سفارش طرح توجیهی
ایده هاایده های صنعتی

طرح توجیهی تولید پلاستوفوم

معرفی پلاستوفوم

نام محصول مورد مطالعه پلاستوفوم و کد آیسیک این محصول ٢۵٢٠١٧١٣ می باشد. پلی استایرن در رابر اکسید کننده های قوی ناپایدار است و در اکثر حلالهای آلی بجز هیدروکربنهای آلیفاتیک و الکل ها حل میشود. مواد حاصل از اشتعال پلی استایرن برای چشم بسیار مضر است.

ساختمان پلیاستایرن Polystyrene عاری از گروه هائی با خواص قطبی است، بدین جهت این پلاستیک بصورت یک عایق الکتریسیته عمل مینماید. این کیفیت با تغییر درجه حرارت و فرکانس کاهش نمییابد. به دلیل غیر قطبی بودن پلیاستایرن، این ماده در مقابل محلولهای رقیق اسیدی و بازی بخوبی مقاومت می نماید. ولی در مقابل حلالهای کلرینه و حلقوی آسیبپذیر است.

اشیاء ساخته شده از پلیاستایرن در مدتی محدود تا ٩٠ درجه سانتیگراد بدون تغییر شکل باقی میمانند، ولی چنانچه حرارت برای مدتی طولانی وارد شود نبایستی از ٨۵-٨٠ درجه تجاوز نمود، بدین جهت میتوان از آن بعنوان ظروف حمل مایعات گرم استفاده نمود. پلی استایرن در مقابل حرارت مستقیم و بالا قابل اشتعال بوده و در برخی کاربردها بایستی مواد ضد اشتعال به آن افزوده گردد.

از لحاظ بهداشتی پلی استایرن یک از بی ضررترین پلاستیکها بشمار میرود. مضافاً نظر با اینکه پلیمر استایرن از خلوص زیادی برخوردار بوده و حاوی مقدار ناچیزی مونومر استایرن و اتیل بنزن میباشد، ظروف و بسته بندی پلی استایرن برای مواد غذائی کاملاً مورد تائید قرار گرفته است.

انواع پلی استایرن

پلی استایرن ها در کل به چهار دسته تقسیم می شوند که هر کدام از آن ها کاربرد های خاص خود را دارند:

  • GPPS یا پلی استایرن معمولی
  • HIPS یا پلی استایرن مقاوم
  • EPS یا پلی استایرن انبساطی
  • XPS یا پلی استایرن اکسترود شده

موارد مصرف و کاربرد پلاستوفوم

پلی استایرن از رزینهای ترموپلاستیکی است که به خاطر قیمـت نـسبی پـایین و شـکل دهـی آسـان، محصولات آن در بسیاری از زمینه ها به کار میرود. از جمله موارد مصرف پلی استایرن میتوان به کـاربرد آن در ساخت ظروف یکبار مصرف، بسته بندی مواد، اسـباب بـازی و ظـروف آشـپزخانه اشـاره کـرد. ایـن مـاده همچنین در صنایع الکترونیک کاربرد زیادی دارد.

میزان و زمینه مصرف پلی استایرن جهان در زمینه های مختلف
نوع مصرفدرصد مصرف
مواد بسته بندی34%
ساخت وسایل پر مصرف12%
صنایع الکترونیک9%
ساختمان سازی،مبلمان و وسایل خانه15%
موارد دیگر30%

موارد مصرف پلی استایرن در زمینه های مختلف به قرار زیر است:

  1. مواد بسته بندی و ظروف یکبار مصرف
    پلی استایرن در ساخت وسایلی که برای نگهداری مواد غذایی استفاده می شود، بخصوص ظروف یکبار مصرف کاربردهای زیادی دارد.

    پلاستوفوم ها با توجه به وجود سلولهای نامنظم هوا در ساختمان آنها، بسیار شکیل بوده و یکی از بهترین ضربه گیرها محسوب میشوند. به علت قابلیت بالای جذب ضربه این فوم، وسایلی مانند شیشه ها و بلور آلات ترد و شکننده، کریستال ها، لوازم و دستگاههای صوتی و تصویری، تلویزیون، ویدئو، پرینتر، دوربین های عکاسی و فیلمبرداری و قطعات دقیق صنعتی در بسته های پلاستوفوم بسته بندی می شوند.

