بیو مواد قابل تجزيه در طبيعت و رزين معمولی به عنوان چسبهای ماسه های قالب گيری

چکیده

این مقاله به منظور معرفي امکان اســتفاده از بیومواد قابل تجزیه در طبیعت به عنوان قســمتي از چسب های ماسه های قالبگیري که در عمل و به طور معمول در کارخانجات ریخته گري مورد استفاده قرار ميگیرد مي باشد.

نویسندگان بر تخریب حرارتي مواد اتصال دهنده و تغییر شکل حرارتي ماسه های قالب گیري با مواد مورد آزمایش تمرکز نمودند. تمامی تحقیق در مورد مواد قابل تجزیه در طبیعت و دو رزین معمولي به طور جداگانه انجام شــده اســت.

نکته مورد اشاره در مقاله این اســت که آیا مواد مورد آزمایش از نقطه نظر تخریب حرارتي و تغییر شکل حرارتي هماهنگ مي باشــند که مشخص گردید مواد مورد آزمایش داراي مشــخصات مشابه در تخریب حرارتي مي باشند اما تغییر شکل حرارتي ماسه های قالب  گیري با چنین چسب هایي متفاوت است.

مقدمه

ریخته گری محدودهاي از علم است كه در آن هرگز تنها از يک نوع تکنولوژي براي آماده سازی ماسه های  قالب گیری يا ماسه های  ماهيچه استفاده نمي شود. تنوع در موادي كه ریخته گری ميشــوند (انواع آلياژها و درجه حرارت ریخته گری آنهــا) ريخته گران را ملزم به تهيه قالب و ماهيچه با بالاترين خواص تکنولوژيکي مي نمايد.

علاوه بر اين موضوع، با توجه به گرايشــات مشــاهده شده در سال هاي اخيــر، تکنولوژی های توليــد قالب و ماهيچه ریخته گری بايــد الزامات حفاظت از محيط زيست را نيز برآورده نمايد. و

عمــده گروه چســب ها در توليــد قالــب و ماهيچه ریخته گری، رزين هاي مصنوعي (پتروشــيميايي) اســت كه در فرآيندهاي توليد ماسه های  قالب گیری خودگير (تکنولوژي بدون پخت)، تکنولوژی های هات باكس وكلد باكس اســتفاده ميشــوند. به ويژه رزين هاي فنول، اوره و فورفوريل مورد اســتفاده قرار ميگيرد.

رزين هاي فنول فرمالدئيد از دســته فنو پلاست ها هستند و از واكنش پليمريزاسيون ميعاني فنول يا مشــتقات آن با آلدئيد به دســت مي آيد. اين فرآيندها منجر به تشکيل رزین های ماكرومولکولي فنول فرمالدئيد با نام ريسل ها ميگردد.

بر اساس مطالعات ميکروســکوپي، چنين فرض ميشــود كه رزين هاي سخت شده ممکن اســت به عنوان مجموعه اي با اتصال داخلي با ميسل هاي داراي باندهاي شيميايي عمل آوري شود. ابعاد ميسل ها nm 60 – 40 ميباشد. رزين هاي اوره – فرمالدئيد به عنوان آمينوپلاستيک هاي منتج از واكنش فرمالدئيد با اوره طبقه بندي ميشود.

رزین های فورفوريل حاصل از واكنش پليمريزاسيون ميعاني الکل فورفوريل با فنول، يا الکل فورفوريل با فرمالدئيد، اوره، فنول و ديگر تركيبات مي باشد. رزين ها به وسيله حرارت دادن يا عوامل شيميايي داراي اتصال عرضی ميگردند.

• افزايش الزامات حفاظت از محيطزيســت موجب تغيير در روش هاي ریخته گری شده است و در اين خصوص نوين گرايي هايي به صورت زير مورد توجه قرار گرفته است

• كاهش الکل فورفوريل در رزين ها

حلال های با پايه PAHs كه در تکنولوژي كلد باكس استفاده ميشود (استحکام خمشي مطمئنه ماسه های قالب گیری) با حلال های معدني جايگزين شده است (اســتحکام خمشي مطمئنه ماسه های  قالب گیری).

