يعد البوليسترين أحد أكثر المواد البلاستيكية استخدامًا.البوليسترين الموسع، وهو لدن بالحرارة، يذوب عند تسخينه ويتحول إلى مادة صلبة عند تبريده.إنه يتمتع بعزل حراري ممتاز ودائم، وتوسيد فريد ومقاومة للصدمات، ومضاد للشيخوخة والعزل المائي، لذلك تم استخدامه على نطاق واسع في مجالات مختلفة مثل البناء والتعبئة والمنتجات الكهربائية والإلكترونية والسفن والمركبات وتصنيع الطائرات ومواد الديكور، وبناء المساكن.تستخدم على نطاق واسع.أكثر من 50% منها عبارة عن عبوات إلكترونية وكهربائية ممتصة للصدمات، وصناديق الأسماك والمنتجات الزراعية وغيرها من العبوات الطازجة، مما يسهل حياتنا إلى حد كبير.
تشكيل بخار EPS – العملية السائدة في الصناعة
عادةً ما تتضمن عملية قولبة EPS الخطوات الأساسية التالية: الرغوة المسبقة ← المعالجة ← القولبة.الوميض المسبق هو وضع خرزات EPS في أسطوانة آلة الوميض المسبق، وتسخينها بالبخار حتى تصبح طرية.يبدأ عامل الرغوة (عادةً 4-7% بنتان) المخزن في حبات EPS في الغليان والتبخر.يزيد غاز البنتان المتحول الضغط داخل حبات EPS، مما يؤدي إلى تمدد حجمها.ضمن سرعة الرغوة المسموح بها، يمكن الحصول على نسبة الرغوة المطلوبة أو وزن جرام الجسيمات عن طريق ضبط درجة حرارة ما قبل التمدد، وضغط البخار، وكمية التغذية، وما إلى ذلك.
جزيئات الرغوة المشكلة حديثًا ناعمة وغير مرنة بسبب تطاير عامل الرغوة وتكثيف عامل الرغوة المتبقي، ويكون الجزء الداخلي في حالة فراغ وهو ناعم وغير مرن.لذلك، يجب أن يكون هناك وقت كافٍ لدخول الهواء إلى المسام الدقيقة داخل جزيئات الرغوة لموازنة الضغوط الداخلية والخارجية.وفي الوقت نفسه، يسمح لجزيئات الرغوة المرفقة بتبديد الرطوبة والقضاء على الكهرباء الساكنة المتراكمة بشكل طبيعي عن طريق احتكاك جزيئات الرغوة.تسمى هذه العملية بالمعالجة، والتي تستغرق عمومًا حوالي 4-6 ساعات.يتم نقل الخرز الممدد والمجفف مسبقًا إلى القالب، ويضاف البخار مرة أخرى لجعل الخرز متماسكًا، ثم يتم تبريده وفكه للحصول على منتج رغوي.
يمكن أن نجد من العملية المذكورة أعلاه أن البخار هو مصدر طاقة حراري لا غنى عنه لقولبة رغوة خرز EPS.لكن تسخين البخار وتبريد برج المياه هما أيضًا من أهم روابط استهلاك الطاقة وانبعاث الكربون في عملية الإنتاج.هل هناك عملية بديلة أكثر كفاءة في استخدام الطاقة لدمج رغوة الجسيمات دون استخدام البخار؟
ذوبان الترددات الراديوية للموجات الكهرومغناطيسية، قدمت مجموعة Kurt Esa (المشار إليها فيما يلي باسم "Kurt") من ألمانيا إجابتها.
تختلف تقنية البحث والتطوير الثورية هذه عن عملية البخار التقليدية التي تستخدم موجات الراديو للتدفئة.تسخين موجات الراديو هي طريقة تسخين تعتمد على الجسم لامتصاص طاقة موجات الراديو وتحويلها إلى طاقة حرارية، بحيث يسخن الجسم بأكمله في نفس الوقت.أساس تنفيذها هو المجال المتناوب العازل.من خلال الحركة الترددية عالية التردد للجزيئات ثنائية القطب داخل الجسم الساخن، يتم توليد "حرارة الاحتكاك الداخلي" لزيادة درجة حرارة المادة الساخنة.بدون أي عملية توصيل للحرارة، يمكن تسخين المادة من الداخل والخارج.التسخين المتزامن والتسخين المتزامن، سرعة التسخين سريعة وموحدة، ولا يمكن تحقيق غرض التسخين إلا بجزء أو عدة أعشار من استهلاك الطاقة لطريقة التسخين التقليدية.ولذلك، هذه العملية التخريبية مناسبة خاصة لمعالجة الخرز الموسعة مع الهياكل الجزيئية القطبية.لمعالجة المواد غير القطبية بما في ذلك حبات EPS، فمن الضروري فقط استخدام المواد المضافة المناسبة.
بشكل عام، يمكن تقسيم البوليمرات إلى بوليمرات قطبية وبوليمرات غير قطبية، لكن طريقة التصنيف هذه عامة نسبيًا وليس من السهل تحديدها.في الوقت الحاضر، تسمى البولي أوليفينات (البولي إيثيلين والبوليسترين وما إلى ذلك) بشكل أساسي البوليمرات غير القطبية، وتسمى البوليمرات التي تحتوي على مجموعات قطبية في السلسلة الجانبية بالبوليمرات القطبية.بشكل عام يمكن الحكم عليه حسب طبيعة المجموعات الوظيفية على البوليمر، مثل البوليمرات ذات مجموعات الأميد ومجموعات النتريل ومجموعات الإستر والهالوجينات وغيرها فهي قطبية، بينما البولي إيثيلين والبولي بروبيلين والبوليسترين لا توجد مجموعات قطبية على السلسلة متساوية الجزيئات، وبالتالي فإن البوليمر ليس قطبيًا أيضًا.