    کاربرد پلاستوفوم در بسته بندی

    علاوه بر موارد ذکر شده به دلیل داشتن خواص مطلوب، در صادرات میوه هایی که قابل بسته بندی با این فوم هستند از جمله: پرتقال، نارنگی، لیمو، انگور، سیب،گلابی، به، هلو، کیوی، خربزه و هندوانه جهت بسته بندی از پلاستوفوم استفاده می شود.

  2. ساخت وسایل پرمصرف
    در این بخش از پلی استایرن در ساخت وسایل پرمصرف آزمایشگاههای موسسات تحقیقاتی پزشکی و داروسازی مانند لوازم کشت بافتهای زنده برای مطالعات میکروسکوپی، همچنین برای ساخت وسایل ورزشی و تفریحی مثل لوازم ماهیگیری و وسایل منزل استفاده های زیادی می شود. لازم به ذکر است که عمده قطعات تهیه شده در این بخش به روش قالبگیری تزریقی تهیه میشوند.

    کاربرد پلاستوفوم در بسته بندی دارو

  3. ساختمان سازی و وسایل خانه
    در ساختمان سازی از پلی استایرن عمدتاً برای ساخت قطعات در و پنجره استفاده میشود. عمده پلی استایرنی که در این بخش مصرف میشود به صورت ورقه است و با روشهای تزریقی شکل دهی میشود. در این بخش پلی استایرن مصرفی غالبا از نوع پلی استایرن قابل انبساط است. لازم به ذکر است که قیمت ورقه های پلی استایرن تولیدی متأثر از عواملی مثل میزان جذب رطوبت، دانسیته ورقه ها و شرایط نصب است.

    کاربرد پلاستوفوم در ساختمان سازی

مطلب مرتبط: طرح توجیهی تولید سقف کاذب (یونوبلوک)

اهمیت استراتژیکی پلاستوفوم

پلاستوفوم ها دارای اهمیت فوق العاده ای در دنیای امروز هستند، بدین معنی که این محصول با توجه به اهمیت بسته بندی از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است. همچنین این محصول با توجه به اینکه سبک می باشد از این حیث نیز برای بسته بندی مناسب تر از بقیه محصولات مشابه مورد استفاده در بسته بندی می باشد.

کشورهای عمده تولید کننده و مصرف کننده پلاستوفوم

پلاستوفوم در فرآیند کاملاً فیزیکی تولید می شود و محصولی سبک است. از اینرو، واحدهای صنعتی در مناطقی احداث می شوند که به مراکز مصرف نزدیک باشند. به همین دلیل، واردات و صادرات برای این محصول صورت نمیگیرد. همچنین، آمار دقیقی در خصوص ظرفیت، تولید و مصرف پلاستوفوم در مناطق مختلف جهان وجود ندارد. بر پایه اطلاعات موجود برای پلی استایرن انبساطی تنها میتوان روند رو به رشدی را برای کاربرد این محصول در صنایع مختلف خصوصا صنعت بسته بندی متصور دانست.

اکثر کشورهای تولید کننده پلی استایرن انبساطی، تولید کننده این محصول نیز می باشند. کشورهای بزرگ تولید کننده پلی استایرن عبارتند از : آمریکا، چین، آلمان، فرانسه، کره جنوبی، سنگاپور و ژاپن.

در این کشورها به میزان نیاز پلی استایرن انبساطی تبدیل به پلاستوفوم میشود. آمار دقیقی در دست نیست ولی حدود ٢٠ %پلی استایرن انبساطی برای تولید پلاستوفوم استفاده میشود که حدود ۵٠٠ هزار تن در سال می باشد.

سازندگان خارجی و داخلی تولید کننده تجهیزات مورد نیـاز تولید پلاستوفوم

در این بخش برخی از سازندگان خارجی که توانایی ساخت تجهیزات مورد نیـاز را دارنـد معرفـی شـده است. البته غیر از فهرست زیر سازندگان دیگری نیز وجود دارند.

