فوم پلي استايرن(یونولیت)
پلاستوفوم ماده اي سبك با قابليت هاي بسيار زياد مي باشد و عامه مردم آن را به اشتباه” كائوچو (نوعي ماده طبيعي)”، ” آكاچو ” و يا “يونوليت” مي نامند. پلاستوفوم نوعي از مواد پليمري است كه يك نمونه از آن با نام پلي استايرن انبساطي و علامت اختصاري EPS شناخته ميشود و كاربردهاي متعددي در امور بسته بندي، عايق سازي، آموزشي، تبليغاتي و … دارد. اين مواد با دانه بندي هاي ريز و درشت و با وزن حجمي گوناگون بصورت گرانول ، ورق و بلوك در اندازه ها و ضخامتهاي گوناگون در بسته بندي هاي تعدادي، قابل ارائه است. همچنين با دستگاههاي برش توسط سيم داغ يا Hot Wireموجود در بازار، به اشكال و طرح هاي مختلف درمي‌آيد.
فوم پلي استايرن استفاده شده در وایت برد يکي از فراورده هاي صنايع پتروشيمي بوده و شکل ظاهري آن از بلور هاي ريز تشکيل شده است که در مجاورت فشار و بخار منبسط مي گردد به علت ساختار سلولي بسته در بلوک هاي پلي استايرن يونوليت مقاومت خوبي در مقابل آب داشته و نيز در مقابل فساد پذيري و رشد باکتري از خود محافظت مي نمايد .
پلي استايرن انبساطي يا به اختصار يونوليت : گرانولي سبک و سفيد رنگ است. انبساط اين محصول در اثر وجود مقداري گاز پنتان است که به صورت حل نشده در هنگام توليد در داخل آن محبوس مي شود. اين گاز در اثر حرارت ناشي از بخار آب از داخل دانه هاي پلي استايرن خارج شده و باعث انبساط آن مي گردد. در اثر خروج اين گاز حجم دانه هاي پلي استايرن تا 40 برابر اندازه اوليه آنها افزايش مي يابد. بعد از عمليات انبساط ، دانه هاي منبسط شده بر حسب نوع کاربرد قالب گيري مي شوند
يونوليت جاذب صوتي بهتري نسبت به بتن است و عايق صوت برتري محسوب نمي شود و به همين دليل يونوليت به تنهايي تاثيري در افت صوت ندارد. به گفته كارشناسان تنها در صورتي كه بين ديوار دو جداره يونوليت به كار رود، افت صوتي افزايش مي يابد. همچنين عايق هاي حرارتي هم به تنهايي عايق صوت نيستند و در صورتي كه داخل سيستم قرار بگيرند، مي توانند موجب كاهش صوت شوند.
فرآيند توليد فوم پلي استايرن PS
وقتي كه اجزاي فرمولاسيون فوم با يكديگر اختلاط پيدا كردند، واكنش هاي شيميايي بطور همزمان شروع مي شود، پس از گذشت زمان اندكي، رنگ سيستم در حال واكنش كدر مي گردد. در اين مرحله تشكيل حباب هاي گاز كه با چشم قابل مشاهده است. به اين فاصله زماني كه از شروع اختلاط آغاز مي گردد، زمان كرمي شدن (cream time) گفته مي شود (از آنجائيكه زمان كرمي شدن، زمان كوتاهي است و ويسكوزيته سيال اختلاط يافته نسبتاً بالاست، معمولا جريان مواد واكنش در قالب ضعيف است).
بنابراين براي توليد فوم يكدست، بايد ريخته گري در داخل قالب بصورت يكنواخت انجام پذيرد). در اين شرايط ابتدا گازهاي توليد شده در سيستم مايع حل شده، وقتيكه به حد اشباع رسيدند، تشكيل هسته هاي اوليه را مي دهند. پس از اين مرحله، عمل بالا آمدن فوم شروع مي گردد. با ادامه فرآيند توليد گاز، عمل انتقال مولكول هاي گاز توليد شده از مايع به داخل سلول هاي بوجود آمده، صورت مي پذيرد. هر چه اندازه سلولها كوچكتر باشد، فشار داخل آن بيشتر است. همين امر باعث ناپايداري سلولهاي كوچكتر و ادغام آنها در سلول هاي بزرگتر مجاور ميشود. با ادامه اين فرآيند از تعداد سلول ها كاسته شده و بر اندازه آنها افزوده مي شود. در ابتدا وقتيكه سلولها تشكيل مي شوند، كروي هستند ولي با گذشت زمان به صورت چند ضلعي هايي در مي آيند كه در جهت بالا آمدن فوم، حالت كشيده پيدا مي كنند بطور كلي شكل هندسي سلول ها به سمتي ميل مي كند كه حداقل سطح را ايجاد نمايد، در نتيجه انرژي كمتري داشته باشد.