وهذا يعني أن عملية تشكيل ذوبان الترددات الراديوية للموجات الكهرومغناطيسية تحتاج فقط إلى الكهرباء والهواء، ولا تحتاج إلى تركيب نظام بخار أو جهاز برج تبريد حوض الماء، وهو بسيط ومريح، ويوفر الطاقة ويحمي البيئة. .بالمقارنة مع عملية الإنتاج باستخدام البخار، فإنه يمكن توفير 90% من الطاقة.من خلال التخلص من الحاجة إلى استخدام البخار والماء، يمكن أن يوفر استخدام Kurtz WAVE FOAMER 4 ملايين لتر من الماء سنويًا، وهو ما يعادل استهلاك المياه السنوي لما لا يقل عن 6000 شخص.
بالإضافة إلى توفير الطاقة وحماية البيئة، يمكن لذوبان الترددات الراديوية بالموجات الكهرومغناطيسية أيضًا إنتاج منتجات رغوية عالية الجودة.فقط استخدام الموجات الكهرومغناطيسية في نطاق التردد يمكن أن يضمن أفضل ذوبان وتشكيل جزيئات الرغوة.عادةً ما تكون متطلبات الثبات لصمام البخار عالية جدًا باستخدام عملية البخار التقليدية، وإلا فسوف يتسبب ذلك في انكماش المنتج ويصبح أصغر من الحجم المحدد مسبقًا بعد التبريد.يختلف عن القولبة بالبخار، حيث يتم تقليل معدل انكماش المنتجات التي تنتجها صب ذوبان الترددات الراديوية بالموجات الكهرومغناطيسية بشكل كبير، ويتم تحسين استقرار الأبعاد بشكل كبير، وامتصاص البخار لجزيئات الرغوة وعامل الرطوبة والرغوة المتبقي في القالب الناتج عن التكثيف يتم تقليلها إلى حد كبير.فيديو، دعونا نجربها معًا!
بالإضافة إلى ذلك، تعمل تكنولوجيا ذوبان الترددات الراديوية على تحسين معدل استخلاص مواد الجسيمات الرغوية بشكل كبير.عادةً ما تتم إعادة تدوير منتجات الرغوة إما ميكانيكيًا أو كيميائيًا.من بينها، تتمثل طريقة إعادة التدوير الميكانيكية في تقطيع البلاستيك وصهره مباشرة، ثم استخدامه لإعداد مواد معاد تدويرها منخفضة الجودة، وغالبًا ما تكون خصائص المواد أقل شأنا من البوليمر الأصلي (الشكل 1).يتم بعد ذلك استخدام الجزيئات الصغيرة التي تم الحصول عليها كمواد خام لتحضير جزيئات الرغوة الجديدة.بالمقارنة مع الطريقة الميكانيكية، تم تحسين استقرار جزيئات الرغوة الجديدة، ولكن العملية لديها استهلاك مرتفع للطاقة ومعدل استرداد منخفض.
إذا أخذنا بلاستيك البولي إيثيلين كمثال، فإن درجة حرارة تحلل هذه المادة يجب أن تكون أعلى من 600 درجة مئوية، ومعدل استرداد مونومر الإيثيلين أقل من 10%.يمكن لـ EPS التي تنتجها عملية البخار التقليدية إعادة تدوير ما يصل إلى 20% من المواد، في حين أن EPS التي تنتجها تقنية دمج الترددات الراديوية لديها معدل إعادة تدوير يصل إلى 70%، وهو ما يتناسب تمامًا مع مفهوم "التنمية المستدامة".
حاليًا، فاز مشروع كورت "إعادة التدوير الخالي من المواد الكيميائية لمواد EPS بواسطة تقنية دمج الترددات الراديوية" بجائزة الطاقة البافارية لعام 2020.وتمنح ولاية بافاريا الجائزة كل عامين للمتفوقين في قطاع الطاقة، وأصبحت جائزة الطاقة البافارية واحدة من أعلى الجوائز في قطاع الطاقة.وفي هذا الصدد، قال راينر كورتز، الرئيس التنفيذي لشركة Kurtz Ersa: “منذ تأسيسها في عام 1971، واصلت كورتز قيادة تطوير صناعة تصنيع قوالب الرغوة، وواصلت تطوير العمليات المستدامة للمساهمة في الإنتاج المستدام في العالم. .مساهمة.حتى الآن، طور كورتز مجموعة متنوعة من التقنيات الحاصلة على براءة اختراع الرائدة في الصناعة.من بينها، Kurtz WAVE FOAMER - تكنولوجيا عملية تشكيل الرغوة بموجات الراديو، والتي ليست فقط موفرة للطاقة وصديقة للبيئة، ولكنها يمكنها أيضًا إنتاج رغوة عالية الجودة، وقد غيرت تمامًا إنتاج منتجات الرغوة التقليدية، وخلق مستقبل أخضر. لمعالجة الرغوة المستدامة ".
في الوقت الحاضر، بدأت تقنية تشكيل رغوة الموجات الراديوية من Kurt في إنتاج منتجات رغوة EPS بكميات كبيرة.في المستقبل، يخطط كيرت لتطبيق هذه التكنولوجيا على المواد القابلة للتحلل ومواد EPP.وعلى طريق التنمية المستدامة، سنذهب أبعد وأبعد مع عملائنا.
وقت النشر: 20 يونيو 2022