تاریخ شروع : 1402/07/15
مهلت ارسال : 1402/08/15
گرنت صندوق نوآوری و شکوفایی:
حمایت بلاعوض از طرح تا سقف 500میلیون تومان
حمایت بلاعوض از طرح تا سقف 500میلیون تومان
مهلت ارسال پروپوزال به اتمام رسیده است
تولید دیسپرس‌کننده‌های یورتانی
خلاصه فناوری:
پخش‌کننده‌های پلیمری بر پایه یورتان که به‌عنوان پخش‌کننده‌های پلی اورتان نیز شناخته می‌شوند، دسته‌ای از پخش‌کننده‌ها هستند که معمولاً در صنعت فوم، پوشش‌ها، جوهرها و فرمولاسیون‌های چسب استفاده می‌شوند. این پراکنشگرها، بر روی سطح رنگدانه یا فیلر جذب شده و از طریق دو ساز و کار ممانعت فضایی و دافعه الکتریکی، از تجمع ذرات جلوگیری کرده و به پراکنش ساده و یکنواخت آن‌ها در داخل ماتریس مدنظر کمک می‌کنند. ساختار مولکولی پراکنشگرهای پلیمری بسیار متنوع با انواع گروه‌های عاملی است که خواص پراکندگی خوبی را در طیف وسیعی از کاربردها ارائه می‌کنند. این ساختارها اگرچه به میزان بسیار کم در فرمولاسیون‌های پلیمری مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما علی‌رغم قیمت بسیار بالایی که دارند قابل چشم‌پوشی نیستند و تأثیر زیادی بر خواص محصول نهایی دارند.
خروجی مورد انتظار این طرح، دستیابی به ساختار مناب و روش سنتز اقتصادی پراکنشگر پلیمری پایه یورتانی با جرم مولکولی بین 2،000 تا 10،000 است که بتواند همزمان هر دو کار ممانعت فضایی و دافعه الکترواستاتیک را برای پایدارسازی رنگدانه در داخل ماتریس تأمین کند. این افزودنی باید بتواند به شکل موثری، رنگدانه‌های آلی و به‌ویژه دوده را در محیط‌های رزینی آکریلیکی به مدت حداقل یک ماه پایدار نموده و عملکرد مناسب در کاهش ویسکوزیته و افزایش فیلرپذیری آکریلیک پلی‌اُل را از خود نشان دهد. نمونه صنعتی مشابه این محصول، disperBYK163 یک محصول شناخته‌شده در بازار است.
ضرورت مسئله:
به طور کلی، پخش‌کننده‌های پلیمری مبتنی بر یورتان یک دسته مهم از پخش‌کننده‌ها هستند که عملکرد بهبودیافته‌ای را در طیف گسترده‌ای از فرمول‌های فوم، پوشش، جوهر و چسب ارائه می‌کنند. پخش‌کننده‌های پلی‌یورتان به دلیل سازگاری عالی خود با طیف گسترده‌ای از سیستم‌های رزین از جمله آکریلیک‌ها، آلکیدها، اپوکسی‌ها و پلی‌استرها شناخته شده‌اند. این به انعطاف‌پذیری بیشتر در فرمولاسیون منجر می‌شود و می‌تواند سبب بهبود ویژگی‌های عملکردی و به‌ویژه کاهش ویسکوزیته، فیلرخوری بیشتر، رنگ‌پذیری بیشتر، مدت زمان تولید کوتاه‌تر و زمان انبارداری طولانی‌تر در طیف وسیعی از محصولات پلیمری شود. در حال حاضر، چالش پراکنش مناسب، یکنواخت و پایدار رنگدانه در خمیر فوم‌های پلی‌یورتان، مهم‌ترین چالش در مسیر تولید فوم‌های رنگی است. با توجه به محدودیت دسترسی تولیدکنندگان فوم به بازارهای جهانی، دستیابی به خمیر رنگدانه مناسب و یا پراکنشگر مطلوب برای تولید خمیر رنگدانه، فرمولاتورها و تولیدکنندگان، انتخاب‌های بسیار محدودی برای توسعه این محصولات دارند و تلاش‌هایی هم که به‌صورت پراکنده در داخل کشور برای تولید این دسته از پراکنشگرها صورت گرفته، نه از تنوع مناسبی برخوردار هستند و نه اینکه کیفیت قابل قبولی را ارائه می‌نمایند. لذا در گام نخست طرح حاضر، هدف توسعه پراکنشگرهای پلیمری یورتانی، جهت پراکنش انواع رنگدانه و به‌ویژه رنگدانه سیاه در خمیر فوم است.
