שומרים על אקלים אופטימלי – כיצד תנאי הסביבה משפיעים על תכונות הפולימר?

במעבדת פולירם לוקחים את תנאי הסביבה בכובד ראש. המעבדה מקפידה על תנאי אקלים המנוטרים בקביעות, לצד ייבוש מקדים של חומר גלם ואקלום מקדים של דוגמאות הבדיקה 

"מזג האוויר מחר יהיה חם ולח בפנים הארץ, והביל במישור החוף", מכריז החזאי בתחזית של חודשי הקיץ החמים, ואנחנו כבר יודעים שזה יהיה עוד יום שכולו שהייה במזגן. אולם, אנשי תעשיית הפלסטיק יודעים, שגם הפולימרים, ממש כמו בני האדם, סובלים מתופעות לא רצויות בתנאים שבהם הלחות גבוהה מאוד.  

השפעת תנאי הסביבה על פולימרים שונים 

בעוד שהטמפרטורה, ככל שהיא נשארת בסביבות טמפרטורות החדר ורחוקה מטמפרטורות קריטיות כמו המעבר הזכוכיתי או ההיתוך, לא משפיעה באופן ניכר על הפולימר, לא כך הלחות. פולימרים מסוימים, במיוחד ההידרופיליים, סופחים לחות מהאוויר או ממגע ישיר עם מים. הלחות חודרת לפולימר ויוצרת אינטראקציה עם קבוצות פונקציונליות הידרופיליות, כמו קבוצות הידרוקסיל (-OH) או אמין (-NH₂).  

תהליך זה גורם לשינויים בתכונות החומר, כאשר המים יכולים לתפקד כמרכך טבעי. הם הופכים את הפולימר לרך וגמיש יותר ומורידים את טמפרטורת ה-Tg. לעיתים הם אף יכולים לבצע הידרוליזה (פירוק) של קשרים כימיים בפולימר. תופעה זו קיימת בפוליאסטרים ומשפיעה ישירות על התכונות המכאניות. 

גרף 1: ההבדלים בבדיקות מכאניות בין דוגמה תקינה לדוגמה בעלת אחוז לחות גבוה של פוליאמיד משוריין בסיבי זכוכית.

חשיבות ניטור תנאי הסביבה במעבדה 

מכאן ברורה חשיבות ייבוש חומר הגלם הן טרם ייצור הדוגמאות, והן טרם בדיקתן. על מנת שבדיקות המעבדה תהיינה ברות השוואה, חשוב לשמור על תנאי איקלום זהים הן מבחינת טמפרטורה והן מבחינת אחוזי לחות. 

עמרי חמו, מנהל המעבדה בפולירם, מכיר נושא זה מקרוב. "תנאי הסביבה חשובים ואין לזלזל בהם. על מנת לקבל תוצאות נכונות ומהימנות, אנחנו משקיעים הרבה בניטור תנאי סביבת המעבדה, הנמצאת בחלל סגור המבוקר עם מדי טמפרטורה המתריעים על יציאה מהטווח הרצוי (23±2 מעלות צלסיוס), ומדי לחות המנטרים את הסביבה ונמצאים על מדפי העבודה". 

כיצד מתבצע האיקלום במעבדה? 

לצד שמירה על תנאי אקלים קבועים, יש חשיבות גם לטיפול מקדים ואחיד בחומר גלם עצמו ובדגמי הבדיקה. "חומרי הגלם מיובשים טרם תהליך הזרקת הדגמים. לאחר ייצורם הם מועברים לדסיקנטים או לארון איקלום בו הלחות נשמרת ברמת של 20%, למשך 40 שעות. רק לאחר מכן מבוצעות הבדיקות. חשוב להבין שייבוש חומר הגלם טרם ההזרקה הכרחי. במידה וחומר הגלם הוזרק עם רמת לחות גבוהה, הנזק שנוצר למוצר הסופי אינו הפיך, וייבוש המוצר לא יביא לתוצאות תקינות". 

תמונה 2: למעלה: תהליך הידרוליזה של פוליאסטרים (PBT/PET), למטה: מנגנון ספיחת מים בניילון 6.

מה עושים במקרים של קבלת תוצאות חריגות? 

תוצאה חריגה יכולה להצביע על בעיה אמיתית בחומר, אך יכולה לנבוע גם מבעיה בתנאי האיקלום. "נהלי העבודה מקפידים על כך שזמן החשיפה של הדוגמאות לתנאי הסביבה יהיה קצר ככל האפשר. אך במידה ויש תוצאות חריגות, מבצעים בדיקות חוזרות על מנת לוודא את מקור הבעיה. תנאי הסביבה הם משהו שלא כדאי להקל בו ראש ויכולים, פעמים רבות, לרמוז על מקור הכשל", מסכם עמרי. 

למידע נוסף:
פולירם, עמרי חמו, [email protected] ,050-409-2909