فیلامنت PVA یک نوع مواد فیلامنت است که برای چاپ سه بعدی استفاده می‌شود. PVA مخفف Polyvinyl Alcohol است. این ماده یک پلیمر حلال در آب است و در محیط آب حل می‌شود. به همین دلیل از این نوع فیلامنت برای پشتیبانی‌های حل شونده در چاپ سه بعدی استفاده می‌شود.
ویژگی اصلی PVA این است که این ماده در آب حل می‌شود بدون اینکه نیاز به اعمال حرارت یا فشار داشته باشد. این ویژگی این فیلامنت را به گزینه‌ای مناسب برای ساخت ساختارهای پیچیده یا پشتیبانی‌های حل‌شونده در چاپ سه بعدی تبدیل کرده است.
استفاده اصلی از فیلامنت PVA در پرینت سه بعدی مربوط به پشتیبانی از قطعات و اجزاء طراحی شده با مواد دیگر مانند PLA (پلی لاکتیک اسید) یا ABS (اکریلونیتریل بوتادیین استایرن) است. پس از چاپ این قطعات، میتوان فیلامنت PVA را به عنوان پشتیبان حل‌شونده حذف کرد، زیرا در آب حل می‌شود و قطعات اصلی نامیشود.
استفاده از فیلامنت PVA به توسعه‌ی ساختارهای پیچیده و چاپ اجزاء دقیق در دنیای چاپ سه بعدی کمک می‌کند و از خدمات پرینتر سه بعدی به حساب می‌آید.
پلی‌وینیل الکل (PVA) یک پلیمر متشکل از تکرار واحدهای وینیل الکل است. ترکیبات PVA به شکل زیر نشان داده می‌شود:
[-CH2-CHOH-]_n
در اینجا، n تعداد تکرارهای واحد [-CH2-CHOH-] را نشان می‌دهد. این واحد به صورت متناوب از یک گروه متیلن (-CH2-) و یک گروه الکل هیدروکسیل (-CHOH-) تشکیل شده است.
مهمترین نقطه در ترکیبات PVA این است که گروه‌های هیدروکسیل در ساختار آن به نسبت خیلی زیادی حضور دارند. این خاصیت حلالیت در آب PVA را ایجاد می‌کند و از آنجایی که گروه‌های هیدروکسیل باعث تشکیل پیوندهای هیدروژنی می‌شوند، این پلیمر در آب حل می‌شود و در فرآیندهای حلالیت گسترده کاربرد دارد. ترکیبات PVA معمولاً از پلیمریزاسیون وینیل الکل به دست می‌آید و واکنش‌های شیمیایی مختلف می‌توانند به صورت متنوعی ساختار آن را تغییر دهند.
ویژگی‌های PVA
1. حلالیت در آب:
ویژگی بارز PVA این است که در آب حل می‌شود. این ویژگی باعث می‌شود PVA به عنوان یک ماده حل‌شونده در بسیاری از فرآیندها و کاربردها مانند پشتیبان حل‌شونده در چاپ سه بعدی استفاده شود. البته باید گفت که همیشه اینطور نیست.
2. چسبندگی خوب:
PVA به خوبی بر روی سطوح مختلف چسب می‌خورد و از این خاصیت برای چسباندن مواد مختلف از جمله چوب، کاغذ و فیبرگلاس استفاده می‌شود.
3. قابلیت پوشش‌دهی:
PVA به عنوان یک ماده پوششی در صنایع مختلف مانند صنایع چوب، فرش، و پوشاک مورد استفاده قرار می‌گیرد.
4. خاصیت آب‌گریزی:
بعضی از انواع PVA دارای خاصیت آب‌گریزی هستند که از آن‌ها به عنوان مواد ضدآب در ترکیب با سایر مواد بهره‌مندی می‌شود.
5. استفاده در مواد غذایی:
PVA به عنوان یک ماده ایمن برای مواد غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرد و در برخی از موارد به عنوان ماده بسته‌بندی در صنایع غذایی استفاده می‌شود.
6. استفاده در صنعت پزشکی:
از PVA در تولید برخی از محصولات پزشکی مانند بندهای جراحی، پوشش‌های زخم و مواد جذب زخم‌ها استفاده می‌شود.
7. مقاومت مکانیکی مناسب:
PVA دارای خواص مکانیکی مناسبی است که از آن به عنوان یک ماده‌ی اصلی یا افزودنی در صنایع مختلف استفاده می‌شود. باید اشاره کرد که در بعضی از موارد اینگونه نمی‌باشد.
ویژگی‌های PVA آن را به یک ماده چند منظوره و قابل استفاده در زمینه‌های گوناگون می‌کند.
