اثر پایدارسازی بر شکل شناسی اسفنج گرمانرم پلی استیرن وکربن دی اکسید ابربحرانی

برای تولید اسفنج میکروسلولی گرمانرم در سامانه ناپیوسته، عامل اسفنج ساز فیزیکی در فشار و دمای بیش از شرایط بحرانی آن در پلیمر تا حدی حل می شود و در اثر کاهش فشار سریع در مخلوط، طی سه مرحله هسته گذاری، رشد و به هم پیوستگی، ساختار اسفنج شکل می گیرد. اگر پس از کاهش فشار، دمای اسفنج شدن به کمتر از دمای انتقال شیشه ای مخلوط پلیمر و گاز کاهش یابد، سلول ها نمی توانند رشد کنند. این مرحله پایدارسازی نامیده می شود که تاکنون در سامانه های تولید اسفنج ناپیوسته تک مرحله ای توجهی به آن نشده است. در این پژوهش، از پلی استیرن به همراه گاز ابربحرانی کربن دی اکسید به عنوان حلال در فشار 18/5 MPa و دماهای مختلف استفاده شده است. عملیات پایدارسازی با دقت زمانی میلی ثانیه انجام شده که باعث شناخت جدیدی از سازوکار شکل گیری ساختار سلول در اسفنج های گرمانرم شده است. در این سازوکار، هسته گذاری ناشی از انتقال فاز مولکول های حلال از حالت بحرانی به حالت گاز و شکل گیری هسته های بسیار کوچک حاوی مولکول های گاز در میان زنجیرهای پلیمر است. در ادامه، انرژی ناشی از تمایلرشد هسته ها در برابر انرژی کشسانی زنجیرهای پلیمر قرار گرفته و غلبه هریک از این انرژی ها معین کننده اندازه سلول است. با توجه به نتایج این پژوهش، نحوه اثرگذاری مرحله پایدارسازی روی ساختار اسفنج به دمای اسفنج شدن بستگی دارد. در دمای 110°C عملیات پایدارسازی سبب کاهش % 50 اندازه سلول و افزایش % 60 چگالی سلول شده است. در حالی که در دماهای کمتر،عملیات پایدارسازی سبب افزایش اندازه سلول و کاهش چگالی سلول شده است.

کلیدواژه ها:

اسفنج میکروسلولی گرمانرم ، پایدارسازی ، دما ، شکل شناسی اسفنج ، هسته گذاری