פוליסטירן הוא אחד מחומרי הפלסטיק הנפוצים ביותר.פוליסטירן מורחב, תרמופלסטי, נמס בחימום והופך למוצק בקירור.יש לו בידוד תרמי מעולה ומתמשך, ריפוד ייחודי ועמידות בפני זעזועים, אנטי-אייג'ינג ואיטום, ולכן נעשה בו שימוש נרחב בתחומים שונים כגון בנייה, אריזה, מוצרי חשמל ואלקטרוניקה, ספינות, כלי רכב וכלי טיס, חומרי קישוט, ובניית דיור.בשימוש נרחב.יותר מ-50% מהם הם אריזות אלקטרוניות וחשמליות, קופסאות דגים ומוצרים חקלאיים ועוד אריזות שומרות טריות, מה שמקל מאוד על חיינו.
יצירת קיטור EPS – תהליך מיינסטרים בתעשייה
בדרך כלל תהליך יציקת ה-EPS כולל את שלבי המפתח הבאים: הקצף מראש ← אשפרה ← יציקה.הבהוב מקדים הוא להכניס את חרוזי ה-EPS לתוך הקנה של מכונת ההבהוב, ולחמם אותו באדים עד שהוא מתרכך.חומר הקצף (בדרך כלל 4-7% פנטן) המאוחסן בחרוזי ה-EPS מתחיל לרתוח ולהתאדות.גז הפנטאן שעבר טרנספורמציה מגביר את הלחץ בתוך חרוזי ה-EPS, וגורם להם להתרחב בנפח.בתוך מהירות ההקצפה המותרת, ניתן להשיג את יחס ההקצפה הנדרש או משקל גרם החלקיקים על ידי התאמת טמפרטורת ההרחבה, לחץ הקיטור, כמות ההזנה וכו'.
חלקיקי הקצף החדשים שנוצרו הם רכים ובלתי גמישים עקב הנידוף של חומר הקצף והתעבות של חומר הקצף שיורי, והחלק הפנימי נמצא במצב ואקום והוא רך ולא אלסטי.לכן, חייב להיות מספיק זמן לאוויר להיכנס למיקרונקבוביות בתוך חלקיקי הקצף כדי לאזן את הלחצים הפנימיים והחיצוניים.במקביל, הוא מאפשר לחלקיקי הקצף המחוברים לפזר את הלחות ולבטל את החשמל הסטטי שנצבר באופן טבעי בחיכוך של חלקיקי הקצף.תהליך זה נקרא ריפוי, אשר בדרך כלל אורך כ-4-6 שעות.החרוזים המורחבים והמיובשים מועברים לתבנית, ומוסיפים שוב אדים כדי להפוך את החרוזים ללוכדים, ולאחר מכן מקוררים ומוציאים את התבנית לקבלת מוצר מוקצף.
ניתן למצוא מהתהליך שלעיל כי אדים הם מקור אנרגיה תרמית הכרחי לייצור קצף חרוזי EPS.אבל חימום הקיטור וקירור מגדל המים הם גם הקשרים החשובים ביותר לצריכת האנרגיה ולפליטת הפחמן בתהליך הייצור.האם יש תהליך חלופי יעיל יותר באנרגיה לאיחוי של קצף חלקיקים ללא שימוש בקיטור?
התכה בתדר רדיו של גלים אלקטרומגנטיים, קבוצת Kurt Esa (להלן "קורט") מגרמניה נתנה את תשובתם.
טכנולוגיית מחקר ופיתוח מהפכנית זו שונה מתהליך הקיטור המסורתי, המשתמש בגלי רדיו לחימום.חימום גלי רדיו היא שיטת חימום המסתמכת על כך שהאובייקט יקלוט אנרגיית גלי רדיו וימיר אותה לאנרגיית חום, כך שכל הגוף מתחמם בו זמנית.הבסיס למימושו הוא שדה החילופין הדיאלקטרי.באמצעות תנועה הדדית בתדר גבוה של מולקולות הדיפול בתוך הגוף המחומם, נוצר "חום חיכוך פנימי" להגברת הטמפרטורה של החומר המחומם.ללא כל תהליך הולכת חום, ניתן לחמם את החלק הפנימי והחיצוני של החומר.חימום בו-זמני וחימום בו-זמני, מהירות החימום מהירה ואחידה, ואת מטרת החימום ניתן להשיג רק על ידי שבריר או כמה עשיריות מצריכת האנרגיה של שיטת החימום המסורתית.לכן, תהליך משבש זה מתאים במיוחד לעיבוד חרוזים מורחבים עם מבנים מולקולריים קוטביים.לטיפול בחומרים לא קוטביים כולל חרוזי EPS, יש צורך להשתמש רק בתוספים מתאימים.
באופן כללי, ניתן לחלק פולימרים לפולימרים קוטביים ולפולימרים לא קוטביים, אך שיטת סיווג זו היא כללית יחסית ואינה קלה להגדרה.כיום, פוליאולפינים (פוליאתילן, פוליסטירן וכו') נקראים בעיקר פולימרים לא קוטביים, ופולימרים המכילים קבוצות קוטביות בשרשרת הצדדית נקראים פולימרים קוטביים.באופן כללי, ניתן לשפוט על פי אופי הקבוצות הפונקציונליות על הפולימר, כגון פולימרים עם קבוצות אמיד, קבוצות ניטריל, קבוצות אסטר, הלוגנים וכו' הם קוטביים, בעוד שפוליאתילן, פוליפרופילן ופוליסטירן אין קבוצות קוטביות. על השרשרת האקוומולקולרית, כך שהפולימר גם אינו קוטבי.