معایب PVA
هرچند که پلی‌وینیل الکل (PVA) در برخی از کاربردها به عنوان یک ماده مفید شناخته شده است، اما همچنین معایبی نیز دارد. در زیر، برخی از معایب PVA ذکر شده‌اند:
حساسیت به رطوبت:
PVA حساس به رطوبت است و در محیط‌های با رطوبت بالا ممکن است به سرعت حل شود. این خاصیت ممکن است در برخی از کاربردها محدودیت‌هایی ایجاد کند.
کمبود مقاومت مکانیکی:
در مقایسه با برخی از پلیمرهای دیگر، مقاومت مکانیکی PVA کمتر است. این ممکن است باعث محدودیت در استفاده این پلیمر در برخی از کاربردهای مورد نظر شود.
حساسیت به حلالها:
PVA حساس به برخی از حلالها و مواد شیمیایی است که ممکن است در محیط‌های خاص به عنوان معایب در نظر گرفته شود.
هزینه بالا:
تولید PVA هزینه‌بر است، به ویژه اگر از منابع طبیعی مانند نفت برای تولید آن استفاده شود. همچنین، فرآیند تصفیه و تولید PVA نسبت به برخی از پلیمرهای دیگر هزینه‌برتر است.
محدودیت در دمای کار:
PVA دمای کار مناسبی ندارد و در دماهای بالاتر ممکن است تجزیه و تحلیل شود. این محدودیت دمایی ممکن است در برخی از فرآیندهای صنعتی محدودیت‌ها ایجاد کند.
قابلیت حلالیت در آب:
حلالیت PVA در آب، در بعضی از مواقع می‌تواند خاصیت مفیدی باشد، اما در بعضی دیگر از کاربردها ممکن است باعث محدودیت‌ها شود.
به طور کلی، این معایب باید با مزایای PVA و نیازهای خاص هر کاربرد در نظر گرفته شوند تا تصمیمات مناسبی در انتخاب این پلیمر برای یک کاربرد خاص اتخاذ شود.
آیا PVA قابل بازیافت است؟
معمولاً پلی‌وینیل الکل (PVA) به‌صورت خود به‌خود قابل بازیافت نیست، چرا که بر خلاف برخی از پلیمرهای دیگر که بازیافت پذیری دارند، PVA به صورت طبیعی در محیط‌های معمولی تجزیه و تحلیل نمی‌شود.
با این حال، تلاش‌هایی در جهت توسعه روش‌های بازیافت PVA صورت گرفته است. به عنوان مثال، با استفاده از تکنولوژی‌هایی مانند پیروزترین آبزی میکروبی، باکتری‌ها می‌توانند به تجزیه و تحلیل PVA در شرایط خاص کمک کنند. همچنین روش‌هایی مانند پیش‌پردازش‌ها و فرآیندهای شیمیایی ممکن است بتوانند به بازیافت PVA کمک کنند.
هرچند که این فرآیندها در حال حاضر به‌طور وسیع مورد استفاده قرار نگرفته‌اند و چالش‌هایی از قبیل هزینه و کارآیی بازیافت PVA وجود دارد، اما تحقیقات و پژوهش‌ها در این زمینه ادامه دارند.
آیاPVA سمی است؟
پلی‌وینیل الکل (PVA) به طور کلی به عنوان یک ماده غیرسمی مشخص می‌شود. این پلیمر در شرایط معمولی استفاده و تماس با انسان‌ها نه تنها به عنوان سم شناخته نشده است بلکه به عنوان یک ماده ایمن در مصارف مختلف نیز استفاده می‌شود.
به هر حال، همواره مهم است که هنگام استفاده از هر ماده‌ای از جمله PVA، دستورالعمل‌ها و ایمنی مربوطه را رعایت کرده و از تماس مستقیم با چشم، پوست، یا تنفس با بخارات مضر جلوگیری کنید. اطلاعات ایمنی و دستورالعمل‌های مربوط به هر ماده در کارخانه‌ها یا مصارف خاص باید همیشه مورد مطالعه و رعایت قرار گیرند.
سوالات متداول:
1- آیا میتوان فیلامنت PVA را بازیافت کرد؟
بله، فیلامنت PVA قابل بازیافت است و میتوان از مواد حل شده آن دوباره استفاده کرد.
2- شرایط نگهداری فیلامنت PVA چگونه است؟
فیلامنت PVA به دلیل جذب رطوبت بالا نیاز به نگهداری در محیط خشک و خنک دارد. استفاده از جعبه‌های بسته‌بندی محکم و مواد جذب رطوبت توصیه می‌شود.