواد یاد شده امکان ایجاد سرفه و سرماخوردگی، خس خس سینه و سایر علایمی را دارند که در رابطه با آسم می باشد. کارگرانی که در محیط کار خود اغلب در معرض بخار های پلی اورتان می‌باشند به انواعی از اختلالات سلامتی دچار می‌شوند مانند استفراغ، سرگیجه و دل درد. به منظور پیشگیری از بروز بیماری‌های یادشده بهتر است از قرارگیری در مکان هایی که در آنها بخار پلی اورتانی وجود دارد خودداری کنید مانند مکان هایی که در آنها محصولات و یا وارنیش ها فراواری می شود. از به کارگیری فوم های پلی اورتانی برای تشک خود بپرهیزید. تمامی درها و پنجره‌ها را باز کنید و مطمئن شوید که در فضایی که دارای محصولات چوبی و یا پوشش های وارنیشی می باشد، تهویه هوا به خوبی انجام شده است.