در تکنولــوژي كلد باكس تمايل به جايگزيني حلال های آلي با حلال های اكولوژيکي كه در آن اتم هاي كربن با اتم سيلسيم جايگزين مي شود، مورد توجه مي باشد.در برابر تغييرات، جايگزيني چسب هاي نفتي با ديگر مواد سازگار با محيط زيست ضروري ميباشد.

يکي از گروه هاي اصلي از چنين چسب هايي، چسب های غيرآلي ميباشــد. با اهميت ترين گروه از ماسه های  قالب گیری با چسب های غيرآلي، ماسه های  قالب گیری با سيليکات سديم هيدراته با نام تجاري آب شيشه ميباشد.

اين نوع از ماسه های قالب گیری به دليل ماهيت سازگار با محيطزيست بودن بسيار مورد استفاده ميباشند. متاسفانه، چسب های غيرآلي ازجمله آب شيشه باعث خواص ضعيــف تخليه قالب و توانايي پايين در بازيابي مکانيکي ميگردد.

نويســنده مقاله ســاليان طولاني تحقيقات موفقيت آميزي با هدف بهبود خواص تخليه ماسه های  قالب گیری خودگير با آب شيشه و بهبود كيفيت بازيابي ماسه های قالب گیری انجام داده اســت.

افزودني Glassex جهت بهبود خواص تخليه ماسه های قالب گیری با آب شيشه و سخت كننده هاي جديد استر براي فراهم نمودن كيفيت بهتر در بازيابي ماسه های قالب گیری به كار رفته است.

همچنين راه حل هاي جايگزينی براي استفاده از چسب های غيرآلي جهت تهيه ماسه های  قالب گیری وجود دارد. مثالي از چنين راهحلي ماسه قالب گیری با چسب ژئو پليمر ميباشــند .

ژئو پليمرها متعلق به آلومينو ســيليکات هاي قليايي مي باشد. اينها موادي هستند حاوي سيلسيم، آلومينيم و يک فلز قليايي نظير سديم يا پتاســيم كه در طبيعت مواد مشابه نظير زئوليت وجود دارد.

ژئو پليمرها در نتيجه فرآيندهاي ژئولوژيکي به وجود نمي آيند بلکه ســنتز ميگردند. اين مواد بدين دليل ژئو پليمر ناميده ميشوند كه تركيبشان شبيه كانی های طبيعي مي باشد. ژئو پليمرها در مركز توجه بسياري از صنايع از جمله ریخته گری میباشند.

راهبرد علمي تحقيقاتي ديگر جايگزيني تدريجي مواد اتصال دهنده تهيه شــده از موجودي انبارهاي پتروشيمي با بيوپليمرهاي حاصل از منابع تجديدپذير ميباشد، كه با مفهوم توسعه پايدار، كه يکی از اولويت های سياست جامعه اروپا است مطابقت دارد.

عليرغم بســياري از مزايــا، در حال حاضر بيوپليمرهــا و بيوكامپوزيت ها در مقايســه با مواد پتروشيميايي بازار بســيار محدودي دارند. ولی در هر صورت قابل پيشبيني است كه در چند سال آينده، پليمرهاي قابل تجزيه در طبيعت %10 از بازار جهاني پلي الفين مورد اســتفاده در صنعت كشاورزي و بستهبندي را پوشش دهد.

افزايــش توليد پليمرهای طبيعی احتمــالا در نتيجه بهبود در فرآيند توليد و كاهش توام قيمت بيوپليمرها مي باشد .

بیوپلیمرهاي قابل تجزیه درطبیعت

مطابق با اســتاندارد D-5488-94d ،ASTM قابليــت تجزيه در طبيعت، به معني توانايي و امکان تجزيه به دی اكســيد كربن، متان، آب، تركيبات غير آلی و يا زيست توده كه در آن مکانيزم غالب، عمل آنزيمی ميکروارگانيسمي می باشد كه میتواند با استفاده از آزمايش هاي استاندارد در يک دوره زماني ويژه، منعکس كننده شــرايط انهدام، قابل اندازه گيري باشــد. محيط هاي مختلفي (مايع، بیاثر يا محيط كامپوســت) براي آناليز قابليت تجزيه در طبيعت وجود دارد.

