روش های جداسازی پلیمر از فیلترهای فلزی

از آنجایی که در فرآیندهای شیمیایی و پلیمری، از فلزات و ساختار و تجهیزات فیلتری معین و مشخص استفاده می شود و به دلیل مقاومت بالای آن ها در برابر فشار، درجه حرارت و خوردگی از ارزش و بهای بالایی برخوردار است.

از آنجایی که چنین تجهیزاتی از قیمت بالایی برخوردارند و استفاده و مصرف دوباره آن ها اجتناب نا پذیر است نیاز به پلیمر زدایی یک ضرورت محسوب می شود.

روش های انتخابی پلیمرزدایی نه تنها بستگی به خود پلیمر دارد بلکه به ساختار تجهیزات و متالورژی (فلزی) آن ها  نیز بستگی دراد.

در فرایند تمیز کردن به وسیله مواد شیمیایی، واکنش فلزات و استحکام مواد شیمیایی  آن ها نیزمی بایست مورد توجه و ملاحظه قرار گیرند. لذا در صورتی که طی فرایند تمیزکاری با مواد شیمیایی از درجه  حرارت بالا استفاده شود محدودیت های مربوط به درجه حرارت در محیط های اتمسفری مهم تلقی می شوند. به دلیل مخارج بالا و آسیب های احتمالی به این قسمت ها و فیلتر، می بایست حتی در انتخاب روش جدا سازی پلیمر مراقبت های ویژه ای صورت گیرد.

واژه پلیمر به شکلی از ماده گفته می شود که از طریق پیوند میان یک یا چند نوع اتم و یا گروهی از اتم ها به ترتیبی خاص که اغلب از پیوندهای کوالانت شکل گرفته اطلاق می شود.

روش و نوع اتصال مولکول ها یا بهتر بگوییم مولکول های ساده ساختار آن را به چند ملکولی تغییر داده است؛ همین امر سبب بروز تغییرات مثبت در خواص آن شده است.

زمانی که فرمول ساخته و پلیمرها تولید شد مورد آزمایش و سنجش قرار می گیرند.

جدا سازی پلیمرها از فیلترها و یا قسمت های مختلف آن با مشکلات مختلفی همراه است.

فهم مکانیزم واکنشی پلیمریزاسیون، در تعیین اینکه چگونه می توان به صورت  ایمن پلیمر را از ساختار پلیمری اش جدا ساخت مهم است. از آنجایی که بیشتر پلیمرهای به کار گرفته شده در ساخت پلاستیک ها استفاده می شوند و در آب یا دیگر حلال ها غیر قابل حل هستند ممکن است به شکستن پلیمر نیاز باشد.

تجزیه پلیمریزاسیون یا شکستن پلیمر منجر به شکسته شدن زنجیر پلیمر به واحد های کوچکتر مانند مونومر ودیمرو و … می شود که ممکن است  در مواد تمیز کننده حل نشوند و یا با مواد  تمیز کننده واکنش نشان دهند.

در حالت های دیگر، ممکن است حلال ها یا محلول هایی که بتوانند پلیمر یا واحدهای کوچکتر آن راجدا سازند مناسب نباشند. در این حالت ، درجه حرارت بالا یا روش ذوب ممکن است مورد نیاز باشد.

برای مثال واکنش های پلیمریزاسیون عمومی در معادله ۱ را ملاحظه کنید:

معادله ۱: واکنش تراکمی نمونه یا شاخص:

HOOC-R1-COOH+HO-R2-OH→[~O-R¹-OOC-R²-CO~]n+(n+1)H2O

معادله۲: واکنش افزایشی نمونه یا شاخص:

nCH2=CH2→[-CHR¹-CHR²~]n

R  یک گروه ارگانیک یا غیر ارگانیک را نشان می دهد.

در زنجیر های پلیمری مانند واکنش یا معادله ۱، زنجیر عموماً تحت واکنش های هیدرولیز قرار می گیرد که به موجب آن ممکن است زنجیر پلیمری توسط ترکیبات هیدروکسیل شده در موقعیت های Acyil یا کربن کربونیل مورد تهاجم قرار گیرد.

گلایکولها در بین حلال های ارگانیک به طور معمول برای چنین پلیمرهایی استفاده می شوند. در برخی حالت ها با توجه به  استحکام پیوندهای اطراف کربونیل، بخار یا محلول های آبکی اسیدها و بازها ممکن است مورد استفاده قرار گیرند.

تکنولوژی DEECOM تکنولوژی دیگری در خصوص روش های شیمیایی است که برای جدا ساختن پلیمر، از انرژی غیرفشرده مکانیکی همراه با عمل هیدرولیز استفاده می کند. درجه هیدرولیز در طول فرآیند DEECOM بستگی به پارامترهای عملیاتی دارد، مثال های آن پلی استر، نایلون ۶  و پلی کربنات هستند.

