روش های جداسازی پلیمر از فیلترهای فلزی

9 می 2016

خواندن این مطلب 5 دقیقه زمان میبرد

از آنجايي که در فرآيندهاي شيميايي و پليمري، از فلزات و ساختار و تجهيزات فيلتري معين و مشخص استفاده مي شود و به دليل مقاومت بالاي آن ها در برابر فشار، درجه حرارت و خوردگي از ارزش و بهاي بالايي برخوردار است.

از آنجايي که چنين تجهيزاتي از قيمت بالايي برخوردارند و استفاده و مصرف دوباره آن ها اجتناب نا پذير است نياز به پليمر زدايي يک ضرورت محسوب مي شود.

روش هاي انتخابي پليمرزدايي نه تنها بستگي به خود پليمر دارد بلکه به ساختار تجهيزات و متالورژي (فلزي) آن ها نيز بستگي دراد.

در فرايند تميز کردن به وسيله مواد شيميايي، واکنش فلزات و استحکام مواد شيميايي آن ها نيزمي بايست مورد توجه و ملاحظه قرار گيرند. لذا در صورتي که طي فرايند تميزکاري با مواد شيميايي از درجه حرارت بالا استفاده شود محدوديت هاي مربوط به درجه حرارت در محيط هاي اتمسفري مهم تلقي مي شوند. به دليل مخارج بالا و آسيب هاي احتمالي به اين قسمت ها و فيلتر، مي بايست حتي در انتخاب روش جدا سازي پليمر مراقبت هاي ويژه اي صورت گيرد.

واژه پليمر به شکلي از ماده گفته مي شود که از طريق پيوند ميان يک يا چند نوع اتم و يا گروهي از اتم ها به ترتيبي خاص که اغلب از پيوندهاي کوالانت شکل گرفته اطلاق مي شود.

روش و نوع اتصال مولکول ها يا بهتر بگوييم مولکول هاي ساده ساختار آن را به چند ملکولي تغيير داده است؛ همين امر سبب بروز تغييرات مثبت در خواص آن شده است.

زماني که فرمول ساخته و پليمرها توليد شد مورد آزمايش و سنجش قرار مي گيرند.

جدا سازي پليمرها از فيلترها و يا قسمت هاي مختلف آن با مشکلات مختلفي همراه است.

فهم مکانيزم واکنشي پليمريزاسيون، در تعيين اينکه چگونه مي توان به صورت ايمن پليمر را از ساختار پليمري اش جدا ساخت مهم است. از آنجايي که بيشتر پليمرهاي به کار گرفته شده در ساخت پلاستيک ها استفاده مي شوند و در آب يا ديگر حلال ها غير قابل حل هستند ممکن است به شکستن پليمر نياز باشد.

تجزيه پليمريزاسيون يا شکستن پليمر منجر به شکسته شدن زنجير پليمر به واحد هاي کوچکتر مانند مونومر وديمرو و … مي شود که ممکن است در مواد تميز کننده حل نشوند و يا با مواد تميز کننده واکنش نشان دهند.

در حالت هاي ديگر، ممکن است حلال ها يا محلول هايي که بتوانند پليمر يا واحدهاي کوچکتر آن راجدا سازند مناسب نباشند. در اين حالت ، درجه حرارت بالا يا روش ذوب ممکن است مورد نياز باشد.

براي مثال واکنش هاي پليمريزاسيون عمومي در معادله 1 را ملاحظه کنيد:

معادله 1: واکنش تراکمي نمونه يا شاخص:

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

معادله2: واکنش افزايشي نمونه يا شاخص:

nCH2=CH2→[-CHR¹-CHR²~]n

R يک گروه ارگانيک يا غير ارگانيک را نشان مي دهد.

در زنجير هاي پليمري مانند واکنش يا معادله 1، زنجير عموماً تحت واکنش هاي هيدروليز قرار مي گيرد که به موجب آن ممکن است زنجير پليمري توسط ترکيبات هيدروکسيل شده در موقعيت هاي Acyil يا کربن کربونيل مورد تهاجم قرار گيرد.

گلايکولها در بين حلال هاي ارگانيک به طور معمول براي چنين پليمرهايي استفاده مي شوند. در برخي حالت ها با توجه به استحکام پيوندهاي اطراف کربونيل، بخار يا محلول هاي آبکي اسيدها و بازها ممکن است مورد استفاده قرار گيرند.

تکنولوژي DEECOM تکنولوژي ديگري در خصوص روش هاي شيميايي است که براي جدا ساختن پليمر، از انرژي غيرفشرده مکانيکي همراه با عمل هيدروليز استفاده مي کند. درجه هيدروليز در طول فرآيند DEECOM بستگي به پارامترهاي عملياتي دارد، مثال هاي آن پلي استر، نايلون 6 و پلي کربنات هستند.