شرح فرآيند توليد فوم پلي استايرن و يونوبلوک (يونو پانل)
توليد فوم پلي استايرن منبسط شده شامل سه مرحله است. در مرحله اول، دانه هاي پلي استايرن حاوي عامل پف زا وارد يك تانك عمودي مجهز به همزن و ورودي بخار مي شود. اين مرحله را پيش انبساط (Pre-expansion) مي نامند و در اين مرحله است كه دانسيته نهايي فوم تعيين مي شود.
دانه هاي منبسط شده در اين مرحله اصطلاحاً، پوف اوليه (Prepuff) ناميده مي شوند كه حجمشان تا 40 برابر قبل از انبساط افزايش يافته است. اين دانه ها در اين مرحله تا چندين ساعت در ظروف در باز نگهداشته مي شوند تا خلاء ايجاد شده در داخل دانه ها با اتمسفر به تعادل برسد.
بعد از مرحله ثبات فشار، دانه هاي پف شده اوليه به داخل يك قالب بسته ريخته مي شود و مجددا تحت حرارت بخار قرار مي گيرد. در اين مرحله، دانه هاي پف شده اوليه در يكديگر نفوذ كرده و قطعه يكپارچه اي كه به شكل قالب است را ايجاد مي كند.
در قسمت هاي زير سه مرحله پيش انبساط ، تعادل فشار و قالبگيري مورد بحث بيشتر قرار مي گيرد.
پيش انبساط
به منظور قالبگيري كردن قطعاتي با دانسيته مورد نياز الزامي است كه در ابتدا پف شده اوليه با دانسيته لازم تهيه شود.
پلي استايرن انبساطي در ابتدا داراي دانسيته حدد 3 lb/ft40 است. پيش انبساط اين مواد خام در يك پيش منبسط كننده مجهز به ورودي بخار كنترل شده، ورودي هوا، همزن و سيستم اتوماتيك خوراك دهي انجام مي شود.
با كنترل سرعت خوراك دهي مواد اوليه، جريان هوا و بخار، سرعت دور همزن، دانه هاي پلي استايرن در دماي C°90 كه بالاتر از نقطه جوش عامل پف زا است نرم ميشوند. فشار بخار دروني نيز افزايش مي يابد و انجام همزمان اين دو پديده باعث انبساط دانه ها و رسيدن به دانسيته مورد نياز مي شود. ميزان حداقل دانسيته بدست آمده بسته به نوع محصول تغيير مي كند و به عواملي نظير اندازه اوليه دانه ها، محتواي عامل پف زا، حضور يا عدم حضور افزودني ها بستگي دارد.
زمان طولاني نگهداري در پيش منبسط كننده (يا دماي بخار خيلي بالا) منجر به افزايش دانسيته و كولا پس كردن دانه ها مي شود. اين كولاپس شدن ناشي از كاهش فشار داخل دانه ها در نتيجه خارج شدن عامل پف زا است.
اين مرحله پيش انبساط مي تواند به صورت پيوسته (continuous) يا ناپيوسته (batch) انجام شود. در پيش منبسط كننده هاي پيوسته، دانه هاي پلي استايرن انبساطيبصورت پيوسته از ته پيش منبسط كننده وارد شده و دانه هاي منبسط شده (پف شده اوليه) از بالاي آن خارج ميشود .
در روش ناپيوسته دانه هاي پلي استايرن انبساطي از پيش، وزن شده و از بالاي پيش منبسط كننده وارد و بعد از انبساط از ته آن خارج مي شوند.
تنظيم دانسيته محصول از طريق كنترل مدت زماني كه دانه ها در منبسط كننده باقي ميمانند و يا با فشاري كه در پيش منبسط كننده وجود دارد، كنترل مي شود. در پيش منبسط كننده هاي ناپيوسته با كنترل دما، فشار و مقدار دانه هاي وارد شده، مي توان به موادي با حداقل دانسيته دست يافت. پرپوف خارج شده از پيش منبسط كننده به يك خشك كن با بستر سيال منتقل شده و به دقت خشك مي شود. اين پف شده اوليه خارج شده از پيش منبسط كننده بدليل خلأ موجود در ساختار سلولي آن و بخاطر گرم و نرم بودن بسيار حساس است.
