ابر یا همان اسفنج نوعی فوم نرم و انعطاف پذیر پلی یورتان می باشد. این نوع فوم پلی یورتان در دانسیته های مختلف که معمولا بین 12 الی 35 کیلوگرم بر متر مکعب است تولید می شود. یکی از مهم ترین و گسترده ترین مصارف اسفنج در صنعت مبلمان خانگی می باشد. معمولا اسفنج های با دانسیته بالاتر ماننده 30 کیلوگرم بر متر مکعب را در قسمت کف یا نشیمن مبلمان استفاده می کنند. و همچنین از اسفنج های با دانسیته پایین تر در قسمت های تکیه گاه و دسته های مبل استفاده می شود.
نحوه تولید اسفنج پلی یورتان
فرآیند تولید اسفنج شامل دو مرحله اصلی تنظیم دمای مواد اولیه و سپس اختلاط مواد طبق فرمول مشخص می باشد. با تغییر در فرمولاسیون می توان دانسیته اسفنج و میزان سختی و خواص مکانیکی آن را تغییر داد.
اسفنج پلی یورتان عمدتا در در دو روش تولید می شود. روش اول که روش سنتی و قدیمی می باشد روش قالبی یا اصطلاحا بچ هست. در این روش مواد اولیه را بعد از تنظیم دمای آن طبق فرمول مشخص وزن کرده و با هم ترکیب می کنند و سپس به درون یک قالب با ابعاد دلخواه میریزند.
روش دوم در تولید اسفنج پلی یورتان روش مکانیره و کانتینویس(پیوسته) می باشد که اصطلاحا به خط تولید کانوایر معروف است. در این روش مواد اولیه از قبل درون مخزن های بزرگ بارگیری می شود. و سپس از طریق پی ال سی به پمپ های متصل به این مخازن دستور داده می شود تا هریک از مواد را با دبی مشخص از مخازن بیرون کشیده و در قسمت خروجی یا همان هد دستگاه میکس کند. سپس مواد میکس شده روی یک ریل در حال حرکت تخلیه می شود. و در انتهای خط تولید توسط دستگاه مخصوص برش داده می شود.
مواد اولیه اسفنج
مواد اولیه اسفنج پلی یورتان شامل موارد زیر می شود:
پلی ال معمولی و 10 یا 43 درصد
تی دی آی
کاتالیست آمین
کاتالیست قلع
سرفکتانت سیلکنی
متیلن کلراید
آب
فیلر
مجموعه فومیران پلیمر با تاسیس خطوط تولیدی مختلف ابر و اسفنج پلی یورتان برای مشتریان محترم خود که در زمینه تولید ابر و اسفنج فعالیت دارند، امکان تامین انواع ابر و اسفنج با دانسیته ها و کیفیت های مختلف را برای مصارف مبلمان، سرویس خواب، اسکاج، صنایع تودوزی و… دارا می باشد.
پلی یورتان در واقع یک دسته‌ی وسیع از الاستومرها و یا برخی از ترکیبات صلب پلیمری را شامل می شود. پلی یورتان به یک نوع ترکیب پلیمری گفته می شود که از تعداد زیادی گروه های یورتانی تشکیل شده اند.
همانطور که در تصویر زیر به وضوح مشخص است، گروه های یورتانی از واکنش شیمیایی گرماده میان یک گروه عاملی هیدروکسیلی(الکلی) و یک گروه عاملی ایزوسیاناتی به وجود می آیند.
واکنش اصلی تشکیل پلی یورتان
فوم چیست؟
در میان کلیه ترکیبات پلیمری، در فرآیند فرآوری برخی از پلیمرها می توان از یک عامل فوم زای فیزیکی یا شیمیایی استفاده کرد. عوامل فوم زا در واقع عواملی هستند که طی یک واکنش شیمیایی(عامل فوم زای شیمیایی) یا بصورت فیزیکی(مانند تبخیر و…) منجر به تولید گاز در حین فرآیند فرآوری یا شکل دهی پلیمر می شوند. گازهای بوجود آمده به وسیله این عوامل طی فرآیند، سبب ایجاد حفرات بسیار ریز یا بزرگ بصورت یکنواخت در میان نمونه پلیمری می شوند، لذا از این رو محصول نهایی را فوم پلیمری می نامند.
از میان انواع فوم های پلیمری که در سایر مقالات به آن ها اشاره شده است، فوم های پلی یورتان یک دسته بزرگ و پرکاربرد می باشند که خود انواع مختلفی را شامل می شوند.
