روش تولید ژئوممبران

روش تولید ژئوممبران

ژئوممبران های پلیمری رامی توان با تعدادی ازتکنیک های مختلف ساخت وماهیت روش های ساخت خاص می تواند

ویژگی های مختلفی را به محصول نهایی بدهد.دوروش اصلی تولید عبارتندازاکستروژن وعملیات کلندری.

اکستروژن رامیتوان به سه روش فرعی تقسیم کرد:اکستروژن دمشی،اکستروژن ریخته گری وپوشش اکستروژن.

 ژئوممبران های پلی الفین

(یعنیHDPELLDPE وfPP)همگی باروش اکستروژن ساخته می شوندکه درآن رزین پلیمری به صورت پلت شده بایک کنسانتره پلت شده به نام مستربچ مخلوط می شود.

 مستربچ شامل فرمول های افزودنی مانندکربن سیاه(یادی اکسیدتیتانیوم درموردغشاهای سفید)،آنتی اکسیدان هاوتثبیت کننده ها است.

سپس مخلوط به یک اکسترودرواردمی شودکه درآن مواد گرم می شوند،کاملاًمخلوط می شوندوبااستفاده ازیک پیچ مخروطی مخصوص برش داده می شوند.

محدوده

  اختراع حاضرفرمولاسیون وفرآیندساخت ژئوممبران ازلاستیک بازیافتی وژئوممبران بدست آمده ازاین فرآیندراشرح می دهد. اختراع حاضر در فرآیندهای صنعتی معدن، ساخت و ساز، مدیریت پسماند، کشاورزی و آبزی پروری از جمله موارد مرتبط با حفاظت از خاک کاربرد دارد.

حفاظت، حفاظت، انتقال و ذخیره آب؛ حوضه ها و استخرها؛ محل دفن زباله های جامد شهری و زباله های خطرناک؛

و استخرهای جمع آوری شیرابه و فرآیند، در میان دیگران.

وضعیت

  ژئوممبران هاورق های پلیمری انعطاف پذیری هستندکه به عنوان پوشش های سدی نسبتاًغیرقابل نفوذ در برابر بخارات ویامایعات طراحی شده اندتادر موقعیت های مختلف مهاری

(آب،سیالات فرآیندی،شیرابه،مایعات معدنی وپساب های مایع صنعتی وآلوده)درکاربردهایی که خاک رس طبیعی،خاک یاسایر گزینه های مهار ممکن یا قابل دوام نیست.

خواص ژئوممبران های پلیمری

عمدتاً توسط ساختار (معماری زنجیره ای)،وزن مولکولی(طول زنجیره) وکریستالی(تراکم بسته بندی زنجیره)پلیمر تشکیل دهنده تعیین می شود. ژئوممبران‌های رایج رامی‌توان به دو دسته کلی طبقه‌بندی کرد،بسته به اینکه پلیمری که ازآن ساخته می‌شود،ترموپلاستیک باشدیاگرماسخت(یعنی زنجیره‌های پلیمری آن‌هابه هم مرتبط باشند).

حرارت

اگرچه ژئوممبران های مقاوم در برابر حرارت می توانند دوام طولانی مدت عالی از خود نشان دهند، اما پرمصرف ترین پلیمر در صنعت نیستند.

به دلیل عملکرد مکانیکی عالی، مقاومت بالا در برابر انواع مواد شیمیایی(اسیدها،الکل ها،آلی وغیره)،نفوذپذیری کم،

مقاومت در برابر جوشکاری خوب، خواص خوب دردماهای پایین و هزینه کم،پلی اتیلن با چگالی بالا(HDPE)

پرکاربردترین پلیمر برای ساخت ژئوممبران ها که در حدود 95 درصد موارد انتخاب شده است. بسیاری از این ویژگی ها به دلیل کریستالی بودن بالای آن است.

با این حال، رزین های HDPE (چگالی برابر یا بیشتر از 0.941 گرم در سی سی) به دلیل تمایل به ترک خوردن در اثر

تنش های محیطی، برای ساخت ژئوممبران استفاده نمی شوند.

ژئوممبران های HDPE در واقع از رزین های پلی اتیلن با چگالی متوسط (MDPE) بین 0.932 تا 0.940

گرم در سی سی ساخته شده اند که با افزودن ماده افزودنی به نام کربن بلک، به چگالی HDPE می رسد.

