فوم مموری پلی یورتان (خواص، ویژگی و عوامل تاثیرگذار بر آن)

مموری فوم یا فوم ویسکوالاستیک، از دو کلمه ویسکوز و الاستیک ساخته شده است. بر طبق این نام گذاری…

فوم هر دو ویژگی مواد ویسکوز و الاستیک را همزمان دارا می باشد. این ویژگی ها به فوم مموری امکان شکل پذیری مطابق با نیروی اعمالی را می دهد. با توجه به ویژگی های فیزیکی منحصر به فرد این فوم، در کاربردهای گسترده­ای از آن استفاده می گردد. مموری فوم (فوم دارای حافظه) محبوبیت زیادی در صنایع پزشکی و کالای خواب پیدا کرده است. به دلیل مشخصه های تطبیق پذیری، از مواد ویسکوالاستیک برای فراهم ساختن راحتی و آسایش بیشتر در تشک ها و بالشت ها استفاده می شود.

فوم ویسکوالاستیک، پس از حذف نیروی فشاری، به آهستگی شکل خود را بازیابی می کند. زمانی که جسمی (به عنوان مثال انسان) روی آن قرار گیرد، فوم به آرامی شکل جسم را به خود می گیرد و هنگاهی که وزن آن جسم از روی آن برداشته شود، شکل خود را بازیابی می کند. به دلیل بازیابی تدریجی، به آن فوم ویسکوالاستیک یا فوم با بازیابی آهسته نیز گفته می شود. این فوم با نام فوم ویسکوالاستیک یا فوم حساس به حرارت نیز شناخته می شود و در واقع، در اثر نتایج تحقیقات ناسا در اواسط سال های 1960 به صورت تجاری در آمد. این فوم منعطف و سلول باز پلی یورتانی امکان توزیع نیرو را فراهم می آورد و به دلیل حرکت کندی که دارد با نام فوم مموری یا دارای حافظه شناخته شده است.

ویژگی دیگر این فوم، توانایی آن در جذب تنش های اعمال شده ناگهانی می باشد. این مشخصه فوم، توسط آزمون جهندگی (بازگشت پذیری توپ) بررسی می شود. توپی که بر روی نمونه ای از این فوم از ارتفاع مشخص رها شود، کمتر از %20 ارتفاع اولیه آن بازگشت پذیر است (نسبت به فوم منعطف که مقدار بازگشت پذیری آن بین %50 تا %60 می باشد) به همین دلیل به این فوم، فوم با جهندگی پایین نیز گفته می شود. در حقیقت، محصولات ساخته شده از فوم ویسکوالاستیک حتی تا %90 ضربه اعمال شده به آنها را می تواند جذب کند (فوم عملکرد خوبی به عنوان جاذب ضربه از خود نشان می دهد). علاوه بر کاربردهای ذکر شده، از مواد ویسکوالاستیک می تواند در مبلمان خانگی، اداری و در صندلی های وسایل نقلیه نیز بکار رود.

خواص فیزیکی مموری فوم

چگالی فوم
چگالی، موجب افزایش پایداری فوم و حفظ خواص و کارایی فیزیکی آن می باشد. چگالی محصولات ساخته شده از فوم ویسکوالاستیک در کاربردهای خانگی و بهداشت و درمان، عمدتا بین 32 تا 96 کیلوگرم بر متر مکعب متفاوت است. به بیان دیگر، هر چه چگالی فوم بیشتر باشد، دوام و پایداری آن نیز بیشتر خواهد بود.

سفتی فوم
به طور کلی، سفتی فوم های ویسکوالاستیک می تواند از فوم بسیار نرم تا نیمه سخت متغیر باشد و دستیابی به سفتی مطلوب، از طریق تغییر در فرمولاسیون امکان پذیر است. می توان گفت که توانایی فوم برای کاهش دادن فشار سطح، توسط سفتی و سرعت بازیابی آن تحت تاثیر قرار می گیرد؛ سفتی می تواند توسط برخی از مشخصه‌های فوم به طرز چشم گیری تحت تاثیر قرار گیرد. همچنین همان طور که پیشتر گفته شد، سرعت بازیابی فوم مموری پس از حذف نیرو، نسبتا آهسته است و می توان گفت که این فرآیند حدود 5 تا 10 ثانیه زمان می برد. در حین فرآیند بازیابی، انرژی جذب شده توسط نیروی اعمالی تلف می شود.