در خصوص پليمرهايي که در معادله 2 حضور دارند، از حلال هايي تنظيم شده اي با استفاده از EPA حلالهايي مانند حلال هاي آروماتيک يا هالوژن دار استفاده مي کنند که ممکن است مورد نياز باشند. از انبار کردن يا ذخيره کردن آن ها بپرهيزيد. از اين حلال ها در فرآيندها به طور شاخص استفاده مي شود..

سيستم هاي تميز کردن حرارتي تحت خلا مانند vacuclean R و آون هاي انتقالي يا اصطلاحاً جا به جا شده (آون هاي انتقال حرارت به کمک مجاور سازي دو فاز يا جسم با اختلاف دمايي زياد) مانند steelman و محصولات کنترل آلودگي، روش هايي مجزا براي کنترل اکسيژن فراهم مي کنند به گونه اي که براي ايمني هر قسمت يا فيلتر که در حال انجام اين فرآيند است، مورد نياز مي باشد. به طور مثال مي توان به پلي اتيلن، پلي استيرن و پلي تترا فلوئورو اتان اشاره کرد.

روش و ميزان مشکل در جداسازي پليمرها از فيلتر فلزي مي تواند توسط پارامتر هاي زير موثر واقع شود:

• انواع و مکان هاي گروه هاي فعال
• انواع و محل هاي گروه هاي الکيل
• ساختار زنجير پليمري (مانند خطي، شاخه اي، پيوند جانبي و غيره)

به دليل آنکه بسياري از پليمرها از ترکيب انواع پليمرها حاصل شده اند، مسلما روش هاي جدا سازي آن ها لازم و ضروري به نظر ميرسد.

نکته اصلي که مي بايست مورد ملاحظه قرار گيرد اين است که روش جدا سازي پليمر نمي بايست به فيلتر يا قسمت هاي ديگر آن آسيب و صدمه برساند.

از آنجايي که روش جدا سازي پليمر به خصوصيات هر دو آيتم هاي متالورژي (فلزي) يا ساختار فيلتر و پليمر (قبل از توسعه يک روش جدا سازي پليمر) بستگي دارد چند مورد مي بايست مورد ملاحظه قرار گيرد:

1: خصوصيات فلز يا قسمت هاي فلزي و نوع فيلتر

ترکيب: براي تميز کردن قسمت هايي از فيلتر فلزي ماده يک قسمت مي توان از ماده ازنوع ضد زنگ، آلياژ exotic يا استيل کربن مواد شيميايي استفاده کرد.

محدوديت هاي درجه حرارت: برخي فلزات محدوديت هاي درجه حرارت دارند و در صورتي که حرارت بيش از حد افزايش يابد اثرات غير قابل برگشتي را بر روي فلز مانند حساسيت زائي ،تغييرات در سختي و شايد حتي ذوب شدن ايجاد مي کند.

2: خصوصيات پليمر:

خصوصيات فيزيکي: قابليت حل شدن، پارامترهاي ذوب شدن، خصوصيات جريان حرارتي، واکنش نسبت به ماوراء صوت، Brushing، و ديگر اشکال فيزيکي جدا سازي.

خصوصيات شيميايي: فعاليت شيميايي، واکنشي است که در برابر حرارت تحت اتمسفر خلاف موقعيت هاي خلاء انجام ميپذيرد.

بايد توجه داشته باشيم که برحسب فرآيندهاي شکسته شدن پليمريزاسيون، فيلتر مخصوص با قسمت پليمري آن مي بايست به شکل انفرادي يا تک به تک مورد توجه قرار گيرند.

در جدول، مقايسه انواع تجزيه پليمريزاسيون را به صورت کمي و کيفي و نه به شکل عام و يا يک فرآيند مخصوص مورد توجه قرارداده است.

جدول : مقایسه روش های مربوط به تجزیه در پلیمریزاسیون

بطور خلاصه براي چرخش دوباره يا استفاده مجدد از فيلترهاي فلزي گران قيمت؛ نخستين گام، جدا سازي پليمر يا اکثر مواد آلاينده است. چگونگي انجام آن ها مي تواند بر روي طول عمر و اجزاء کامل فيلتر تاثير بگذارد.

فاکتورهاي اصلي در انتخاب فرآيند تجزيه پليمريزاسيون فيلتر ها و پليمر ها و به منظور جداسازي دقيق و تاثير گذار پليمر لازم و موثر هستند؛ عبارتند از:

• ادراک شيمي پليمر در انجام جدا سازي پليمر و ساخت و محدود ساختن فيلتر مديا
• گسترش فرآيندي که در آن پليمر را بدون آسيب يا تخريب از فيلتر جدا مي سازد.
• کنترل موقعيت هاي فرآيند در طول پليمرزدايي.

ترجمه : میترا راکیان

منبع : شماره 30 مجله کهن

————————————————————————————