כלומר, תהליך היווצרות של התכת גלי רדיו אלקטרומגנטיים זקוק רק לחשמל ואוויר, ואינו מצריך התקנת מערכת קיטור או התקן מגדל קירור אגן מים, דבר פשוט ונוח, חוסך אנרגיה ושומר על הסביבה .בהשוואה לתהליך הייצור באמצעות קיטור, זה יכול לחסוך 90% מהאנרגיה.על ידי ביטול הצורך בשימוש בקיטור ובמים, שימוש ב-Kurtz WAVE FOAMER יכול לחסוך 4 מיליון ליטר מים בשנה, השווה לצריכת מים שנתית של מינימום של 6,000 איש.
בנוסף לחיסכון באנרגיה והגנה על הסביבה, התכה בתדר רדיו של גלים אלקטרומגנטיים יכולה גם לייצר מוצרי קצף באיכות גבוהה.רק השימוש בגלים אלקטרומגנטיים בטווח התדרים יכול להבטיח את ההיתוך והיווצרות הטובים ביותר של חלקיקי קצף.בדרך כלל, דרישות היציבות של שסתום הקיטור גבוהות מאוד בתהליך הקיטור המסורתי, אחרת זה יגרום למוצר להתכווץ ולהיות קטן מהגודל שנקבע מראש לאחר הקירור.בשונה מיציקת קיטור, קצב ההתכווצות של מוצרים המיוצרים על ידי התכה בתדר רדיו של גלים אלקטרומגנטיים מופחת באופן משמעותי, יציבות הממדים משתפרת באופן משמעותי, וספיגת הקיטור של חלקיקי הקצף ושל חומרי הלחות והקצף שיורית בתבנית הנגרמת על ידי עיבוי. מופחתים מאוד.סרטון, בואו לחוות אותו ביחד!
בנוסף, טכנולוגיית ההיתוך בתדרי רדיו משפרת מאוד את קצב ההתאוששות של חומרי חלקיקים מוקצפים.בדרך כלל, המיחזור של מוצרי קצף מתבצע באופן מכני או כימי.ביניהם, שיטת המחזור המכני היא לחתוך ישירות ולהמיס את הפלסטיק, ולאחר מכן להשתמש בו להכנת חומרים ממוחזרים באיכות נמוכה, ותכונות החומר לרוב נחותות מהפולימר המקורי (איור 1).המולקולות הקטנות שהתקבלו משמשות לאחר מכן כחומרי גלם להכנת חלקיקי קצף חדשים.בהשוואה לשיטה המכנית, היציבות של חלקיקי הקצף החדשים משתפרת, אך לתהליך צריכת אנרגיה גבוהה וקצב התאוששות נמוך.
אם לוקחים פלסטיק פוליאתילן כדוגמה, טמפרטורת הפירוק של חומר זה צריכה להיות מעל 600 מעלות צלזיוס, ושיעור ההתאוששות של מונומר אתילן הוא פחות מ-10%.ה-EPS המיוצר בתהליך הקיטור המסורתי יכול למחזר עד 20% מהחומר, בעוד ל-EPS המיוצר על ידי טכנולוגיית היתוך תדרי רדיו יש שיעור מיחזור של 70%, מה שמתאים באופן מושלם למושג "פיתוח בר קיימא".
נכון לעכשיו הפרויקט של קורט "מיחזור ללא כימיקלים של חומרי EPS על ידי טכנולוגיית היתוך תדרי רדיו" זכה בפרס האנרגיה הבווארית לשנת 2020.מדי שנתיים מעניקה בוואריה את הפרס להישגים מצטיינים בתחום האנרגיה, ופרס האנרגיה הבווארית הפך לאחד הפרסים הגבוהים ביותר בתחום האנרגיה.בהקשר זה אמר ריינר קורץ, מנכ"ל קורץ ארסה: "מאז הקמתה ב-1971, קורץ המשיכה להוביל את פיתוח תעשיית ייצור דפוס הקצף, והמשיכה לפתח תהליכים ברי קיימא כדי לתרום לייצור בר קיימא בעולם. .תְרוּמָה.עד כה, קורץ פיתחה מגוון טכנולוגיות פטנט מובילות בתעשייה.ביניהם, Kurtz WAVE FOAMER – טכנולוגיית תהליך דפוס קצף בגלי רדיו, שהיא לא רק חסכונית באנרגיה וידידותית לסביבה, אלא גם יכולה לייצר קצף באיכות גבוהה, היא שינתה לחלוטין את הייצור של מוצרי קצף מסורתיים, ויצרה עתיד ירוק לעיבוד קצף בר קיימא".
נכון לעכשיו, טכנולוגיית דפוס קצף גלי רדיו של קורט החלה לייצר בהמוני מוצרי קצף EPS.בעתיד, קורט מתכנן ליישם טכנולוגיה זו על חומרים מתכלים וחומרי EPP.בדרך של פיתוח בר קיימא, נלך רחוק יותר עם הלקוחות שלנו.
זמן פרסום: 20-20-2022