قابليت كامپوست شدن قابليت تجزيه ماده در طبيعت با اســتفاده از محيط كمپوســت مي باشد. اســتاندارد D6400 ASTM پلاستيک قابل كامپوست شــدن را به عنوان موادي تعريف ميكند كه در فرآيندهای بيولوژيکی در طول عمل كامپوســت شدن تجزيه ميشود و دی اكسيد كربن، آب، تركيبات غير آلی و زيست توده را با سرعتي مطابق با ديگر مواد شناخته شده قابل كامپوست شدن بدون ماده به جاي مانده قابل رويت و قابل تشخيص سمي، به وجود ميآورد.

تجزيه بيولوژيکی، تخريب ماده آلی اســت كه بــا فعاليت بيولوژيکی به طور عمده توســط عمل آنزيمی ميکروارگانيســم ها انجام ميگيرد. اين فرآيند منجر به تغيير قابل توجه در ساختار شــيميايی ماده ميشود.

محصولات نهايي، دی اكسيد كربن، زيســت توده جديد و آب (در حضور اكسيژن: هوازي) و يا متان(عدم وجود اكسيژن: غيرهوازي)، همانطور كه در استاندارد اروپايي 13432:2000 EN تعريف شده است، ميباشد.

پليمرهاي حاصل از منابع تجديدپذير در حال حاضر سهم ناچيزي را از بازار مواد پليمری دارا هســتند، اما توليد جهانی آنها به سرعت در حال رشد است( 11تا %19 در ســال)، و به همين دليل آن را يکی از شاخه های صنعت توليد مواد شيميايی مورد استفاده در كشاورزي با بالاترين رشد در آمريکا، اروپا و ژاپن نموده است.

بیوپلیمرهاي قابل تجزیه در طبیعت به عنوان پلیمرهاي پتروشیمیایي

انواع رزين مصنوعی میتواند شکســته شــده و از نظربيولوژيکی جذب گردد، با اين حال بيشــتر اين فرآيندها میتواند دهها يا حتی صدها ســال طول بکشــد. بــا توجه به اطلاعات موجود در مقالات يکی از راه حل های رفع اين مشــکل جايگزيني رزين معمولی با پليمرهای بيواكســی قابل تجزيه در طبيعت با مشخصه زمان تجزيه كوتاه مدت ميباشــد.

بيواكسی نتيجه احتمالي مواد افزودنی ويژه برای پليمرهايي اســت كه در لحظهای مناســب از توليد پليمر، اضافه ميشــود تا باعث تفکيک اتصال بين اتم های كربن گردد و بدين وســيله وزن مولکولی پلاســتيک كمتر شود.

ميکروارگانيسم ها دسترسی بهتري به كربن و هيدروژن داشته كه باعث تجزيه بيولوژيکی ماده و تبديل آن به آب، دی اكســيد كربن و زيست توده توسط باكتری ها و قارچ ها مي شود.

اطلاعات موجود در مقالات نشــان میدهد كه امکان اســتفاده از بيو مواد قابل تجزيه درطبيعت به عنوان افزودنی در مواد پتروشــيميايي سبب قابل تجزيه شدن آنها در طبيعت ميگردد.

بــه عنوان مثال پلــی (كاپرولاكتون) (PCL) داراي مشــخصه منحصر به فرد سازگاری با پليمرهای مختلف ديگر ميباشد. PCL نيمه سازگار و يا از نظر مکانيکی ســازگار با برخی از پليمرها مانند PVAC (پلی وينيل اســتات)، PS (پلی اســتايرن)، پلی كربنات و غيره مي باشد.

