Ce este tehnologia Kuzeyboru Polestra™?

Material de umplutură hibrid inovator pentru sisteme compozite polimerice: Tehnologia Kuzeyboru Polestra™

Ce este Polestra™? În proiectele de infrastructură, selecția conductelor este de obicei orientată către costuri imediate. Cu toate acestea, costul real al unei conducte destinate să rămână sub pământ timp de decenii este determinat nu doar de prețul său de achiziție, ci și de durabilitatea sa. Tocmai de aceea am dezvoltat Polestra™. Polestra™ este o tehnologie inovatoare de umplutură hibridă pentru sisteme compozite polimerice, dezvoltată de centrul de R&D (Cercetare și Dezvoltare) al Kuzeyboru. Concepută pentru a optimiza proprietățile mecanice și termice ale sistemelor compozite cu matrice termoplastică, Polestra™ este o formulă hibridă inovatoare care depășește abordările tradiționale ale materialelor de umplutură monocomponente. Proiectată în principal pentru a fi utilizată în grupurile de produse pe bază de polimeri, această structură reprezintă o soluție inginerească de înaltă tehnologie care maximizează simultan parametrii de rezistență mecanică ridicată (rigiditate, amortizarea șocurilor), rezistență chimică superioară, ușurință structurală și rentabilitate la scară industrială.

Sistem de umplutură hibrid sub formă de granule: Polestra™

Succesul termodinamic și morfologic al Polestra™ se bazează pe interacțiunea sinergică dintre fazele din structura sa. Este un sistem de umplutură hibrid consolidat cu particule anorganice selectate pentru a îmbunătăți performanța mecanică și stabilitatea structurală a materialului, și modificat cu o fază elastomerică (elastomeric phase) pentru a elimina riscurile potențiale de fragilitate (brittleness) și tensiunile interfaciale pe care structurile anorganice rigide le-ar putea crea în cadrul matricei.
Datorită fazei elastomerice, sistemul creează o punte excelentă între materialele de umplutură anorganice și matricea polimerică, formând o structură care crește rezistența la impact (impact strength).
În faza finală, Polestra™ este formulată într-o morfologie de granule solide în care componentele sale organice și anorganice se dispersează omogen datorită capacității lor ridicate de dispersie, fără a altera fluiditatea topiturii în procesele de extrudare (extrusion).

Caracterizarea materialelor – Analize de微structură

Eficiența sistemului de umplutură hibrid Polestra™ în cadrul matricei termoplastice trebuie evaluată prin prisma structurii morfologice și a interacțiunilor interfaciale formate de componente.
În acest cadru, omogenitatea microstructurală, dispersia (repartizarea) particulelor și calitatea legăturii dintre fazele materialului de umplutură hibrid au fost examinate cu ajutorul imaginilor de microscopie electronică cu scanare (SEM-Scanning Electron Microscopy).

Imagine a microstructurii SEM a sistemului de umplutură hibrid anorganic Polestra™

Imaginea cartografierii elementare a materialului de umplutură hibrid Polestra™

Creșterea performanței conductelor corugate cu perete dublu din HDPE

În analizele mecanice efectuate pe conducte din HDPE aditivate cu materialul de umplutură hibrid Polestra™, s-a determinat că valorile rigidității inelare (ring stiffness) ale conductelor au oscilat între 9.43 și 12.20 kN/m² (medie ≈10.7 kN/m²).
În schimb, s-a observat că aceste valori au rămas la niveluri cuprinse între 6.12 și 9.06 kN/m² (medie ≈7.45 kN/m²) pentru conductele de referință produse cu formule de umplutură standard.

Conducte corugate cu perete dublu din HDPE SN8, Ø200 produse cu tehnologia de umplutură Polestra™ (stânga), Compararea rigidității inelare între conductele corugate cu perete dublu produse cu tehnologia de umplutură hibridă Polestra™ și cele produse cu umplutură tradițională (dreapta)

Această creștere mecanică semnificativă, care corespunde unui procent de aproximativ 43%, este o valoare critică pentru integritatea structurală a sistemelor de conducte corugate cu perete dublu. Acest lucru se datorează faptului că rigiditatea inelară este cel mai fundamental indicator al capacității unei conducte, în aplicațiile de infrastructură subterană, de a rezista deformării verticale (vertical deflection) la care va fi expusă sub greutatea rambleului și a sarcinilor de trafic dinamic.

Modificarea elastomerică din structura hibridă a Polestra™ optimizează transferul de sarcină, crescând considerabil capacitatea materialului de a amortiza aceste tensiuni externe.

Modificarea structurală a conductelor corugate cu perete dublu din HDPE SN8, Ø200 produse cu tehnologia de umplutură Polestra™ în urma testului de flexibilitate inelară (ID: diametru interior)

Rezultatele testului de flexibilitate inelară au demonstrat că toate conductele evaluate și-au păstrat integritatea structurală sub deformarea specificată și nu au apărut semne vizibile de fisuri, delaminare (separare interlaminară) sau prăbușire a peretelui.

Efectele asupra procesului de extrudare și durabilitate

Materialul de umplutură hibrid Polestra™ îmbunătățește fluiditatea topiturii în sistemele de extrudare, facilitând astfel procesul și minimizând costurile de producție unitare. Compatibilitatea sa ridicată cu materia primă originală din polietilenă, în special în liniile de extrudare a conductelor corugate, reduce semnificativ ratele de rebut (deșeuri), oferind un model de producție durabil și flexibil din punct de vedere operațional.

Faza elastomerică integrată în sistem oferă o procesabilitate excelentă (processability) datorită elasticității pe care o conferă topiturii; crește eficiența extrudării și durata de viață a filierei prin amortizarea tensiunilor de forfecare (shear stress) interne.

Brevet și contribuție la ecosistemul științific

Tehnologia de umplutură hibridă Polestra™ s-a concretizat ca urmare a unei viziuni de R&D sistematice și pe termen lung. Drepturile de proprietate intelectuală ale acestei formule unice au intrat în procesul de securizare prin intermediul unei cereri de brevet.

Articolul nostru de cercetare, care expune cu o totală transparență științifică creșterea performanței Polestra™ în producția de conducte corugate cu perete dublu din HDPE și efectele morfologice ale sistemului de umplutură anorganic hibrid modificat cu o fază elastomerică, a fost publicat în revista MDPI-Polymers, una dintre cele mai prestigioase publicații academice la nivel mondial (clasa Q1) în domeniul științei polimerilor.

(Pentru consultarea articolului doi: https://doi.org/10.3390/polym18030385).

Provenită din laboratoarele centrului de R&D al Kuzeyboru A.Ş. și integrată în literatura mondială, această publicație calificată și acest ecosistem de brevete reprezintă indicatorii cei mai concreți ai misiunii noastre de a produce tehnologii durabile, inovatoare și bazate pe fundamente științifice, cu valoare adăugată ridicată în industria conductelor din plastic.