اخبار شرکت انواع فوم پلیمری PE، PU و PS: تفاوت‌های کلیدی توضیح داده شده

مواد فوم، که به دلیل خواص سبک وزن، عایق و ضربه‌گیر خود شناخته می‌شوند، به طور گسترده در صنایعی از جمله خودروسازی و ساخت و ساز تا تجهیزات ورزشی و بسته‌بندی استفاده می‌شوند. اما زیر ساختار به ظاهر ساده فوم چه چیزی نهفته است؟ این مقاله به بررسی سه مورد از رایج‌ترین مواد فوم پلیمری—پلی اتیلن (PE)، پلی اورتان (PU) و پلی استایرن (PS)—می‌پردازد و به ویژگی‌ها، کاربردها و روندهای آینده آنها می‌پردازد.

مواد فوم، که مواد متخلخل نیز نامیده می‌شوند، جامداتی هستند که حاوی منافذ پر از گاز متعددی هستند. این منافذ می‌توانند به هم متصل (فوم سلول باز) یا جدا شده (فوم سلول بسته) باشند. ساختار متخلخل به مواد فوم خواص فیزیکی منحصر به فردی می‌دهد، از جمله:

• چگالی کم: وجود منافذ گاز وزن کلی مواد را کاهش می‌دهد و باعث می‌شود فوم سبک وزن و آسان برای جابجایی باشد.
• عایق حرارتی: گاز محبوس شده در منافذ رسانایی حرارتی کمی دارد و به طور موثر در برابر انتقال حرارت مقاومت می‌کند.
• جذب صدا: ساختار متخلخل امواج صوتی را جذب می‌کند و نویز را کاهش می‌دهد.
• ضربه‌گیری: فوم تحت تأثیر ضربه تغییر شکل می‌دهد تا انرژی را جذب کند و ضربه‌گیری محافظتی را فراهم کند.

مواد فوم را می‌توان بر اساس ماده پایه آنها، مانند فوم پلیمری، فوم فلزی یا فوم سرامیکی، طبقه‌بندی کرد. این مقاله بر روی فوم‌های پلیمری، به ویژه پلی اتیلن، پلی اورتان و پلی استایرن تمرکز دارد.

فوم پلی اتیلن یک ماده متخلخل است که عمدتاً از رزین پلی اتیلن از طریق فرآیند فوم‌سازی ساخته می‌شود. فوم پلی اتیلن به عنوان یکی از پرکاربردترین پلاستیک‌ها، در انواع مختلفی بر اساس چگالی و ساختار، از جمله فوم پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE)، فوم پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) و فوم پلی اتیلن متقاطع (XLPE) وجود دارد.

فوم XLPE یک نسخه اصلاح شده از فوم پلی اتیلن است که از طریق فناوری اتصال عرضی ایجاد شده است. اتصال عرضی پیوندهای شیمیایی بین زنجیره‌های مولکولی پلی اتیلن ایجاد می‌کند و مقاومت، مقاومت در برابر حرارت و مقاومت شیمیایی را افزایش می‌دهد. دو روش اصلی اتصال عرضی وجود دارد:

• اتصال عرضی شیمیایی: عوامل اتصال عرضی به پلی اتیلن اضافه می‌شوند و واکنش‌ها را از طریق گرما یا کاتالیزورها تحریک می‌کنند.
• اتصال عرضی تابشی: تابش پرانرژی (به عنوان مثال، پرتوهای الکترونی) زنجیره‌های مولکولی را می‌شکند و دوباره ترکیب می‌کند و ساختارهای متقاطع را تشکیل می‌دهد.

در مقایسه با فوم پلی اتیلن استاندارد، فوم XLPE ارائه می‌دهد:

• مقاومت و مقاومت در برابر سایش بالاتر
• مقاومت در برابر حرارت بهبود یافته
• مقاومت شیمیایی برتر
• کاهش مجموعه فشرده‌سازی (بهبودی بهتر پس از تغییر شکل)

فوم XLPE معمولاً دارای ساختار سلول بسته است که آن را ضد آب و مقاوم در برابر رطوبت می‌کند. خواص عایق، عایق صدا و جذب ضربه آن، همراه با سهولت پردازش، آن را برای موارد زیر ایده‌آل می‌کند:

• خودرو: اجزای داخلی، مهر و موم‌ها و مواد عایق صدا
• ساخت و ساز: عایق حرارتی، پانل‌های آکوستیک و ضد آب
• ورزش و اوقات فراغت: تشک‌های ورزشی، تشک‌های یوگا و وسایل شناور
• بسته‌بندی: بالشتک محافظ برای لوازم الکترونیکی و کالاهای شکننده
• کفش: کفی و زیره کفش

با افزایش آگاهی زیست محیطی، فوم‌های پلیمری زیستی در حال افزایش هستند. فوم XLPE زیستی از پلی اتیلن مشتق شده از منابع تجدیدپذیر مانند نیشکر ساخته شده و سپس متقاطع می‌شود. در مقایسه با فوم XLPE مبتنی بر نفت، این فوم ارائه می‌دهد:

• قابلیت تجدید: وابستگی به سوخت‌های فسیلی را کاهش می‌دهد
• سازگاری با محیط زیست: انتشار گازهای گلخانه‌ای را در طول تولید کاهش می‌دهد

عملکرد آن آینه‌ای از فوم XLPE سنتی است و آن را برای کاربردهای مشابه مناسب می‌کند.