علاوه بر اين، PCL سازگار با ديگر پليمرها مانند پی وی سی (پلی وينيل كلرايد)، SAN (استايرن اكريلونيتريل كوپليمر)، پلی (اتر هيدروكسی)، و غيره ميباشد. اين ويژگی، PCL را قادر به تشکيل مخلوط هاي قابل حل در طبيعت با استفاده از آن به عنوان يک جزء قابل تجزيه در طبيعت ميسازد.

مخلوط های پليمری قابل حل در طبيعــت كه بدوا مورد مطالعه قرار گرفته با اســتفاده از PCL به عنوان يک جزء قابل تجزيه در طبيعت، سيســتم هاي مخلوط /PCL پلــی اولفين بر پايه پلی الفين ها مانند LDPE (پلی اتيلن با وزن مخصوص پايين) و PP (پلی پروپيلن) بوده اســت.

مطالعات با جزييات بيشــتر در مورد تجزيه بيولوژيکــي تركيب PCL / پلــی اولفين، از جمله رابطه بيــن تجزيه بيولوژيک و ســاختار فازتوسط Iwamoto و Tokiwa انجام گرفت. از آنجايي كه تركيب /PCL پلی اولفين تنها از نظر مکانيکی سازگار است، عموما دارای يک حوزه فازي بزرگتر از تركيب سازگار و در نتيجه باقیمانده غير قابل تجزيه بزرگتري را توليد ميكند.

ذرات توليد شده با اندازه بزرگ میتواند منجر به آلودگی ثانويه اي در محيط زيست و طبيعت شــود. در مقايسه، انتظار میرود مخلوط سازگار و قابل حل در طبيعت با اندازه حوزه كوچک ذرات به اندازه كافی كوچک كه برای اكوسيســتم طبيعی بیضرر اســت توليد شــده و در نتيجه میتواند به كاهش موثرتر مشــکل آلودگی ناشی از زباله پلاستيک كمک نمايد.

PCL متعلــق به گروه بيوپليمر بــوده و در ريخته گری از گروه رزينه ای پلی استر غير اشباع، رزين های آلکيدی به كار میروند.

وارد نمــودن بيو مــواد و قابل تجزيه در طبيعت میتوانــد از راه های زير وارد چسب های پتروشيميايی گردد:

• در طول سنتز چسب
• وارد نمودن درچسب های پتروشيميايي تهيه شده، قبل از نانوذرات بيومواد قابل تجزيه در طبيعت متناسب با (برای رزین های استفاده شده) سوسپانسيون حلال.

با توجه به اطلاعات موجود در مقالات، برخی روش ها برای تهيه نانو ذرات متناســب با مشخصات شيمی فيزيکی پليمر وجود دارد. روش های اوليه توليد نانو ذرات از پليمر پيش ساخته شامل موارد زير میشود:

– روش تبخير حلال- امولسيون

– روش امولسيون و تبخير مضاعف – روش تبلور رسوبی (out salting) – روش ديفوزيون – امولسيون ها

– روش جابه جايی حلال/ رسوبگيري.

ايــن روش در انواع مواد پليمری ماننــد PCL ،PLGA ،PLA، و پلی (متيل وينيل اتر كامالئيک انيدريد) PVM/MA قابل استفاده مي باشد.

وارد كــردن بيو مواد قابل تجزيه در طبيعت، به ماســه قالب گیری به عنوان يک جزء از تركيب دو جزيی در سوسپانسيون حلال مناسب بيو مواد قابل تجزيه در طبيعت قبلا در يک حلال آلی حل شــده و سپس وارد كردن حلال دوم در محلول (براي مثال آب و يا ديگر مواد مناسب براي حلال رزين).

تجزیه حرارتی پلیمرها

حرارت دادن پليمر منجر به تجزيه آن ميشــود، كه شــامل شکست زنجيره ماكرومولکول به قطعات كوچکتر مي باشــد. در يک فرآيند با دمای به اندازه كافی بالای كراكينگ اتصالات، توپهای برفی منجر به تخريب پليمر ميشــود.