مشروح مسئله تحقیقاتی:
پراکنشگرهای پلی‌یورتانی، از واکنش یک یا چند پلی‌ایزوسیانات با گروهی از پلی‌اُل‌ها و یا مونوالکل‌ها به دست می‌آیند. دستیابی به ساختار مولکولی که بتواند:
خروجی مورد انتظار این طرح، دستیابی به ساختار مناب و روش سنتز اقتصادی پراکنشگر پلیمری پایه یورتانی با جرم مولکولی بین 2،000 تا 10،000 است که بتواند همزمان هر دو کار ممانعت فضایی و دافعه الکترواستاتیک را برای پایدارسازی رنگدانه در داخل ماتریس تأمین کند. این افزودنی باید بتواند به شکل موثری، رنگدانه‌های آلی و به‌ویژه دوده را در محیط‌های رزینی آکریلیکی به مدت حداقل یک ماه پایدار نموده و عملکرد مناسب در کاهش ویسکوزیته و افزایش فیلرپذیری آکریلیک پلی‌اُل را از خود نشان دهد. نمونه صنعتی مشابه این محصول، disperBYK163 یک محصول شناخته‌شده در بازار است.
ضرورت مسئله:
به طور کلی، پخش‌کننده‌های پلیمری مبتنی بر یورتان یک دسته مهم از پخش‌کننده‌ها هستند که عملکرد بهبودیافته‌ای را در طیف گسترده‌ای از فرمول‌های فوم، پوشش، جوهر و چسب ارائه می‌کنند. پخش‌کننده‌های پلی‌یورتان به دلیل سازگاری عالی خود با طیف گسترده‌ای از سیستم‌های رزین از جمله آکریلیک‌ها، آلکیدها، اپوکسی‌ها و پلی‌استرها شناخته شده‌اند. این به انعطاف‌پذیری بیشتر در فرمولاسیون منجر می‌شود و می‌تواند سبب بهبود ویژگی‌های عملکردی و به‌ویژه کاهش ویسکوزیته، فیلرخوری بیشتر، رنگ‌پذیری بیشتر، مدت زمان تولید کوتاه‌تر و زمان انبارداری طولانی‌تر در طیف وسیعی از محصولات پلیمری شود. در حال حاضر، چالش پراکنش مناسب، یکنواخت و پایدار رنگدانه در خمیر فوم‌های پلی‌یورتان، مهم‌ترین چالش در مسیر تولید فوم‌های رنگی است. با توجه به محدودیت دسترسی تولیدکنندگان فوم به بازارهای جهانی، دستیابی به خمیر رنگدانه مناسب و یا پراکنشگر مطلوب برای تولید خمیر رنگدانه، فرمولاتورها و تولیدکنندگان، انتخاب‌های بسیار محدودی برای توسعه این محصولات دارند و تلاش‌هایی هم که به‌صورت پراکنده در داخل کشور برای تولید این دسته از پراکنشگرها صورت گرفته، نه از تنوع مناسبی برخوردار هستند و نه اینکه کیفیت قابل قبولی را ارائه می‌نمایند. لذا در گام نخست طرح حاضر، هدف توسعه پراکنشگرهای پلیمری یورتانی، جهت پراکنش انواع رنگدانه و به‌ویژه رنگدانه سیاه در خمیر فوم است.
مشروح مسئله تحقیقاتی:
پراکنشگرهای پلی‌یورتانی، از واکنش یک یا چند پلی‌ایزوسیانات با گروهی از پلی‌اُل‌ها و یا مونوالکل‌ها به دست می‌آیند. دستیابی به ساختار مولکولی که بتواند:
- در محیط کاربردی مورد نظر حل شود،
- به‌صورت موثر بر روی سطح رنگدانه و فیلر مورد نظر جذب شود،
- منجر به پایداری رنگدانه در ماتریس مورد نظر شود،
- چه به لحاظ دسترسی به مونومرها و مواد اولیه و چه به لحاظ تجهیزات مورد نیاز و فرایند تولید، قابلیت تولید اقتصادی را داشته باشد،
این مجموعه تولیدی متشکل از فارغ‌التحصیلان رشته مهندسی پلیمر و شیمی می‌باشد که به‌صورت تخصصی در صنعت پلیمر مشغول به فعالیت هستند و طی سالیان متمادی توانسته‌اند برای اولین بار در ایران اقدام به تولید یکی از استراتژیک‌ترین مواد کمک فرآیندی برای تولید پلی یورتان نموده و نه‌تنها نیاز داخل کشور را تأمین می‌کند و از خروج میلیون‌ها دلار ارز جلوگیری می‌نماید بلکه به‌عنوان یکی از تولیدکنندگان برتر در دنیا نیز شناخته می‌شود. در همین راستا، این مجموعه دانش‌بنیان با توجه به بررسی نیاز بازارهای داخلی اقدام به بومی‌سازی دانش‌فنی تولید بسیاری ازمواد پلیمری مورد استفاده در صنایع پالایشگاهی در ایران نمود و درحال حاضر در حال ساخت سایت شماره 2 این مجموعه به منظور تجاری‌سازی محصولات توسعه‌یافته خود می‌باشد.