ساختار سلولی
حسی که فوم به ما منتقل می کند و سرعت بازیابی آن با خواص فیزیکی متناسب است؛ از طرفی، این فوم دارای ساختار سلولی باز می باشد و اندازه سلول ها به این دلیل که هوا به آسانی بتواند در آنها جریان پیدا کند، تاثیر مستقیمی بر سرعت بازیابی دارند؛ به این معنی که هر چه اندازه سلولی کوچکتر باشد (فشردگی سلول ها بیشتر باشد)، سرعت بازیابی نیز کندتر خواهد بود. از آنجایی که فوم ویسکوالاستیک شکل بدن را به خود می گیرد، می تواند به خوبی فشاری اعمالی را در سطح خود توزیع کند. به بیان دیگر، زمانی که یک محصول با فوم ویسکوالاستیک ساخته می شود نسبت به ساخت آن محصول با دیگر فوم های متداول، تغییرات فشاری بسیار قابل توجه است.

عوامل تاثیرگذار بر رفتار فوم مموری

برخی از ویژگی های اصلی این فوم را می توان در حساسیت نسبت به سرعت اعمال نیروی فشاری و به خصوص دما خلاصه کرد. بنابراین، شرایط نمونه (فوم)، پیش از انجام آزمون بسیار دارای اهمیت می باشد.

حساسیت به دما
خواص فیزیکی فوم ویسکوالاستیک به شدت می تواند تحت تاثیر دما قرار گیرد؛ حتی تغییرات ناچیز در دمای اتاق، می تواند بر سفتی و سرعت بازیابی فوم تاثیرگذار باشد. سرعت بازیابی با دما رابطه مستقیم دارد به این معنی که هر چه دما افزایش یابد، سرعت بازیابی نیز افزایش می یابد. در شرایط دمایی سرد، محصولات ویسکوالاستیک سفت و حتی سخت می شوند.

سرعت اعمال تنش
سرعت اعمال نیروی فشاری با بررسی سرعت بازیابی فوم می تواند انجام شود که این امر بر سفتی فوم تاثیرگذار است و توسط نوعی آزمون مکانیکی (IFD) تعیین می گردد. به بیان دیگر، اگر در آزمون IFD نیرو به سرعت بر فوم اعمال شود، این فوم مانند یک فوم سفت در مقابل نیرو پاسخ نشان می دهد.

مقایسه تشک های تولید شده با فوم مموری در مقایسه با فوم منعطف پلی یورتانی و فوم لاتکس

فوم پلی یورتان، فوم مموری و فوم لاتکس متداول ترین فوم های مصرفی در ساخت تشک ها هستند. پیش از فوم های پلی یورتانی، از فوم های لاتکس در سال های 1950 به طور گسترده ای استفاده می شد.

فوم لاتکس
این فوم از طریق پخت لاتکس مایع و تبدیل شدن آن به حالت جامد تشکیل می شود. فرآیند پخت و ایجاد شدن اتصالات عرضی توسط سولفور به کمک اعمال حرارت و شتاب دهنده های اکسید زینک انجام می شود. در تمام فوم های لاتکس، تمام لاتکس مصرفی طبیعی است و شامل هیچ گونه لاتکس مصنوعی نمی باشد. این فوم، زمانی که در معرض گرما قرار گیرد، دچار نرم شدگی نمی شود.

فوم پلی یورتان
این فوم حداقل قیمت را در بین دیگر فوم های ذکر شده دارد. اجزای سازنده فوم پلی یورتانی از مواد پتروشیمی می باشند. تولیدکنندگان بسیاری از این فوم، برای ساخت لایه بیرونی تشک ها استفاده می کنند. این فوم به دلیل دارا بودن چگالی پایین، می تواند به راحتی فشرده شود. این امر موجب حفظ هزینه ها در اثر حمل و نقل آنها می گردد.

فوم پلی یورتانی دارای تنوع بسیار و طیف گسترده ای از چگالی ها می باشد. اما، لازم به ذکر است که حتی فوم های پلی یورتانی با چگالی بالا، نسبت به فوم های لاتکس و مموری تراکم کمتری دارند.

مموری فوم
مموری فوم به طور معمول، متراکم تر و گران تر از فوم متداول پلی یورتانی است. برخلاف فوم لاتکس که به نیرو پاسخ آنی می دهد، مموری فوم به کندی نسبت به نیرو واکنش نشان می دهد و هر چه فشار اعمالی مدت زمان بیشتری به طول انجامد، فوم بیشتر فرو می رود.

تفاوت عمده فوم پلی یورتانی با مموری فوم به مواد شیمیایی افزوده شده به مموری فوم برمی گردد که منجر به افزایش چگالی و ویسکوزیته آن گردیده است. بنابراین، این دو فوم هر چند از نظر ساختار شیمیایی مشابه باشند اما از نظر حسی که منتقل می کنند، بسیار متفاوت خواهند بود. به بیان دیگر، با وجود اینکه دو فوم ساختار مشابهی دارند اما، خواص فیزیکی و مکانیکی متفاوتی را از خود به نمایش می گذارند.

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