فوم پلی یورتان
فوم های پلی یورتان به دو دسته بزرگ فوم های سخت و فوم های انعطاف پذیر تقسیم می شوند. تفاوت اصلی این دو دسته در انتخاب نوع رزین پلی ال و عامل پخت ایزوسیاناتی می باشد. معمولا در فوم های سخت قسمت عمده رزین پلی ال را گروه های استری(پلی استر پلی ال‌ها) تشکیل می دهند. و گروه ایزوسیاناتی شامل حالت پلیمریک متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات(پی ام دی آی) می باشد. زیرا گروه های استری به دلیل ماهیت قطبی خود دارای انعطاف پذیری کمتری بوده، و همچنین پی ام دی آی به دلیل داشتن عاملیت بیشتر از دو(بیشتر از دو گروه عاملی ایزوسیاناتی در هر مولکول) سبب تشکیل گروه های قطبی و سخت یورتانی بیشتر، و بیشتر شبکه‌ای شدن ترکیب می شوند. این دو عامل در واقع عوامل اصلی تشکیل فوم های سخت پلی یورتان می باشند.
اما در فوم های انعطاف پذیز پلی یورتان عمدتا از پلی ال های اتری(پلی اتر پلی ال‌ها) و عوامل ایزوسیاناتی با عاملیت پایین تر شامل تولوئن دی ایزوسیانات(تی دی آی) و یا ام دی آی پری پلیمره شده(PMDI) استفاده می شود.
ابر و اسفنج بصورت اصطلاحاتی عامیانه در صنعت پلی یورتان به ویژه مبل سازان و تولید کنندگان سرویس های خواب و… رایج می باشند. این دو اصطلاح در واقع هردو یک نوع فوم انعطاف پذیر پلی یورتان می‌باشد.
همانطور که در سایر مقالات اشاره شده است، فوم های پلی یورتان به طور کلی به دو نوع فوم های سخت و فوم های نرم یا انعطاف پذیر دسته بندی می شوند که هر دسته خود دارای انواع مختلفی می باشد.
دسته‌ی دوم که شامل انواع فوم های انعطاف پذیر پلی یورتان می شود، به صورت عمده در کشور شامل سه نوع اسفنج، فوم سرد و فوم گرم می‌شود. در این متن هدف اصلی ما آشنایی بیشتر با نوع اول یعنی اسفنج پلی یورتان یا به طور عامیانه همان ابر(ابر و اسفنج) می باشد. در ادامه و در مقالات بعدی به تشریح بیشتر انواع دیگر فوم های انعطاف پزیر و فوم های سخت پلی یورتان خواهیم پرداخت.
اسفنج پلی یورتان از ترکیب و واکنش میان چند نوع ماده شیمیایی تشکیل می شود، که البته حضور برخی از این مواد برای تشکیل فوم یا اسفنج ضروری بوده و برخی دیگر نیز به عنوان افزودنی از قبیل افزودنی های خنثی از نظر واکنش شیمیایی و یا افزودنی های واکنش پذیر، برای مقاصد خاص در ترکیب این فوم ها به کار گرفته می شوند.
مواد اولیه
از لحاظ مواد اوّلیه شمیایی، مواد اصلی و ضروری برای تشکیل ابر و اسفنج شامل موارد زیر می شود:
1- رزین پلی ال
2- عامل فوم زا(آب و متیلن کلراید)
3- عامل فعال سطحی(روغن سیلیکون)
4- کاتالیزور آمین(دابکو)
5- کاتالیزور فلزی قلع(کاسموس)
6- عامل پخت یا هاردنر(تولوئن دی ایزوسیانات یا همان تی دی آی)
البته همان طور که پیش از این اشاره شد مواد شیمیایی افزودنی دیگری نیز وجود دارد که برای مقاصد خاص از جمله افزایش خواص مکانیکی و حرارتی، کاهش قیمت و… می توانند در ترکیب اسفنج پلی یورتان به کار گرفته شوند که در سایر مقالات به آن ها اشاره شده است.
فرآیند تولید
و اما از لحاظ فرآیندی، تولید اسفنج های پلی یورتان دارای پیچیدگی کمتری نسبت به سایر انواع فوم های می باشد. تولید ابر و اسفنج به طور اصلی شامل یه مرحله فرآیند اختلاط و تخلیه می باشد. فرآیند تنظیم دمای مواد اوّلیه هم دیگر قسمت مهم در تولید ابر و اسفنج می باشد. این فرآیند اختلاط و تخلیه در تولید ابر و اسفنج امروزه در دنیا و در کشور ما به دو صورت فرآیند نا پیوسته(قالبی) و فرآیند پیوسته(کانوایر) انجام می شود که هر مورد دارای جزئیات خاص خود می باشد.