در حين حرارت دادن ماكرومولکول ها تغييرات برگشت پذير و برگشت ناپذير در ساختار آنها رخ دهد. تغييرات برگشتپذير میتواند در نتيجه تغييرات فازي، جداسازی ابر ساختار مولکولی، ســاختارها و انتقال پليمر به حالت پلاستيک (تبديل نظم اوليه و ثانويه) رخ میدهد.

در دمای بالاتر از نقطه ســيلان (پليمرهای آمورف) يا در درجه حرارت ذوب (پليمرهای كريستالين) تغييرات غير قابل برگشت انجام شده و برای بسياری از پليمرهــا تخريب حرارتی رخ میدهد. مکانيســم روند تجزيه به ســاختار ماكرو مولکول، نرخ گرمايش نمونه و وقوع تغييرات گرمازا و گرماگير بستگی دارد.

هر ماده پليمری، به هر حال داراي پايداری حرارتی ويژه اســت كه بر حســب فرآيند و نحوه اســتفاده، از اهميت خاصي برخوردار ميباشــد. پايداری حرارتی در دمــای بالا يکی از مهمتريــن عوامل تعيين كننده كاربرد مفيد پليمر اســت .

اندازه گيری های ثبات حرارتی با اســتفاده از روش هاي آناليز حرارتي ترموگرويمتر TG، كالريمتری روبشی تفاضلی 1(DSC) انجام ميگيرد. همچنين میتوان از روش همراه با اســتفاده از انواع روش های آناليز دســتگاهي اســتفاده نمود.

در اين حالت، نمونه آزمايشــي تحت چندين روش در يک زمان قرار میگيرند. روش هاي همزمان معمولا در توسعه مکانيسم تجزيه حرارتی به كار میرود. تجزيه حرارتی پليمر ممکن است هوازی (اكسيداسيون) و يا غيرهوازی باشد.

از ديد عملي در قالب ريخته گری كه در آن هر دو نوع تجزيه رخ میدهد با اهميت ميباشــد. نوع فرآيند تجزيه به فاصله لايه ماسه قالب گیری مورد آناليز تا سطح تماس قالب و آلياژ بستگی دارد. تاثير اكسيژن در تجزيه حرارتی پليمر بسيار متفاوت است و بستگی به نوع پليمر و ساختار آن دارد.

در درجه حرارت بالا پليمرها در اتمسفر اكسيدي با اكسيژن واكنش نشان میدهند كه ممکن است باعث فرآيند اكسيداسيون حرارتی و تركيبات آلی با وزن مولکولی كم مانند آلکن ها، الکل ها،كتون ها، آلدئيدها و يا اسيدهای كربوكسيليک تشکيل دهد.

در جايي كه تاكنون از ســهم اكسيژن در مکانيزم تجزيه تعريفي به عمل نيامده است از سوی ديگر پليمرهايي وجود دارد كه تاثير اكسيژن در تجزيه اكسيداسيون حرارتی آنها حداقل است و منحنی حرارتی آنها بدون در نظر گرفتن شرايط اندازه گيری يکسان ميباشــد.

اين پديده به تشکيل لايه كربونيزهاي كه مانع از روند اكسيداسيون تدريجي ميشود مرتبط است. علاوه بر اين مقاومت به عمل اكسيژن مانع حضورآن در ساختار پليمرها و وجود گروه هاي غير قابل اكسيده شدن ميگردد.

درصورتيكه پليمرها داراي اكسيژن در ساختارشان باشند، از جمله كوپليمرهای با زنجيره های جانبی شاخهاي و كامپوزيت های پليمری، فرآيند تخريب توسط مکانيسم های مخلوط (فرآيند هوازی و غير هوازی) رخ میدهد. در طی اين فرآيند مقدار نسبتا زيادي محصولات جدا شده ناشي از تجزيه پليمر با وزن مولکولی كم وجود دارد.

