مشکل بو در فوم های پلی یورتان

بوها ترکیباتی به صورت گاز و مواد فرار آلی هستند که بر سلامت انسان تاثیر می گذارند. ترکیبات بودار یا از اجزای تشکیل دهنده فرمولاسیون فوم یا محصول جانبی هستند که در حین واکنش پلیمریزاسیون شکل گرفته ­اند…..

گسترش نگرانی در زمینه رهایش مواد فرار آلی حین و پس از تولید محصولات صنعتی و مصرفی، باعث تلاش برای کاهش و یا کنترل راه های نشر این گازها شده است. بهترین راه، کنترل رهایش آنها است. این کار نیازمند شناخت عمیق چگونگی رهایش این مواد و ماهیت آنها به عنوان مثال نوع آلوده کننده، مقدار و ماندگاری، ریسک ها و روش های کنترل احتمالی آنها (قوانین و آیین نامه ها) است.

آیا فوم های پلی یورتان رایحه ای از خود متصاعد می کنند؟

در واقع “فرار” به معنی آن است که ماده به سادگی به شکل گاز در می آید و “آلی” به این معنی است که ماده بر پایه کربن است. مواد فرار آلی انواع مختلفی دارند که شامل مواد شیمیایی از جمله بنزن، استون، فرمالدهید و اتانول می شوند و با وجود اینکه مصرف اکثر آنها در فرآیند ساخت فوم اجتناب ناپذیر (ضروری) هستند، تبخیر شدن آنها در محیط و تنفس آنها نامطلوب است. غلظت ایزومرهای تولوئن دی آمین و آدیپیک اسید زمانی که پلی یورتان بر پایه پلی ال پلی استری از طریق هیدرولیز تخریب شود افزایش می یابد، در حالی که مشتقات گلایکولی زمانی که پلی یورتان بر پایه پلی ال پلی اتری دچار تخریب با نور شود، در غلظت های بیشتری یافت می شوند.

این بو در فوم پلی یورتان به خصوص در فوم منعطف می تواند آن را به ماده ای غیرقابل قبول تبدیل کند؛ پس، لازم است فوم های تولید شده بدون بو باشند. در صنعت فوم پلی یورتان، به خصوص در حوزه خودروسازی و مبلمان، تلاش برای کاهش این گازها به طور گسترده ای بر فناوری فرآیند ساخت تاثیر گذاشته است. مواد پلی یورتانی به خصوص فوم های منعطف قالبگیری شده، بلوکی و همچنین الاستومرهایی که گازهای کمی را از خود متصاعد کنند می توانند با استفاده از کاتالیست ها، پایدارکننده ها و پرکننده های جدید تولید شوند.

مواد معطر در تولید فوم پلی یورتان

برای تعیین اینکه کدامیک از اجزای تشکیل دهنده فرمولاسیون باعث ایجاد بو می شود، از دستگاه کروماتوگرافی گازی استفاده می شود. افزودنی های که در زیر عنوان می شوند بیشترین پتانسیل رهایش از پلی یورتان را دارند:

• تاخیراندازهای شعله
• پایدارکننده های حرارتی
• نرم کننده ها
• عوامل آنتی استاتیک

به طور کلی، زمانی که محصولات متنوع تولید شده از فوم پلی یورتان از بسته بندی شان خارج می شوند مقدار بوی متصاعد شده از آنها تفاوت بسیاری با یکدیگر دارد، همچنین، می توان گفت که ارتباط خوبی بین بوی استشمام شده و غلظت کلی مواد آلی آزاد شده از نمونه های فوم وجود دارد.