ترکیب مناسب

97.5 درصد وزنی و ترکیب مناسبی از مواد افزودنی که از مواد در برابر اکسیداسیون حرارتی و اشعه ماوراء بنفش محافظت می کند،

که در آن باید موارد زیر را در نظر گرفت: کربن سیاه، معمولاً در غلظت های 2 درصد وزنی،

آنتی اکسیدان ها و تثبیت کننده ها، در غلظت های حداقل 5000 ppm افزودنی ها برای عملکرد خوب خدمات ژئوممبران حیاتی هستند.

به طور خاص، کربن سیاه هنگامی که دارای بالاترین کیفیت باشد، یعنی زمانی که اندازه ذرات آن در

حد 18 تا 22 نانومتر باشد، و زمانی که در غلظت های بین 2، 5 تا 3.0 درصد وجود داشته باشد،یک تثبیت کننده پرتو UV کارآمد است.

بر حسب وزن بسته افزودنی باید آنتی اکسیدان ها و تثبیت کننده های با کارایی بالا را نیز در نظر بگیرد

که از اکسیداسیون موادجلوگیری می کند. آنها با هم عملکرد عالی را در محدوده دمایی تا 300 درجه سانتیگراد و حدود 20 سال عمر تضمین می کنند.

مشخصات کیفی

حداقل مشخصات کیفی یک ژئوممبرانHDPEدراستانداردSpecification GRI Test Methods GM-13که باهمکاری تولیدکنندگان ژئوممبرانHDPE تهیه شده است،آمده است.

بر این اساس، یک ژئوممبران بایددارای خواص کششی، مقاومت به پارگی،محتوای وپراکندگی کربن سیاه ومقاومت در برابر حمله ترمو اکسیداتیو، خاص و بهینه باشد.

پلی اتیلن با چگالی بالا

یک ژئوممبران پلی اتیلن با چگالی بالا و یک روش تولید آن را توصیف می کند.ژئوممبران از پلی اتیلن با چگالی

بالابرای نیازهای خاص به عنوان ماده اصلی ساخته شده است، با افزودن یک مستربچ که به طور مستقل توسعه یافته و

افزودنی هایی که شامل تثبیت کننده نور، تثبیت کننده حرارتی، آنتی اکسیدان و عامل سخت کننده می باشد.

این مزایایی دارد که نیاز به سرمایه گذاری کم دارد، تخلیه گرد و غبار یا آلودگی محیطی وجود ندارد،

میزان استفاده بالایی از مواد خام دارد، مصرف انرژی پایینی دارد، عملکرد خوب محصول تایید می شود، کیفیت پایدار است و کم هزینه است.

اندازه ذرات

فرمولاسیونی مانند افزایش اندازه ذرات لاستیک به طور قابل توجهی خارج از استفاده، افزایش بیشتر ازدیاد طول در نقطه شکست و

در نتیجه سازگاری، در اولین ویژگی برتر از ژئوممبران تجاری، مشخص می شود زیرا شامل مخلوطی بین 50 است.و70درصد وزنیMDPE،بین10تا25درصد وزنی ذرات لاستیک وبین10تا25درصد وزنی ماتریس پلیمری توپولوژی کنترل شده.

MDPE

تهیه ماده پایه ژئوممبران (مخلوط نهایی)بااستفاده ازفرآینداختلاط مذابMDPE

پیش اختلاط یامستربچ گفته شده،که به وسیله آن ماتریس پلیمری دیگری از توپولوژی کنترل شده گنجانده شده است که به طور قابل توجهی کاویتاسیون ذرات لاستیک رابهبود می بخشد.

و نفوذ ماتریس پلی اتیلن با کاهش ضخامت رباط ماتریس و افزایش چگالی گره خوردگی مواد

که درآن فرآیند اختلاط مذاب در تجهیزات اختلاط دسته ای یا پیوسته و در پردازش دسته ای یا پیوسته انجام می شود.

که در آن ترکیب مخلوط نهایی بین 50 تا 70 درصد وزنی MDPE و بین 30 تا 50 درصد

وزنی مخلوط قبلی است.وبرای به دست آوردن ژئوممبران مذکور،فرآینداکستروژن،ترمولامینیت وقالب گیری ریخته گری راانجام دهید.