به طور کلی تولید صنعتی ابر و اسفنج در مقیاس های بزرگ انجام می شود. در فرآیند قالبی معمولا ابعاد قالب حداقل دو متر مکعب و بیشتر بوده، و در فرآیند های پیوسته نیز عرض کانال متحرک(کانوایر)، یک الی دو متر می باشد، و طول کانال معمولا بیشتر از ده متر(ده الی بیست متر و بیشتر) است. همچنین فرآیند تولید در این سیستم ها بصورت ارتفاع آزاد بوده یعنی قالب ها بصورت در باز می باشند و اسفنج آزادانه رشد می کند.
امروزه همچنین سیستم های پیوسته تولید اسفنج بصورت استوانه‌ای نیز راه اندازی شده است. این اسفنج ها غالبا برای تهیه رول های اسفنج پلی یورتان به کار می روند.
🔹صنعت ابر و اسفنج کشور نیازمند تحول علمی و مدیریتی است🔹
🔻صنعت ابر و اسفنج کشور به عنوان یکی از صنایع نسبتا جوان کشور شناخته می شود. تولیدات این بخش از صنعت در انواع کالای خواب، مبلمان خانگی و اداری، صنایع خودروسازی، صنایع فعال در تصفیه و… کاربرد دارد. طبق آخرین آمارها که البته کاملا شفاف هم نمی‌باشد، نیاز کشور به تولیدات این صنعت تا حد زیادی درداخل تامین می شود و حجم کمی از تولیدات ابر و اسفنج عمدتا در قالب محصول نهایی به برخی از کشور های همجوار صادر می شود. با توجه به ظرفیت های داخلی کشور نظیر صنایع پتروشیمی، نیروهای کار جوان و تحصیل کرده، و با توجه به اینکه تمامی کارخانه های فعال در این بخش با توجه به هزینه های ثابت بالا از درصد خیلی کمی از ظرفیت تولیدی خود بهره می برند، می توان با کمی همّت و مدیریت، این صنعت و صنایع مربوطه را بهینه و توسعه یافته تر نمود تا علاوه بر تولید محصولات باکیفیت و رقابتی برای نیاز داخلی کشور، بتوان حجم بیشتری از مصرف کشورهای همسایه از قبیل عراق، افغانستان و… را از سیطره کارخانه ها و محصولات کشور ترکیه بیرون آورد، و با توجه به قیمت نسبتا بالای محصولات این صنعت به ارز آوری قابل توجهی برای کشور دست یافت. به همین بهانه با دو پژوهشگر و فعال در این صنعت، مهندس الیاس ارندان فارغ التحصیل مهندسی شیمی و اقتصاد از دانشگاه صنعتی شریف و سید رشید شاه چراغ کارشناس ارشد کار آفرینی و پژوهشگر حوزه نوآوری در صنعت و کسب و کار مصاحبه می کنیم.
سوال اول
📌صنعت ابرو اسفنج دقیقا شامل چه محصولاتی می شود و این صنعت از نظر فنی و کسب وکاری چه وضعیتی دارد؟
🔻الیاس ارندان: صنعت ابر و اسفنج در واقع یکی از زیر مجموعه های صنایع پلیمر و پلی یورتان کشور می باشد. در اینجا منظور ما از ابر و اسفنج، به طور علمی همان فوم های انعطاف پذیر پلی یورتان می باشند که در صنعت داخل به دو دسته کلی شامل انواع اسفنج های نرم پلی یورتان، و دسته دوم که با کمی تغییر در فرمولاسیون و شرایط فرآیندی دارای سختی بیشتری نسبت به دسته اول می باشند است. همچنین لازم به ذکر است که دسته دوم را به طور عامیانه به دو نوع فوم های سرد و گرم تقسیم بندی می کنند. این محصولات عمدتا در صنایع مختلفی از جمله مبلمان خانگی و انواع سرویس های خواب، صندلی های اداری، صندلی و رو کش صندلی انواع وسایل نقلیه زمینی و هوایی، و یا به صورت کوچکتر می توان به مصارفی از قبیل اسکاج، تخته پاک کن، صنایع تودوزی کفش و… اشاره کرد. البته جدیدا در داخل کشور از اسفنج های نرم متخلخل برای مصارفی از قبیل تصفیه آب و هوا نیز استفاده می شود.
