تاریخچه اختراع فوم – یونولیت – فوم پلی استایرن

تاریخچه اختراع فوم و یونولیت که امروزه حوزه‌ های گسترده ‌ای از مواد اولیه عایق سازی در پروژه های ساختمان سازی را تحت پوشش خود قرار داده است، بسیار جذاب و خواندنی است. پلی استایرن یک ماده پلیمری قوی می باشد که در اکثر سیستم های تزریق پلاستیک، دستگاه های اکسترود و سیستم های قالب گیری مورد استفاده قرار می گیرد. بارها در منابع مختلف به آن اشاره شده است که ماده اصلی برای ساخت یونولیت سقفی، گرانول های جامد پلی استایرن هستند.

پلی استایرن یک پلاستیک بسیار بادوام، ساخته شده از اتیلن و بنزین است. اکثر افراد در جامعه زمانی که نام فوم یونولیت یا فوم را می شنوند تقریباً اشیاء و وسایلی نظیر ظروف بسته بندی مواد غذایی، فنجان ها و لیوان های یونولیتی برای نوشیدنی ها در ذهن آنها تداعی می شود.

در سال های گذشته استفاده از یونولیت سقفی و فوم در پروژه های ساختمان سازی، کمتر متداول بوده است؛ از این یونولیت ها بیشتر برای بسته بندی تجهیزات برقی و برخی لوازم آسیب پذیر استفاده می شده است. در چند دهه اخیر، استفاده از یونولیت سقفی و فوم سقفی در پروژه های عایق سازی ساختمان مورد استقبال بیشتری قرار گرفته است.

موسسه تحقیقاتی Eduard Simon & Hermann Staudinge
در سال ۱۸۳۹ یک دانشمند آلمانی به نام Eduard Simon پلی استایرن را کشف کرد. در تحقیقاتی که این دانشمند انجام می‌داد، پلی استایرن، زمانی به دست آمد که برخی مواد از رزین طبیعی، جداسازی شدند.

در ابتدا سیمون نمی دانست که در حقیقت چه ماده ای را کشف کرده است. برای آشکار شدن کشفیات تازه در تحقیقات، سیمون با یک متخصص شیمی مواد آلی با نام Hermann Staudinger مشورت کرد. نتیجه ای که این دو دانشمند به دست آوردند، تشکیل زنجیره بلند استایرن به عنوان یک ماده پلیمری پلاستیکی معرفی شد. کشف این دو دانشمند در حقیقت، مرحله ورود به تولید انواع یونولیت سقفی و فوم سقفی و همچنین سایر مواد یونولیتی  به شمار می رود.

در سال ۱۹۲۲، Hermann Staudinger توانست تئوری پلیمرها را منتشر کند. این دو دانشمند با همکاری یکدیگر به لاستیک های طبیعی که دارای زنجیره های مونومر با خاصیت الاستیسیته بودند، اشاره نمودند. سپس مقالاتی را در مورد مواد اولیه فرآیندهای تولید و فرآیندهای حرارتی ترکیب استایرن انجام دادند. آنها برای این کشف در پی آن بودند که خواص مشابهی میان پلیمر استایرن و لاستیک طبیعی پیدا کنند. در سال ۱۹۵۳Hermann توانست جایزه نوبل شیمی را در تحقیقات خود دریافت کند.

تاسیس شرکت BASF برای تولید پلی استایرن

در سال ۱۸۶۱ کمپانی آلمانی با نام BASF تاسیس شد. این کمپانی در زمینه سنتز برخی مواد آلی مانند آمونیاک و کودهای نیتروژن دار فعالیت می‌کرد. با کشف هرمان در خصوص مواد پلیمری، این شرکت آلمانی تولیدات و تحقیقات خود را در زمینه تولید انواع پلی استایرن، pvc و روش های سنتز  انواع لاستیک گسترش داد.
در سال ۱۹۳۰ کمپانی آلمانی BASF توانست به صورت تجاری پلی استایرن را تولید کند. در حدود سال های ۱۹۳۷ اولین حجم مشخص از Polystyrene به بازارهای کشورهای دیگر ارسال شد. آنچه امروزه از Polystyrene در بازار فروش مواد پلیمری می شناسیم در حقیقت، مواد اولیه ای هستند که با استفاده از آن انواع پلی استایرن مخصوص بسته بندی، استایروفوم، فوم سقفی و فوم یونولیت سقفی تولید می شود.

Ray McIntire ؛ مخترع استایروفوم

یکی از دانشمندان متخصص علم شیمی در “کمپانی شیمیایی داو” با نام Ray McIntire توانست فوم پلی استایرن را تولید کند. این دانشمند می گوید اختراع استایروفوم به صورت کاملاً تصادفی بوده است. اختراع او در حالی اتفاق افتاد که او در تلاش بود تا یک عایق الکتریکی انعطاف پذیر را در زمان وقوع جنگ جهانی دوم پیدا کند.

ترکیب پلی استایرن که قبلاً توسط دانشمندان آلمانی اختراع شده بود از نظر عایق بودن، خاوص خوبی داشت اما بسیار شکننده بود. این دانشمند موفق شد با ترکیبی از استایرن با یک مایع فرار با نام ایزوبوتیلن، تحت شرایط فشار، یک پلیمر لاستیکی جدید بسازد. ترکیبی که این دانشمند به دست آورد استایرن با حجم مشخصی از هوا بود که از نظر وزنی، ۳۰ برابر سبک تر از استایروفوم معمولی به دست آمد. این شرکت شیمیایی توانست محصولات استایروفوم را در سال ۱۹۵۴ به ایالات متحده آمریکا معرفی کند.

تاریخچه اختراع فوم پلی استایرن

ساخت فوم پلی استایرن

-پلی استایرن با استفاده از گرانول های کروی استایرن در کارخانه تولید می‌شوند. این مواد تحت واکنشگرهای منبسط کننده با نام هیدروکربن ها تحت فرآیند انبساط قرار می گیرند و حجم آنها افزایش پیدا می‌کند.

-در مرحله بعدی، Polystyrene توسط بخار گرم می شود.

-بر اثر حرارت زیاد، گرانول های کروی تا حدود ۴۰ برابر از اندازه معمولی خود بزرگتر می شوند.

-قبل از اینکه فرآیند گرم شدن مجدد بر روی گرانول های پلی استایرن انجام شود، این دانه ها سرد می شوند. این مرحله در قالب های مخصوص انجام می گیرد.

-قالب ها در خانه ساخت فوم پلی استایرن به شکل های مختلف وجود دارند اما همه آنها تقریباً دارای ابعاد استاندارد می باشند.

-محصولات مختلف از استایروفوم نظیر ظروف بسته بندی، لیوان یا سایر وسایل در قسمت قالب گیری به این شکل درآمده است.

-برای فوم پلی استایرن، حدود ۹۸ درصد آن از هوا پر شده است.