تحقیقات شخصي

هدف از اين مقاله مقايســه تخريب حرارتی بيو مــواد قابل تجزيه درطبيعت PCL (قابل استفاده به عنوان چســب) با تجزيه حرارتی ماسه قالبگيری معمولی ريخته گری، چسب ها – الکيد و رزین های فنل فورفوريل مي باشد. تجزيه حرارتی با روش هاي تحقيقاتي دريواتوگرافيک و اعوجاج داغ اندازه گيری گرديد.

تحقیقات دریواتوگرافیک

نمونه هايي از رزين های مــورد آناليز تحت آزمايش آناليز حرارتی قرار گرفتند. دريواتوگــراف در ابعاد بســيار كوچک با شــرايط اندازه گیری زير مورد اســتفاده قرارگرفت: محدوده دمای گرمايش 1000-20°C، ســرعت گرمايش /min 10°C است.

اين تحقيق دراتمسفر اكسيژن انجام شد. نتايج حاصل از اندازه گيری در شکل 3 و 2 نشان داده شده است. در شــکل 2 منحنی های TG فنل- فورفوريل و رزين های آلکيدی نشان داده شــده اســت.

رزين فنل فورفوريل داراي ويژگي پايين ترين درجه حرارت آغاز روند تخريب حرارتی (درجه حرارت حدود 120°C )مي باشــد. اين روند ســريع در درجه حرارت حدود 230°C به پايان میرســد و سپس در دمای حدود 820°C به تجزيه آهسته وارد ميشــود.

رزين های الکيدی داراي ويژگي با فرآيند بسيار پيچيده ای از تخريب با تجزيه شــديد در محدوده دمايي 450-320°C ميباشــد. تجزيه نهايی چســب در درجه حرارت حدود 670°C به پايان میرســد.

در شکل 3 منحنی TG برای بيو مواد قابل تجزيه در طبيعت PCL نشــان داده شده كه تجزيه حرارتی آن بسيار شديد است. آغاز اين فرآيند در درجه حرارت حدود °C 370 بوده كه در دمای حدود 450°C به پايان میرســد. اين بدان معناســت كه كاهش وزن نمونه PCL بسيار ديرتر از رزین های معمولی آغاز میشود ولی سريعتر ميباشد.

 تحقیقات اعوجاج داغ

در مرحله بعدي تحقيق، تغيير شــکل گرمايی ماسه قالبگيری با تعيين عامل اعوجاج داغ مورد مطالعه قرار ميگيرد. شــرح مفصلی از اين روش در نشريات قبلی نويسندگان (27) ارايه شده است.

در اندازه گیری اعوجاج داغ، ماسه های قالب گيری زير انتخاب ميشود:

• ماسه قالب گيری خودگير معمولی با رزين فورفوريل با تركيب: 100 قسمت وزنی ماسه كوارتزو 1/1 قسمت وزنی رزين فنل- فورفوريل سخت شده با 0/55 قسمت وزنی محلول آبی اسيد PTS؛ (هاردنر)
• ماســه قالب گيری خودگير معمولی با رزين الکيدی با تركيب: 100 قسمت وزنی ماسه كوارتز و يک قسمت وزنی رزين آلکيدی سخت شده با 0/25 قسمت وزنی فعال كننده؛
• ماســه قالب گيری با تركيب: 100 قسمت وزنی از ماسه كوارتز و 2 قسمت وزنی از بيو مواد قابل تجزيه در طبيعت PCL و حلال های آلی؛ و ســخت شدن ماســه قالب گيری در پي تبخير حلال ميباشــد. در اينجا مشــکل سمی بودن حلال های آلی اســت.

به نظر معقول و منطقی میرسد كه كنترل شود آيا امکان قرار دادن بيو مواد در ماســه پس از پيش حل شــدن در يک حلال آلی محلول در آب و ســپس وارد نمودن آب (به عنوان يک حلال دوم) در محلول وجود دارد يا خير. در چنين حالتي ماســه قالب گیری از دانه هاي ماسه و سوسپانسيون ذرات چسب ترموپلاستيک در آب ساخته می شود.