در خصوص پلیمرهایی که در معادله ۲ حضور دارند، از حلال هایی تنظیم شده ای با استفاده از EPA حلالهایی مانند حلال های آروماتیک یا هالوژن دار استفاده می کنند که ممکن است مورد نیاز باشند. از انبار کردن یا ذخیره کردن آن ها بپرهیزید. از این حلال ها در فرآیندها به طور شاخص استفاده می شود..

سیستم های تمیز کردن حرارتی تحت خلا مانند vacuclean R و آون های انتقالی یا اصطلاحاً جا به جا شده (آون های انتقال حرارت به کمک مجاور سازی دو فاز یا جسم با اختلاف دمایی زیاد) مانند steelman و محصولات کنترل آلودگی، روش هایی مجزا برای کنترل اکسیژن فراهم می کنند به گونه ای که برای ایمنی هر قسمت یا فیلتر که در حال انجام این فرآیند است، مورد نیاز می باشد. به طور مثال می توان به پلی اتیلن، پلی استیرن و پلی تترا فلوئورو اتان اشاره کرد.

روش و میزان مشکل در جداسازی پلیمرها از فیلتر فلزی می تواند توسط پارامتر های زیر موثر واقع شود:

• انواع و مکان های گروه های فعال
• انواع و محل های گروه های الکیل
• ساختار زنجیر پلیمری (مانند خطی، شاخه ای، پیوند جانبی و غیره)

به دلیل آنکه بسیاری از پلیمرها از ترکیب انواع پلیمرها حاصل شده اند، مسلما روش های جدا سازی آن ها لازم و ضروری به نظر میرسد.

نکته اصلی که می بایست مورد ملاحظه قرار گیرد این است که روش جدا سازی پلیمر نمی بایست  به فیلتر یا  قسمت های دیگر آن آسیب و صدمه برساند.

از آنجایی که روش جدا سازی پلیمر به خصوصیات هر دو آیتم های متالورژی (فلزی) یا ساختار فیلتر و پلیمر (قبل از توسعه یک روش جدا سازی پلیمر) بستگی دارد چند مورد می بایست مورد ملاحظه قرار گیرد:

۱: خصوصیات  فلز یا قسمت های فلزی و نوع فیلتر

ترکیب: برای تمیز کردن قسمت هایی از فیلتر فلزی ماده یک قسمت می توان از ماده ازنوع ضد زنگ، آلیاژ exotic یا استیل کربن مواد شیمیایی استفاده کرد.

محدودیت های درجه حرارت: برخی فلزات محدودیت های درجه حرارت دارند و در صورتی که حرارت بیش از حد افزایش یابد اثرات غیر قابل برگشتی  را بر روی فلز مانند حساسیت زائی ،تغییرات در سختی و شاید حتی ذوب شدن ایجاد می کند.

۲: خصوصیات پلیمر:

خصوصیات فیزیکی: قابلیت حل شدن، پارامترهای ذوب شدن، خصوصیات جریان حرارتی، واکنش نسبت به ماوراء صوت، Brushing، و دیگر اشکال فیزیکی جدا سازی.

خصوصیات شیمیایی: فعالیت شیمیایی، واکنشی است که در برابر حرارت تحت اتمسفر خلاف موقعیت های خلاء انجام میپذیرد.

باید توجه داشته باشیم که برحسب فرآیندهای شکسته شدن پلیمریزاسیون، فیلتر مخصوص با قسمت پلیمری آن می بایست به شکل انفرادی یا تک به تک مورد توجه قرار گیرند.

در جدول، مقایسه انواع تجزیه پلیمریزاسیون را به صورت کمی و کیفی و نه به شکل عام و یا یک فرآیند مخصوص مورد توجه قرارداده است.

جدول : مقایسه روش های مربوط به تجزیه در پلیمریزاسیون

بطور خلاصه برای چرخش دوباره یا استفاده مجدد از فیلترهای فلزی گران قیمت؛ نخستین گام، جدا سازی پلیمر یا اکثر مواد آلاینده است. چگونگی انجام آن ها می تواند بر روی طول عمر و اجزاء کامل فیلتر تاثیر بگذارد.

فاکتورهای اصلی در انتخاب فرآیند تجزیه پلیمریزاسیون فیلتر ها و پلیمر ها و به منظور جداسازی دقیق و تاثیر گذار پلیمر لازم  و موثر هستند؛ عبارتند از:

• ادراک شیمی پلیمر در انجام جدا سازی پلیمر و ساخت و محدود ساختن فیلتر مدیا
• گسترش فرآیندی که در آن پلیمر را بدون آسیب یا تخریب از فیلتر جدا می سازد.
• کنترل موقعیت های فرآیند در طول پلیمرزدایی.

ترجمه : میترا راکیان

منبع : شماره ۳۰ مجله کهن

————————————————————————————

این مطلب را نیز بخوانید
پیشنهاد سردبیر : الیاف مصنوعی یا الیاف بشر ساخت چیست ؟ 

————————————————————————————
تحریریه مجله نساجی کهن
ارسال مقالات و ترجمه جهت انتشار در سایت : info@kohanjournal.com