🔻سید رشید شاه چراغ: با توجه به کاربرد وسیعی که محصولات صنعت ابر و اسفنج در بازار مصرف دارد می توان اینگونه بیان کرد که وضعیت مالی این صنعت از حیث فروش و داشتن بازار در وضعیت خوبی قرار دارد اما این شرایط با کمی تدبیر و به کارگیری روشهای فروش نوین و به کارگیری هرچه بیشتر علم و دانش می تواند به گونه ای رشد کند که هم تولید کنندگان محترم و هم زنجیره مصرف و نهایتا مصرف کننده نهایی همگی به مطلوبیت حاصل از تولید و مصرف دست یابند.
سوال دوم
📌فرصت های توسعه بازار این صنعت چه چیزهایی می باشد؟
🔻سید رشید شاه چراغ: با توجه به وضعیت کشورهای همسایه ایران، می توان بازار بالقوه 300میلیونی مصرف کننده ابر و اسفنج را به عنوان یک بازار جذاب و البته پر سود در نظر گرفت. اما وضعیت تولید این محصول در کشور به گونه ای نیست که برنامه‌ای جدی و هدفمند برای ورود به این بازارها داشته باشد. به همین خاطر یکی از فرصتهای مهم این صنعت می تواند ورود به بازارهای صادراتی کشور های همسایه و منطقه باشد. فرصت بالقوه دیگر این صنعت که می تواند کشور را از واردات برخی محصولات مستقل کند به کارگیری تکنولوژی های جدید در تولید، و ترکیب دانش و صنعت برای تولید محصولاتی است که نیاز مصرف کنندگان از حیث قیمت و کیفیت را به نحو احسن تامین کند.
🔻الیاس ارندان: به نظر من به علت خالی بودن کاربرد دانش در صنعت پلی یورتان کشور، امروزه شاهد ورود محصولات پلی‌یورتانی جدیدی از جمله انواع فوم های حافظه دار، فوم های ضد حریق، اسفنج های تصفیه آب، اسفنج های آبکش برای گل های مصنوعی و… به داخل کشور هستیم. که با اندکی سرمایه گذاری در بخش تحقیق و توسعه و به کارگیری اصولی از دانش متخصصین فعال در این صنعت، یا با ایجاد پل های ارتباطی بیشتر میان صنعت و دانشگاه، به راحتی و با اندکی تلاش می توان به دانش فنی تولید این محصولات مصرفی جدید دست یافت، و از این رو علاوه بر مستقل شدن این صنایع نسبت به خارج از کشور و جلوگیری از خروج ارز، با راه اندازی خطوط تولید جدید نیروی کار بیشتری را به کار گرفت و حجم بازار این صنعت را توسعه داد.
سوال سوم
📌برای بهبود وضعیت و استفاده از فرصت های ذکر شده چه اقداماتی باید انجام شود؟
🔻برای بهبود وضعیت و استفاده از این فرصتها باید در دو بخش تغییرات اساسی و کارآمد ایجاد کرد. بخش اول بخش فنی و تکنولوژیکی کسب وکار می باشد که همانطور که در بخش قبلی اشاره شد، با به کارگیری دانش فنی نیروهای متخصص جوان و خلاق، ایجاد پل های ارتباطی بیشتر بین صنعت و دانشگاه و اندکی همدلی می توان به پیشرفت خوبی در این بخش رسید. و بخش دیگر مسائل کسب وکار و مدیریتی می باشد. به نظرمی رسد باید این صنعت بسیار فراتر از وضعیت موجود بهینه سازی شود. این بهینه سازی در بخشهای تولید، خطوط تولید پراکنش مراکز تولید و عدم تمرکز زدایی باید انجام شود. همچنین با بررسی این بازار در بخش فروش و عرضه محصول، گاها با نوسانات ارزی و تامین کالا برای مصرف کنند گان و تولید کنندگان مواجه می شویم که می توان این نوسانات را با یکپارچه سازی و به هنگام سازی تولید با رویکرد مقابله با نوسانات و رفاه بیشتر مشتریان و مصرف کنندگان خنثی کرد.