نتايج حاصل از اندازه گیری در شکل 5 و4 نشان داده شده است.با وجود محدوده درجه حرارتي بســيار مشــابه تخريب كامل حرارتی رزین های پتروشيميايي، مقاومت در برابر تغيير شکل گرمايی ماسه قالب گيری به همراه آنها به عنوان اتصال دهنده، مختلف مي باشد.

ماسه قالب گيری با رزين فنل- فورفوريل داراي دوره تغيير شکل معمولی با رشد شديد مداوم و پس از آن تخريب سريع نمونه در هنگامی كه درجه حرارت از °C 400 تجاوز مينمايد ميباشد. ماسه قالب گيری با رزين الکيدی داراي مشخصه تغيير شکل جزيي با انتقال آرام در حالت پلاستيک مي باشد.

تفاوت اصلي در دوره تغيير شکل ماسه قالب گیری با PCL ميباشد. حتــی در دمای پايين (در حدود °C (70 ماســه قالب گیری بــه يک حالت كاملا فرم پذير تغيير مي يابد. اين خاصيت ماسه قالب گیری ممکن است در جبران انبساط حرارتی سطح ماهيچه اثربخش باشد.

نتیجه گیری

تمام ملاحظات و تحقيقات انجام شــده كه در مقاله حاضر ارايه گرديده اثبات مي نمايــد كه اضافه كردن بيومــواد قابل تجزيه در طبيعت بــه رزين معمولی كه معمولا در عمل ريخته گری اســتفاده می شود ســودمند است.

نقش ايجاد تركيب: رزين معمولی – بيو مواد قابل تجزيه در طبيعت به عنوان چســب دوتايي به منظور بهبود كيفيت ماسه های قالب گیری با رزین های مصنوعی مي باشد. بالا نگه داشتن اســتحکام ماسه قالب گیری با استفاده از رزین های مصنوعی معمولی و خطرات كم زيست محيطی به دليل استفاده از بيو مواد قابل تجزيه در طبيعت هدف نويسندگان در ايجاد چسب جديد برای توليد ماسه های قالب گیری بوده است.

تحقيقات ارايه شده در اين مقاله نشان ميدهد كه رزین های معمولي و بيو مواد قابل تجزيه در طبيعت به طور مشابه تجزيه حرارتي مي شوند. تحقيقات در مورد تغيير شــکل گرمايی، دوره هاي تغيير فرم متفاوت ماسه های قالب گیری را با تمامي چسب های مورد آزمايش نشان داد.

رابطه بين چسب های بيو مواد قابل تجزيه در طبيعت و رزین های مصنوعی ممکن اســت تاثير مثبتي بر خواص ماسه قالب گیری داشته باشد.

منابع:

منبع خارجی: Archives of Foundry Engineering Vol.15.2015

منبع فارسی: آبان ماه 1395- مجله صنعت ریخته گری

ترجمه: فرشاد رحیمیفراهانی

[1]Pielichowski, J., Puszyński, A. (2003). Plastic technology. Warsza- wa: WNT.

[2]Kilarska, M., Solarski, W., Zawada, J., Zieliński, E. (1990). Chem- ical binders molding. Kraków: Wydawnictwo AGH.

[3]Serghini, A. (2010). Silicate systems, cold-box – if they can reach the top?, Przegląd Odlewnictwa, 5-6, 220-225.

[4]Major-Gabryś, K. (2007). Moulding with water glass easy to knock out. Unpublished doctoral dissertation, AGH-University of Science and Technology, Kraków, Poland.

[5]Major-Gabryś K., Dobosz St.M. (2010). Loose weight self-hard- ening of hydrated sodium silicate and liquid hardeners ester. Polska Metalurgia w latach 2006-2010. Komitet Metalurgii Polskiej Aka- demii Nauk. Wydawnictwo Naukowe AKAPIT. Kraków, 328-335 M.

[6]Major-Gabryś, K., Dobosz, St.M. & Jakubski, J. (2013). Modified hydrated sodium silicate as a modern binder for ecological moulding sands. Manufacturing Technology. 13(1), 68-73. ISSN 1213-2489.