راهکار کاهش بو در فوم های پلی یورتان

بوی نامطبوع فوم پلی یورتان به دلیل حضور بسیاری از ناخالصی های موجود در مواد مورد استفاده برای تولید آن است که آستانه شناسایی آنها بسیار پایین است به این معنی که حتی در غلظت­های خیلی کم نیز می توانند حس شوند. به عنوان مثال، آلیل اتر موجود در پلی ال به عنوان ناخالصی با هیدرولیز شدن به کمک اسید، به الدهیدها و ترکیباتی بودار تبدیل می شوند؛ در نتیجه، با کاهش ناخالصی ها می توان مواد فرار کمتر و فوم پلی یورتانی با بوی کمتری را تولید کرد. ترکیبات بودار در فوم پلی یورتان به طور معمول یا کاتالیست بر پایه ترکیبات آمینی یا آلدهیدها هستند.

روش دیگر کاهش بو، جایگزین کردن کاتالیست های فرار مورد استفاده با آمین هایی با دمای جوش بالا یا استفاده از سیستم های کاتالیستی جدیدی بر پایه آمین های فعال است که توانایی برهم کنش با ماتریس را داشته باشند. موارد ذکر شده نه تنها باعث کاهش بو در حین فرآیند تولید فوم، بلکه باعث کاهش بو در محصول نهایی فوم نیز می شود. به بیان دیگر، از آنجایی که آمین بخشی از ساختار پلیمر می شود، این راهکارها مهاجرت آنها و تبخیرشان را محدود می سازد.

از آنجایی که بسیاری از محصولات پلی یورتانی (تشک ها و بالشت ها) با لایه ای پوشیده می شوند، تخریب این محصولات در اثر نور نسبت به دیگر محصولات فوم پلی یورتان که به طور مستقیم در معرض نور خورشید نیستند با شدت کمتری رخ می دهد. مواد فراری که در اثر این فرآیند آزاد می شود به نوع ماده بستگی دارد.

برخی از فوم های استفاده شده داخل خودرو شامل فوم داخل صندلی، تگیه­گاه سر و غربیلک فرمان می شوند. کاتالیست های آمینی باقی مانده در ساختار این فوم ها در اثر تابش نور خورشید تبخیر می شوند و گازهایی را از خود متصاعد می کنند که در شیشه جلو خودرو تجمع می کنند؛ به این پدیده مه گرفتگی می گویند (عوامل فعال سطحی و آنتی اکسیدانت ها نیز از این مشکلات ایجاد می کنند).

در یک مطالعه موردی که بر روی تشک های تولید شده از فوم پلی یورتان انجام شد، نتایج حاکی از آن بود که تشک ها یکی از منشاهای اصلی تولید مواد فرار آلی هستند. شرایط محیطی نیز بر مقدار رهایش این مواد فرار تاثیرگذار است. در دماهای بالاتر (به دلیل سوخت و ساز بدن انسان)، رطوبت بالا و غلظت کربن دی اکسید (که در اثر تعریق و تنفس انسان ایجاد می شوند) شرایط محیطی خاصی را ایجاد می کنند که می تواند سرعت رهایش مواد فرار را تغییر دهد. مقدار رهایش مواد فرار آلی می تواند با توجه به خواص فیزیکی شیمیایی ماده (به عنوان مثال دمای جوش) یا روشی که این مواد در بستر پلی یورتانی قرار گرفته اند و میزان تخلخل تشک، تغییر کند. بنابراین، مواد فرار آلی متصاعد شده و سرعت خروج آنها از وسایلی که به طور روزانه از آنها استفاده می شود مانند تشک ها، می تواند برای محصولات مختلف متفاوت باشد.

در نهایت، لازم به ذکر است که قانون مشخصی وجود ندارد که مدت زمان رهایش مواد فرار را تعیین کند و اجزای تشکیل دهنده فوم تعیین کننده آن هستند که چه مواد فراری و برای چه مدت زمانی آزاد می شوند. از این رو، طراحی فرمولاسیونی که بتواند از این رخداد جلوگیری کند دارای اهمیت است. در فرمولاسیون های تولیدی شرکت ایمن پلیمر شیمی از افزودنی هایی که حداقل بو را متصاعد کنند استفاده می شود.

مقاله تهیه شده در واحد تولید محتوا شرکت ایمن پلیمر شیمی
استفاده از مقالات تنها با ذکر منبع مجاز است.