سوال چهارم
📌درحال حاضر وضعیت دانش فنی صنعت و مراکز علمی ما در این حوزه در چه وضعیتی می باشد؟
🔻از لحاظ علمی با وجود مراکز مهم و فعالی مانند مرکز تحقیقات پلیمر و پتروشیمی کشور در نزدیکی شهرستان کرج که دارای یک واحد اختصاصی پلی یورتان می باشد، و یا حضور دانشجویان دارای ایده و برخی اساتید فعال در این صنایع، تا حد خوبی خوراک علمی کافی برای این صنایع موجود است و یا به سهل و وصول می باشد. اما در بخش صنعت که از بدو تاسیس (با توجه به قیمت پایین مواد اولیه و هزینه کم ضایعات در سال های اولیه تاسیس) به صورت کاملا تجربی بوده و به همین منوال نیز ادامه داشته، تا جایی که امروزه با وجود هزینه به شدت بالای مواد اولیه و ضایعات همچنان جای خالی دانش فنی در این صنعت احساس می شود، و گاها شاهد زیان های شدید و حجم ضایعات و خسارت های بالای وارد شده به کارخانجات فعال در این صنایع هستیم که عمده این مشکلات با به کارگیری دانش نیرو های متخصص قابل پیشگیری بوده و به حداقل خواهد رسید. به کارگیری دانش و علم در صنعت و کسب وکار می تواند تحولی شگرفت و قابل توجه از بعد مالی و فنی در محصولات و خدمات ایجاد کند. صنعت ابر و اسفنج هم از این امر مستثنی نیست و می توان با تعامل دوسویه ما بین صنعت و دانشگاه که از آرزوها و آرمانهای دیرینه می باشد این تحول را هرچه زود به مرحله عمل رسانید. با توجه به سود آوری و منابع سرشار این صنعت درکشور می توان با به کارگیری دانش و تکنولوژی نوید روزهای خوبی برای فضای کسب وکار و وصنعت کشورمان داشته باشیم.
به اطلاع همراهان عزیز و گرامی می‌رسانیم، گروه مهندسی فومیران پلیمر شریف با هدف آموزش نکات اصولی علمی و عملیِ مرتبط با تولید محصولات پلی یورتانی به ویژه فوم ها و اسفنج‌های پلی یورتانی(ابر و اسفنج) اقدام به برگزاری کارگاه های آموزشی علمی و عملی کرده است.
کارگاه های آموزش علمی در محل دفتر شرکت، و آموزش عملی در محل کارگاه های تولیدی همکار با شرکت فومیران پلیمر برگزار خواهند شد.
شرکت در این کارگاه ها برای همکاران تولید کننده گرامی که به هر دلیل با مشکلات مختلفی در تولید خود از جمله حجم ضایعات بالا، سوددهی نامناسب، عدم کیفیت مطلوب محصول تولیدی و… روبه رو هستند، بسیار مناسب می باشد.
کلیه آموزش های علمی این کارگاه توسط مهندسین متخصص و مجرب شرکت مهندسی فومیران پلیمر ارائه خواهد شد. بخش عملی نیز با توجه به تشخیص نیاز کارآموز گرامی در محل کارگاه تولیدی بصورت تولید عملی نمونه آزمایشگاهی در مقیاس کوچک و تولید نمونه صنعتی در مقیاس بزرگ با هزینه تامین مواد اوّلیه نمونه صنعتی از طرف شرکت، قابل برگزاری خواهد بود.
مطالب ارائه شده در کارگاه های علمی شامل آموزش زوایای مختلف فرمولاسیون محصولات پلی یورتانی، آموزش فرمول نویسی در ابعاد مختلف، شناخت انواع مواد اوّلیه رایج و عملکرد هرکدام در واکنش ها و تاثیر هر یک بر خواص نمونه تولید شده نهایی، ارائه ایده های نوع و کار آمد در حوزه پلی یورتان و… خواهد بود.
گروه مهندسی فومیران پلیمر با بکارگیری تجهیزات و دانش تخصصی روز دنیا آمادگی خود را جهت فراهم کردن انواع فوم ها(سرد،گرم،گیاهی،سخت و…) و اسفنج های یورتانی برای مصارف مختلف از جمله مبلمان، صندلی، خودرو و… اعلام می دارد.
شما می توانید با خیالی آسوده از کیفیت محصولات و تضمین قیمت مناست از طرف ما، نیاز خود به هرگونه فوم و اسفنج برای مصارف مختلف را به اعلام دارید.
ما همچنین خود را موظف به ارائه شناسنامه کیفی محصولات تولید شده به مشتریان و همکارن ارجمند می دانیم.
از دیگر فعالیت‌های ما در زمینه فوم و اسفنج پلی‌یورتان، راه اندازی انواع خطوط تولید می‌باشد.