[7]Major-Gabryś K. & Dobosz, St.M. (2009). A new ester hardener for moulding sands with water glass having slower activity. Archives of Foundry Engineering. 9(4), 125-128.

[8]Dobosz, St.M. & Major-Gabryś, K. (2006). New aspects in the use of the mass with water glass. Materials Engineering SK. 13(3), 14-17.

[9]Novotny, J. (2005). Mass self-curing of the bonding system geo- polimerowym, Mat. VIII Konferencji Odlewniczej TECHNICAL 2005, 111-118.

[10]Burian, A., Antoš, P. & Hrazdera, M. (2005). Geopolymerni po- jivovy system a vlasnosti pojivove obalky zrn. Vyzkum a vyvoj ve slevarenstvi. 200-203.
Dobosz, St.M., Jelinek, P. & Major-Gabryś, K. (2011). Development tendencies of moulding and core sands, China Foundry. 8(4), 438-446. Kuciel, S., Liber-Kneć, A. & Zajchowski, S. (2009). Biocomposites matrix of thermoplastic starch or a mixture of polylactide with starch filled with natural fibers, POLIMERY. 54(10), 667-673.

[13]Avérous, L. (2004). Biodegradable multiphase system based on plasticized starch: A Review. Journal of Macromolecular Science. Part C – Polymer Reviews. C44(3), 231-274.

[14] Avérous, L. (2008). Polylactic acid: Synthesis, Properties and Application, Monomers, Polymers and Composites from Renewable Resources. Elsevier. 433-450.

[15] Coleman, D., Crossley, D. (1996). Fundamentals of Soil Ecology. London: Academic Press Limited, UK.

[16] Contractor’s Report to the Board, Performance Evaluation of Environmentally Degradable Plastic Packaging and Disposable Food Service Ware – Final Report, Zero Waste California Integrated Waste Management Board, 2007.

[17] Mohanty, A.K., Misra, M., and Drzal, L.T. (2005). Natural fibres, biopolymers, and their bio-composites. CRC Press: UK, 2005.

[18]Scott, G (2001). Environmentally degradable polyolefins: When, why and how. In Expert Group Meeting on Environmentally Degradable Plastics, Present Status and Perspectives. Trieste: ICS- UNIDO, 37-48.

[19] Choi, E.J. & Park, J.K. (1996). Study on biodegradability of PCL/SAN blend using composting method. Polymer Degradat. Sta- bil. 52, 321-326.

[20] Astete, C.E. & Sabliov, C.M. (2006). Synthesis and characteriza- tion of PLGA nanoparticles. Journal of Biomaterials Science – Poly- mer Edition. 17(3), 247-289.

[21] Iwamoto, A. & Tokiwa, Y. (1994). Enzymatic degradation of plastics containing polycaprolactone. Polymer Degradat. Stabil. 45(2), 205-213.

[22] Lewandowski, J.L. (1997). Materials for molds. Kraków.

[23] Gavi, E., Marchisio, D.L., Barresi, A.A. (2009). CFD model- ling of polycaprolactone nanoparticles precipitation via solvent – dis- placement for pharmaceutical applications, In: 8th World Congress of Chemical Engineering, 23-26.

[24] Pinto Reis, C., Neufeld, R.J., Ribeiro, A. & Veiga, F. (2006). Nanoencapsulation I. Methods for preparation of drug-loaded poly- meric nanoparticles, Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine. 2, 8-21.

[25] Grabowska, B. (2013). New polymeric binder in the form of aqueous composition involving poly (acrylic acid) or a salt there- of and a modified biopolymer for use in casting. Kraków: WN Akapit.

[26] Pielichowski, J. & Pielichowski, K. (1995). Application of thermal analysis for the investigation of polimer degradation pro- cess. Journal of Thermal Analysis. 43, 505-508.

[27] Dobosz, St. M. & Jakubski, J. (2001). Hot-distortion –impor- tant criterion for assessing the quality of core masses. Archives of Mechanical Technology and Automation. 21(spec.) 195–196.