- مشخصه‌یابی ساختارهای تجاری موجود در بازار
- انتخاب و تأمین مواد
- توسعه ساز و کاری برای مشخصه‌یابی ترکیبات سنتزشده چه از نظر عملکردی و چه از نظر ساختار شیمیایی
- سنتز در مقیاس آزمایشگاهی و مشخصه‌یابی شیمیایی
- بررسی عملکرد پراکنشگرهای تهیه شده، در فرمولاسیون فوم پلی‌یورتان
- انتخاب نمونه‌های مطلوب و سنتز در مقیاس بنچ
- مشخصه‌یابی نمونه تهیه شده و بهینه‌سازی در مقیاس بنچ
- تولید در مقیاس پایلوت (حداقل 10 کیلوگرم)
خروجی‌های مورد انتظار تحقیق:
1. سنتز یک نمونه پراکنشگر یورتانی با جرم مولکولی بین 2،000 تا 10،000 در حجم 10 کیلوگرم و با درصد جامد بالای 40%.
2. پراکنشگر سنتزی باید با هر دو ساز و کار ممانعت فضایی و الکتروساتاتیک، ذرات آلی و به‌ویژه دوده را پایدار (به مدت حداقل یک ماه) نماید.
3. عملکرد مناسب در کاهش ویسکوزیته و افزایش فیلرپذیری آکریلیک پلی‌اُل باید محرز شود.
4. تکرارپذیری فرایند سنتز باید در مقیاس بنچ اثبات شده باشد.
گلوگاه‌های احتمالی:
1. سنتز یک نمونه پراکنشگر یورتانی با جرم مولکولی بین 2،000 تا 10،000 در حجم 10 کیلوگرم و با درصد جامد بالای 40%.
2. پراکنشگر سنتزی باید با هر دو ساز و کار ممانعت فضایی و الکتروساتاتیک، ذرات آلی و به‌ویژه دوده را پایدار (به مدت حداقل یک ماه) نماید.
3. عملکرد مناسب در کاهش ویسکوزیته و افزایش فیلرپذیری آکریلیک پلی‌اُل باید محرز شود.
4. تکرارپذیری فرایند سنتز باید در مقیاس بنچ اثبات شده باشد.
گلوگاه‌های احتمالی:
- طراحی ساختار مولکولی مناسب
- بهینه‌سازی فرایند سنتز برای دستیابی به ساختار مولکولی مناسب و در عین حال روش سنتز تکرارپذیر و ساده
- وارد کردن موفق گروه‌های عاملی یونی در ساختار پلیمر
- کنترل واکنش به شکلی که جرم مولکولی به اندازه کافی زیاد شود ولی پلیمر شبکه‌ای نشود.
الزامات تحقیق:
- استفاده از هر دو ساز و کار ممانعت فضایی و دافعه فضایی
- اثبات ساز و کار دافعه الکترواستاتیک با اندازه‌گیری بار سطح ذرات
- استفاده از مواد تجاری و روش‌های اقتصادی برای توسعه محصول
- استفاده از مدلسازیهای دینامیک مولکولی برای جذب پراکنشگر بر روی سطح یک ذره مدل
زیرساخت‌ها و تجهیزاتی که متقاضی می‌تواند در اختیار مجری قرار دهد:
- بخشی از مواد اولیه مورد نیاز، در حد مقدورات
- دوده با گرید مورد نظر
- برخی از گرید های پلی‌اُل
معیارهای ارزیابی و انتخاب مجری:
- سابقه چشمگیر فعالیت‌های صنعتی و تحقیقاتی
- روحیه کار تیمی و تعهد به برنامه‌ریزی و زمان‌بندی
- آشنا با سنتز ترکیبات پلیمری و به‌ویژه پلی‌یورتانی
- آشنا با پدیده‌های سطح
- سابقه کار علمی و صنعتی در زمینه پراکنش ذرات
- آشنا به مدلسازیهای جذب ترکیبات بر روی سطح ذرات جامد
- مالکیت معنوی: مجری در مالکیت معنوی ناشی از اجرای تحقیق سهیم خواهد بود و انتشار مقاله مشترک توسط مجری و متقاضی در ژورنال‌های داخلی و خارجی، ارائه مقاله در کنفرانس‌ها و سمینارها با موافقت و اشاره به نام همه دست‌اندرکاران مجاز خواهد بود.
- مالکیت منافع مادی: با توجه به مدل کسب‌وکار شرکت متقاضی، منافع مالی ناشی از توسعه این فناوری تماماً متعلق به شرکت متقاضی بوده و مجری صرفاً حق‌الزحمه اجرای پروژه تحقیقاتی را دریافت خواهد کرد.
شماره تماس:
021-88486852
اینستاگرام:
iran.challenges@
021-88486852
اینستاگرام:
iran.challenges@