بخش قبلی در مورد فوم های پلیمری و عوامل فوم زا ( لینک زیر) به صورت مختصر صحبت کرد. باید اعتراف کرد که فوم های پلیمری محصولات بسیار پیچیده ای هستند و نکات بسیاری در مورد انتخاب مواد اولیه و شرایط فرایند تولید آن ها وجود دارد که تنها مهندسین حرفه ای و با تجربه از پس آن ها بر می آیند. اما این مقاله تصمیم دارد مقدمه را کوتاه کند و ما را با نسل نوینی از عوامل فوم زا آشنا کند که ساختارهای فومی بی مانندی را در شرایط تولید ساده و قابل کنترل ایجاد می کنند. این عوامل فوم زای نوین میکرواسفر نام دارند.
ایجاد ساختارهای بی نظیر در پلیمرها به کمک عامل فوم زا
میکرواسفر یا میکرو کپسول، ساختار هسته – پوسته ای است که به کمک آن یک مایع فرار هیدروکربنی توسط یک پوسته ترموپلاستیکی پوشش داده شده است. مایع هیدروکربنی دمای جوش پایینی دارد و در حین فرایند شکل دهی با ذوب شدن پوسته ترموپلاستیکی، تبخیر می شود و با فشار ایجاد شده حجم چندین برابری نسبت به حالت اولیه ایجاد شده و ساختار فومی ایجاد می شود. یکی از دغدغه های مهندسین فرایند در تولید فوم های پلیمری، استحکام مذاب پلیمر است. در واقع در مرحله ایجاد سل های فوم، چنانچه استحکام مذاب پلیمر پایین باشد، ساختار فوم به خوبی شکل نمی گیرد. دغدغه دیگر در تولید فوم ها، دستیابی به ساختارهای فومی سلول بسته است. هر چند فوم های سلول باز نیز کاربرد زیادی دارند، اما در کاربردهای مهندسی این فوم های سلول بسته هستند که خواص ارتجاعی و ضربه پذیری بی نظیری را ایجاد می کنند و آن را برای مدت زمان طولانی حفظ می کنند. فناوری میکرواسفر بر خلاف دیگر روش های ایجاد فوم، بسیار کنترل شده است و حتی در پلیمرهای با استحکام مذاب کم نیز می تواند فوم های یکنواخت با ساختار سلول بسته را ایجاد کند.
یکی دیگر از مزیت های میکرواسفرها، امکان تبدیل آن ها به مستربچ های پلیمری است. این ویژگی باعث می شود افزودن این عوامل به پلیمر بدون آلودگی محیطی، با پخش یکنواخت تر و با حداکثر دقت در خوراک دهی انجام شود. معمولا میکرواسفرها به کمک پلیمرهایی مانند EVA و PE مستربچ می شوند. انواع پلیمرها از جمله PE, PP, PVC, PET, TPU, TPE, TPV, PA, PC, PBT، همچنین رزین هایی مانند اپوکسی و فنولیک و نهایتا رابرهایی چون EPDM, NR, SBR می توانند به کمک میکرواسفرها به فوم هایی با ساختار سلول بسته، با سطحی کاملا نرم و یکنواخت تبدیل شوند.
علاوه بر مزایای ذکر شده، میکرواسفرها در مقایسه با عوامل فوم زای عادی، درصد استفاده کمتری نیز دارند. در حین انتخاب مستربچ میکرواسفر بایستی به درصد میکرواسفر موجود در مستربچ، نوع پایه مستربچ، دمای آغاز انبساط میکرواسفر و همچنین حداکثر دمای شکل دهی آن و در نهایت به چگالی میکرواسفر پس از انبساط دقت کرد. امروزه میکرواسفرها در تولید کامپوزیت های چوب – پلاستیک، کاغذ دیواری های سه بعدی، ضربه گیرها، چسب و درزگیرها، روکش های کابل، چرم مصنوعی و زیره کفش کاربرد پیدا کرده اند.
