Ψηφιακό δίδυμο μοντέλο ελασμάτων χαρτιού-αλουμινίου για βιώσιμη συσκευασία.
Τα δοχεία σε πακέτο μεταφέρουν τα αγαπημένα σας νουντλς από το εστιατόριο στο τραπέζι (ή τον καναπέ) σας χωρίς προβλήματα, αλλά είναι σχεδόν αδύνατο να ανακυκλωθούν εάν είναι κατασκευασμένα από πλαστικό με επένδυση από φύλλα αλουμινίου. Έρευνα που δημοσιεύτηκε στο ACS Omega προτείνει ότι η αντικατάσταση του πλαστικού στρώματος με χαρτί θα μπορούσε να δημιουργήσει ένα πιο βιώσιμο υλικό συσκευασίας. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μηχανικές επιδείξεις και προσομοιώσεις υπολογιστή για να προσδιορίσουν σχέδια πλαστικοποιημένου χαρτιού-αλουμινίου που δεν θα θέσουν σε κίνδυνο την απόδοση. Η μελέτη εστιάζει στο φύλλο χαρτιού-Αλουμινίου ως μια περιβαλλοντικά συνειδητή λύση, που απορρέει από την ανάγκη για πιο πράσινες εναλλακτικές λύσεις λόγω των περιβαλλοντικών ανησυχιών που σχετίζονται με την επικρατούσα χρήση του PE.
Οι προστατευτικές συσκευασίες, όπως τα δοχεία από πολυαιθυλένιο και πολυστρωματικά υλικά αλουμινίου, συνδυάζουν την αντοχή και την ανθεκτικότητα του πλαστικού με τις ιδιότητες που εμποδίζουν την υγρασία και το φως του φύλλου αλουμινίου. Ενώ αυτά τα υλικά είναι αποτελεσματικά, έχει γίνει μια στροφή προς τους καταναλωτές που επιθυμούν λιγότερα πλαστικά και πιο φιλικά προς το περιβάλλον υλικά στις συσκευασίες που έρχονται στα σπίτια τους. Για να δημιουργήσουν μια τέτοια επιλογή για προστατευτική συσκευασία χωρίς να θυσιάζει τη λειτουργικότητα, ο Hamed Zarei και οι συνεργάτες του σχεδίασαν μια ποικιλία ελασμάτων χαρτιού-αλουμινίου και συνέκριναν την αντοχή τους με τις κοινές συσκευασίες πολυαιθυλενίου-αλουμινίου.
Πρώτα, η ομάδα του Zarei κατασκεύασε δύο ελάσματα από χαρτί-αλουμίνιο:
- Ένα laminate με κατεύθυνση μηχανής (MD) κατασκευασμένο από αλουμίνιο και χαρτί με ίνες που εκτείνονται παράλληλα με την κατεύθυνση φόρτωσης της μηχανής (με τους κόκκους).
- Ένα πολυστρωματικό υλικό εγκάρσιας κατεύθυνσης (CD) κατασκευασμένο από αλουμίνιο και χαρτί με ίνες που εκτείνονται κάθετα προς την κατεύθυνση φόρτωσης του μηχανήματος (κόντρα στους κόκκους).
Στη συνέχεια, οι ερευνητές συνέκριναν την αντοχή σε εφελκυσμό των ελασμάτων χαρτιού-αλουμινίου MD και CD με το ελασματοποιημένο πολυαιθυλένιο-αλουμίνιο τεντώνοντας δείγματα κάθε υλικού με σταδιακά αυξανόμενη δύναμη στις εργαστηριακές μηχανές. Δημιούργησαν επίσης ένα ψηφιακό μοντέλο, επαληθευμένο με τα δεδομένα αντοχής τους σε εφελκυσμό, που θα μπορούσε να επαναλάβει αυτές τις δοκιμές τάνυσης πολυστρωματικού υλικού και να προβλέψει αξιόπιστα την απόκριση του υλικού σε διαφορετικά σενάρια.
Σε δοκιμές αντοχής σε εφελκυσμό, το πολυστρωματικό υλικό πολυαιθυλενίου-αλουμινίου θα μπορούσε να τεντωθεί περισσότερο χωρίς να σπάσει και από τα δύο ελάσματα χαρτιού-αλουμινίου. Και από τα δύο υλικά που περιέχουν χαρτί, αυτό που είναι κατασκευασμένο από χαρτί MD θα μπορούσε να τεντωθεί περισσότερο, αλλά να σχηματίσει ρωγμές κατά μήκος του κόκκου του χαρτιού πιο γρήγορα από το χαρτί CD. Εκτελώντας προσομοιώσεις του MD, του CD και ενός μικτού χαρτιού MD/CD στο ψηφιακό τους μοντέλο, οι ερευνητές προέβλεψαν ότι μια μεμβράνη αλουμινίου σε συνδυασμό με ένα στρώμα χαρτιού από ίνες MD και CD θα είχε ως αποτέλεσμα μηχανικές ιδιότητες σχεδόν ίδιες με το συμβατικό πολυαιθυλένιο. laminate αλουμινίου.
Αν και δεν έχουν δημιουργήσει ακόμη το φύλλο χαρτιού-αλουμινίου MD/CD στο εργαστήριο, οι ερευνητές λένε ότι αυτή η μελέτη παρέχει στους μηχανικούς συσκευασίας πληροφορίες για τη δημιουργία βιώσιμων υλικών που θα μπορούσαν να λειτουργήσουν όπως οι συμβατικές επιλογές.
Για να διαβάσετε ολόκληρη τη μελέτη πατήστε ΕΔΩ.
Ακολουθήστε το Cibum 