فوم پلی اتیلن اکسترود شده با مخلوط کردن رزین پلی اتیلن با عوامل دمنده و سپس اکسترود کردن مخلوط تحت حرارت و فشار بالا تولید می‌شود. این فوم سلول بسته ضربه‌گیری و عایق‌بندی خوبی را با هزینه کمتر ارائه می‌دهد و آن را در بسته‌بندی برای لوازم الکترونیکی و مواد غذایی محبوب می‌کند.

فوم پلی اورتان از طریق پلیمریزاسیون و فوم‌سازی پلی‌اتر/پلی‌استر پلی‌ال‌ها و ایزوسیانات‌ها ایجاد می‌شود. فوم PU که به دلیل خواص مکانیکی عالی، مقاومت در برابر سایش، مقاومت شیمیایی و بازدارندگی شعله شناخته می‌شود، بسیار قابل تنظیم است. این ماده به طور گسترده در مبلمان، تشک، خودرو و ساخت و ساز استفاده می‌شود.

فوم PU بر اساس سختی طبقه‌بندی می‌شود:

• فوم PU انعطاف‌پذیر: نرم و الاستیک، مورد استفاده در اثاثه یا لوازم داخلی، تشک و صندلی ماشین
• فوم PU سفت و سخت: سخت و محکم، مورد استفاده در عایق‌بندی ساختمان و پانل‌های یخچال

همچنین بر اساس ساختار منافذ طبقه‌بندی می‌شود:

• فوم PU سلول باز: منافذ به هم پیوسته قابلیت تنفس، جذب آب و جذب صدا را فراهم می‌کنند
• فوم PU سلول بسته: منافذ جدا شده مقاومت در برابر آب، عایق حرارتی و ضربه‌گیری را ارائه می‌دهند

با توجه به پیچیدگی ساختاری، فوم PU اغلب با خرد کردن به قطعات برای استفاده مجدد در پانل‌ها بازیافت می‌شود.

فوم پلی استایرن از رزین پلی استایرن از طریق فوم‌سازی ساخته می‌شود. چگالی کم، عایق حرارتی و سهولت پردازش آن، آن را در بسته‌بندی، ساخت و ساز و لجستیک زنجیره سرد رایج می‌کند.

دو نوع اصلی وجود دارد:

• فوم پلی استایرن منبسط شده (EPS): دانه‌های پلی استایرن حاوی عوامل دمنده در قالب‌ها گرم می‌شوند، منبسط می‌شوند و به شکل خود متصل می‌شوند. EPS کم هزینه و آسان برای قالب‌گیری است و در بسته‌بندی و ساخت و ساز استفاده می‌شود.
• فوم پلی استایرن اکسترود شده (XPS): پلی استایرن مخلوط شده با عوامل دمنده به ورق‌ها اکسترود می‌شود. XPS دارای منافذ سلول بسته، استحکام بالا و ضد آب است که آن را برای عایق‌بندی ساختمان و انبار سرد ایده‌آل می‌کند.

با این حال، فوم PS قابل اشتعال است و تجزیه آن کند است و چالش‌های زیست محیطی را ایجاد می‌کند. تحقیقات بر روی جایگزین‌های زیست تخریب‌پذیر و روش‌های بازیافت متمرکز است.

فوم لاستیکی یک الاستومر متخلخل است که از لاستیک طبیعی یا مصنوعی (به عنوان مثال، لاستیک نیتریل یا EPDM) ساخته شده است. در خاصیت ارتجاعی، مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر آب و هوا و مقاومت شیمیایی عالی است و آن را برای آب‌بندی، میرایی ارتعاشات و عایق صدا مناسب می‌کند.

فوم TPE، خاصیت ارتجاعی لاستیکی مانند را با قابلیت پردازش پلاستیکی مانند ترکیب می‌کند. می‌توان آن را از طریق تزریق یا اکستروژن قالب‌گیری کرد و مقاومت، دوام و مقاومت شیمیایی را برای کاربردهای آب‌بندی و ضربه‌گیری ارائه می‌دهد.

فوم PVC به دلیل مقاومت شیمیایی، بازدارندگی شعله، مقاومت در برابر آب و هوا و مقرون به صرفه بودن ارزشمند است. در ساخت و ساز، علائم و عناصر تزئینی استفاده می‌شود.