تجهیزات اصلی :

  • مخازن تحت فشار و مخازن و ظروف کوچک ذخیره
    – TOKKI (Japan)
    – OBRINGER (France)
  • ظروف خشک کن ها و ظروف کوچک اتمسفریک
    – ADM (France)
  • راکتورهای ناپیوسته
    – TOKKI (Japan)
    – BSL (France)
  • پمپهای سانتریفیوژ
    – GUINARD KSB (Germany/France)
    – SULZER (Switzerland)
  • پمپهای انتقال دوغاب
    – DELASCO PARIS (France)
  • پمپهای تزریق مواد شیمیایی
    – ARO (USA)
  • دمندههای حمل دانههای پلیمر
    – SIEMENS (Germany)
    – BUHLER MIAG (Germany)
    – EBARA (Japan)
  • مبدل های حرارتی لوله-پوستهای
    – ETS. DELAUNY ET.FILS (France)
    – FOURE LAGADEC (France)
  • مبدلهای حرارتی صفحهای
    – VICARB (France)
    – ALPHA LAVEL (Italy)
  • پکیج چیلر
    – YORK (France)
    – TRANE (France/UK)
  • سانتریفیوژ
    – SIEBTECHNIK (Germany)
  • کوره آشغال سوز
    – PILLARD (France)
  • غربال ها
    – ENGELSMANN (Germany)
    – BOHLER MIAG (Germany)
  • پکیج خشک کن آنی
    – HEIMPEL & BESLER (Germany)
  • پکیج هوای لازم برای خشک کن
    – GOHI-POULENC (France)
    – KOBE STEEL (Japan)
  • بهم زن ها
    – ROBBIN (France)
    – EKATO (Germany)
  • دستگاههای Coating
    – FMW (Germany)
  • بسته بندی و سیستم حمل اکتابین ها
    – FMW
    – HAVER & BOEKER (Germany)
  • سیستم کنترل
    – FISHER (France/USA)
    – HONYWELL (France/USA)
    – YKOGAWA (Japan)

تجهیزات جانبی

  • دیزل ژنراتور
    – GENERAL ELECTRIC (USA)
    – MITSUBISHI ELECTRICS (Japan)
  • کمپرسورهای هوای فشرده
    – ATLAS COPCO (France)
  • پکیج تولید ازت، هوای ابزاردقیق، هوای پروسسی
    – AIR PRODUCT (UK)
    – AIR LIQUID (France)
  • واحد تولید بخار
    – BABKOCK (France)
    – KAWASAKI(Jpana)
  • برج خنک کننده
    – HAMON SPIROGIL (France)
    – DAELIM (Korea)
  • واحد تصفیه آب
    – DEGREMONT (France)
    – BETZ (Italy)

در زیر برخی از سازندگان داخل کشور که توانایی ساخت تجهیزات مورد نیاز را دارند معرفی شده است. البته به غیر از فهرست زیر سازندگان دیگری نیز وجود دارند ولی تنها به ذکر شرکت های مهم و با سابقه اکتفـا شده است.

  • مخازن تحت فشار و مخازن ذخیره :
    – شرکت ماشین سازی اراک
    – شرکت صنایع آذرآب
  • مبدلهای حرارتی :
    – شرکت ماشینسازی اراک
    – شرکت صنایع آذرآب
  • دیگ بخار(نوع Fire Tube ):
    – شرکت ماشینسازی اراک
    – شرکت توسعه صنایع بخار
    – شرکت اسوه
  • لوله :
    – شرکت لولهسازی اهواز
    – شرکت سپنتا
    – شرکت شیرآلات صنعتی سام
  • کمپرسور هوای فشرده :
    – شرکت پارس کمپرسور
    – شرکت هواسان

بررسی اجمالی تکنولوژی و روشهای تولید پلاستوفوم

شرح فرایند تولید :
تولید فوم پلی استایرن منبسط شده شامل سه مرحله است. در مرحله اول، دانه های پلی استایرن حاوی عامل پف زا وارد یک تانک عمودی مجهز به همزن و ورودی بخار می شود. این مرحله را پیش انبساط (Pre-expansion) می نامند و در این مرحله است که دانسیته نهایی فوم تعیین می شود.

دانه های منبسط شده در این مرحله اصطلاحاً، پوف اولیه (Prepuff) نامیده می شوند که حجمشان تا ۴٠ برابر قبل از انبساط افزایش یافته است. این دانه ها در این مرحله تا چندین ساعت در ظروف در باز نگهداشته می شوند تا خلاء ایجاد شده در داخل دانه ها با اتمسفر به تعادل برسد.

تفاوت اندازه دانه های رزین و دانه های منبسط شده ( پرپوف)
تفاوت اندازه دانه های رزین و دانه های منبسط شده ( پرپوف)

بعد از مرحله ثبات فشار، دانههای پف شده اولیه به داخل یک قالب بسته ریخته میشود و مجدداً تحت حرارت بخار قرار میگیرد. در این مرحله، دانه های پف شده اولیه در یکدیگر نفوذ کرده و قطعه یکپارچه ای که به شکل قالب است را ایجاد میکند. فرآیند تولید در شکل زیر دیده میشود.

