پلی (اتیلن-وینیل الکل) – EVOH
پلی (اتیلن-وینیل الکل) (EVOH) در نتیجه کوپلیمریزاسیون منومر اتیلن و وینیل الکل است. این پلیمر به دلیل حضور واحدهای وینیل الکل نفوذ ناپذیری ناچیزی در برابر اکسیژن دارد و همچنین به دلیل حضور واحدهای اتیلن اکسترودپذیر است. گریدهای مختلف EVOH با درصد های اتیلن 24 تا 44 درصد مولی برای کاربرهای مختلف توسعه داده شده اند، اما گریدهای پر مصرف 32 و 44 درصد مولی هستند. EVOH علاوه بر نفوذ ناپذیری در برابر اکسیژن، لایه سدگری در برابر عطر، طعم و بو محصولات مختلف است.
ترکیب ساختاری خاص این پلیمر مهندسی سبب شده تا این ماده، مقاومت بسیار بالایی در برابر نفوذ گازهایی نظیر اکسیژن، دی‌اکسید کربن و نیتروژن از خود نشان دهد. این ویژگی، آن را به یکی از موثرترین مواد سدگری موجود در صنعت تبدیل کرده است. مقاومت بالا در برابر اکسیژن نه‌تنها باعث حفظ کیفیت، عطر، طعم و تازگی مواد غذایی می‌شود، بلکه در مواردی که حفظ گازهای خاص درون بسته‌بندی اهمیت دارد – مانند بسته‌بندی‌های پر شده با نیتروژن یا دی‌اکسید کربن – نیز عملکرد قابل توجهی دارد.
ویژگی‌های برجسته این پلیمر مهندسی
از دیگر ویژگی‌های برجسته پلی (اتیلن-وینیل الکل) – EVOH می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- مقاومت بسیار بالا در برابر نفوذ گازها: مهم‌ترین ویژگی این پلیمر، سدگری عالی آن در برابر اکسیژن و سایر گازهاست که به‌مراتب بهتر از سایر پلیمرهای متداول عمل می‌کند.
- مقاومت شیمیایی مطلوب: این ماده در برابر طیف گسترده‌ای از اسیدها، بازها، الکل‌ها، محلول‌های آبی، حلال‌های قطبی و شوینده‌ها مقاومت شیمیایی خوبی دارد.
- پایداری نوری و محیطی بالا: پلی (اتیلن-وینیل الکل) – EVOH در برابر اشعه ماورای بنفش (UV)، ازن و شرایط سخت محیطی، پایداری قابل قبولی دارد.
- مقاومت حرارتی و دمای عملکرد گسترده: این ماده در بازه دمایی وسیعی از حدود ۵۰- تا ۱۲۵ درجه سانتی‌گراد عملکرد مکانیکی و فیزیکی پایداری دارد.
- بازگشت‌پذیری الاستیکی مناسب: ویژگی مهمی که در صنایع پزشکی و بسته‌بندی حساس بسیار ارزشمند تلقی می‌شود.
- چاپ‌پذیری و ظاهر مطلوب: براقیت، شفافیت و امکان چاپ مستقیم روی پلیمر، آن را برای مصارف بسته‌بندی برند محور بسیار مناسب ساخته است.
- فرآیندپذیری بالا: این پلیمر در تمامی فرآیندهای شکل‌دهی نظیر اکستروژن فیلم دمشی، لمینیشن، قالب‌گیری بادی، تزریقی و غیره قابل استفاده است.
این پلیمر مهندسی عموماً به صورت لایه میانی در ساختارهای چندلایه استفاده می‌شود. از آنجایی که این ماده نسبت به رطوبت حساسیت دارد، اغلب توسط لایه‌هایی از پلی‌اتیلن یا پلی‌پروپیلن محافظت می‌شود تا عملکرد سدگری آن حفظ گردد.
کاربردهای صنعتی پلی (اتیلن-وینیل الکل) – EVOH
کاربردهای این پلیمر مهندسی بسیار متنوع است و این ماده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد:
- صنعت بسته‌بندی مواد غذایی: استفاده به عنوان لایه میانی در فیلم‌ها، ورق‌ها، تیوب‌ها و بطری‌های چندلایه به منظور جلوگیری از نفوذ اکسیژن و حفظ کیفیت و ماندگاری محصولات غذایی.
- صنایع دارویی و بهداشتی: بسته‌بندی‌های دارویی و آرایشی نیازمند ممانعت دقیق در برابر اکسیژن، رطوبت و میکروارگانیسم‌ها هستند که این پلیمر مهندسی به‌خوبی این نیاز را تأمین می‌کند.
- بسته‌بندی محصولات شوینده: برخی از گریدهای این پلیمر قابلیت انحلال در آب دارند که برای بسته‌بندی‌های قابل حل در آب بسیار مفید است.
- صنایع خودروسازی: در تولید مخازن سوخت و لوله‌های انتقال سوخت برای جلوگیری از نشت بخارات هیدروکربنی.
- لوله‌های ساختمانی و صنعتی چندلایه: به‌منظور ممانعت از نفوذ گازها یا مواد شیمیایی در خطوط توزیع گاز و آب.
- صنایع کشاورزی و بسته‌بندی سموم: در تولید بطری‌ها و فیلم‌هایی که نیاز به سدگری بالا در برابر مواد فرار دارند.
ساختار و گریدهای پلی (اتیلن-وینیل الکل) – EVOH
گریدهای مختلف پلی (اتیلن-وینیل الکل) – EVOH بر اساس درصد مولی اتیلن بین ۲۴ تا ۴۴ درصد طبقه‌بندی می‌شوند. گریدهایی با درصد اتیلن پایین‌تر، خواص سدگری بهتری در برابر گازها دارند اما فرآیندپذیری دشوارتری دارند. در مقابل، گریدهایی با درصد اتیلن بالاتر از فرآیندپذیری بهتری برخوردار هستند. دو گرید پرکاربرد در صنعت، گریدهای ۳۲ و ۴۴ درصدی هستند که تعادل مناسبی میان خواص فیزیکی و فرآیندپذیری ایجاد می‌کنند.
جمع‌بندی
پلی (اتیلن-وینیل الکل) – EVOH به عنوان یک پلیمر مهندسی با عملکرد سدگری بالا، در طیف وسیعی از صنایع از جمله بسته‌بندی مواد غذایی، دارویی، آرایشی، کشاورزی، ساختمانی و خودروسازی کاربرد دارد. خواص برجسته این ماده نظیر مقاومت در برابر نفوذ گازها، حلال‌ها، شرایط محیطی و حرارتی، در کنار قابلیت فرآیندپذیری بالا، آن را به یکی از ارزشمندترین پلیمرهای چندلایه در بازار جهانی تبدیل کرده است. با توجه به روند فزاینده تقاضا برای افزایش عمر مفید محصولات و بهبود کیفیت بسته‌بندی‌ها، پیش‌بینی می‌شود نقش این پلیمر مهندسی در آینده صنعت پلیمر بیش از پیش پررنگ شود.
