مدل‌هایی برای بهبود فرایندپذیری بسپارهای بازیافتی
گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ ایران پلیمر پژوهشگران دانشگاه فناوری آیندهوون دریافتند که فرایندپذیری انواع جدیدی از پلاستیک‌های بازیافتی با نام vitrimer از دما و چگالی متاثر می‌شود. چنین بینش‌هایی می‌بایست بیش از هر چیز بر تولید داشبورد خودرو از پلاستیک‌های بازیافتی تاثیرگذار باشد.
پلاستیک‌ها موادی هستند که به بازیافت دشوار شهرت دارند و بنابراین به لحاظ زیست‌محیطی دوستدار محیط زیست نیستند. با این حال این مسئله عمدتا مربوط به پلاستیک‌های سخت یا گرماسخت‌هایی مانند توپ‌های بیلیارد یا داشبوردهای خودرو است. گروه دیگری از پلاستیک‌ها (گرمانرم‌ها) که محصولاتی مانند در لیوان قهوه، اسباب‌بازی و … از آن‌ها تولید می‌شود، راحت‌تر بازیافت می‌شوند اما متاسفانه استحکام زیادی ندارند. در سال 2011 گروه جدیدی از پلاستیک‌ها با نام vitrimerها توسعه داده شدند که به اندازه پلاستیک‌های سخت مستحکم و قابل بازیافت هستند.
علی‌رغم اینکه بسپارهای vitrimer عملکرد خوبی نشان دادند، هنوز راه بسیار دوری تا تجاری‌سازی آن‌ها داریم. برای دستیابی به این سطح، تولیدکنندگان باید بدانند چگونه خواص مورد نیاز را در این مواد ایجاد کنند تا در تولید محصولات مورد نظر قابل استفاده باشند. با این حال دانشمندان همچنان اطلاع دقیقی از چگونگی کارکرد این ماده ندارند.
Janssen فیزیکدان و محقق، Ciarella دانشجوی دکتری و Biezemans دانشجوی کارشناسی دانشگاه آیندهوون یک مدل کامپیوتری ارائه کردند که نشان می‌دهد چگونه دما و چگالی بر بسپارهای vitrimer تاثیرگذار است. Janssen می‌گوید: «اکنون که ما درک بهتری از ترکیب فیزیکی مواد داریم، امیدواریم که پلاستیک‌های قابل بازیافت برای صنعت تولید کنیم».
این مدل نشان می‌دهد که شکنندگی vitrimerها در فرایندپذیری آن‌ها در کارخانه قطعی است. Ciarella می‌گوید: «شکنندگی نرخی است که در آن ماده از حالت جامد به مایع (مذاب) در می‌آید و بالعکس (انجماد). هر چه شکنندگی پایین‌تر باشد، فرآوری پلاستیک ساده‌تر است و بنابراین مواد بهتر بازیافت می‌شوند».
این مدل علاوه بر درک این شکنندگی و پیش‌بینی اینکه چه تاثیری خواهد داشت، می‌تواند شکنندگی را نیز تنظیم کند. به این ترتیب در آینده تولیدکنندگان قادر خواهند بود که رفتار مطلوب را ایجاد کنند.
برای توضیح این اثر، ما باید خواص فیزیکی هر سه نوع پلاستیک را دقیق‌تر بررسی کنیم. پلاستیک‌ها از رشته‌های بلندی تشکیل شدند و گرماسخت‌ها به واسطه پیوندهای بسیاری که میان این رشته‌ها وجود دارد، سخت‌ترند. این مسئله بازیافت ضعیف را توضیح می‌دهد. گرمایش سبب می‌شود این پیوندها به صورت برگشت‌ناپذیری بشکنند. گرماسخت‌ها چنین پیوندهایی ندارند و بنابراین به راحتی با افزایش دما تغییر شکل می‌دهند اما از طرفی این مسئله سبب استحکام کمتر است.
Ciarella می‌گوید: « مسئله جالبی که درباره بسپارهای vitrimer وجود دارد این است که این مواد پیوندهای زیادی دارند اما زمانی که در معرض گرما قرار می‌گیرند، این پیوندها می‌توانند میان رشته‌های مختلف جابه‌جا شوند. در دمای اتاق این مواد مشابه یک گرماسخت با همان استحکام رفتار می‌کنند. اما زمانی که در معرض گرما قرار می‌گیرند به راحتی قابل تغییر شکل هستند و در حالت مذاب کیفیت خود را حفظ می‌کنند.