فرآیند تولید پلاستوفوم
فرآیند تولید پلاستوفوم

بررسی نقاط ضعف و قوت تکنولوژی تولید پلاستوفوم

یکی از مهمترین مشخصههای هر فومی، دانسیته آن میباشد. در فومهای قالبگیری شده با توجه به ثابت بودن حجم قالب، دانسیته مواد به مقدار موادی که به داخل قالب ریخته میشود بستگی دارد. اما در روشهای تولید فوم به روش غیر قالبگیری یا آزاد، پارامترهای مختلف دیگری هم بر دانسیته فوم تأثیر دارند.

یکی از این پارامترها، اندازه و یک دست بودن ساختمان سلولهای فوم میباشد که این امر توسط راندمان اختلاط و هسته گذاری در مخلوط فوم کنترل میشود. سلولهای کوچکتر دارای دیواره های نازکتری بوده، بطوریکه براحتی شکسته شده و به سلولهای بزرگتر تبدیل میشوند و فومهای با دانسیته بالا ایجاد می نمایند. در صورتیکه هوای اضافی در مخلوط کن وجود داشته باشد، ساختمانهای سلولی ناهمگون به وجود آمده، در نتیجه گازهای عوامل پفزا در مقایسه با فوم های با ساختمان سلولی یکدست، براحتی از فوم خارج میشوند.

درجه حرارت مواد اولیه از دیگر پارامترهای مؤثر بر دانسیته فومها میباشد. این دما بر سرعت فوم شدن، سرعت پلیمریزاسیون و درجه حرارت نهایی واکنش مؤثر است. علاوه بر آن اختلاط و هسته گذاری در مخلوط فوم تحت تأثیر درجه حرارت مواد بر ساختمان فوم است. بطور کلی میتوان اینطور نتیجه گرفت که درجه حرارت بالای مواد اولیه باعث ایجاد فوم نسبتاٌ دانسیته پائین با کمی زبری میشود.

ظرفیت تولید نیز از دو طریق بر روی دانسیته فوم مؤثر است. فوم های تولیدی توسط ماشینهای کوچک نسبت به فوم های تولیدی توسط ماشینهای بزرگتر دارای توزیع دانسیته پهنتری هستند، بطوریکه در این فومها دانسیته مرکز فوم نسبت به دانسیته متوسط فوم از اختلاط بیشتری برخوردار است. از طرف دیگر بلوکهای فوم تولیدی بزرگ (مرتفع)، در ارتفاع فوم دارای تغییرات دانسیته بیشتری میباشند، به عبارت دیگر دانسیته از کف فوم تا سطح فوم تغییرات محسوسی دارد، همین مسئله حداکثر اندازه مفید فوم تولیدی را محدود مینماید.

تنظیم همزمان سرعت ژل شدن و سرعت رشد فوم نیز بسیار مهم است. کوچکترین تغییرات در موازنه این سرعتها، تأثیر بسزایی هم در دانسیته و هم نفوذپذیری فوم های نرم دارد. سرعت بالای ژل شدن ناشی از فعالیت پلی ال، گرم بودن مواد اولیه، حضور بقایای کاتالیزورهای نمکهای فلزی و یا استفاده از مقادیر بیشتر کاتالیزور، فوم هایی با دانسیته کم، نفوذ پذیری کمتر در برابر هوا و رزیلیانس بر جهندگی (rebound resilience) پائین تر میدهد.

تغییرات فشار جو نیز بر روی دانسیته فوم مؤثر است. دانسیته یک فوم با فرمولاسیون معین، رابطه مستقیمی با فشار جو در لحظه تولید دارد. این تغییرات جو میتواند در اثر تغییرات شرایط آب و هوایی و یا تعویض فصول ایجاد شود. مثلاً در بعضی از کارخانه ها تحت تأثیر تغییرات جو، علی رغم استفاده از یک فرمولاسیون یکسان، کاهش ٣٠ درصدی در دانسیته مشاهده شده است.

تکنولوژی شرح داده شده در این پروژه کلیه نکات ذکر شده در بالا را در برمی گیرد و هیچ عیب و ایراد خاصی ندارد.

User Rating: Be the first one !
به این مطلب امتیاز دهید:
رای/5
گرد آورنده
ایـ توجیهی
برچسب ها
دانلود رایگان طرح توجیهی

نوشته های مشابه

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
بستن
بستن