פולינול

פולימר זוכר צורה
נקרא גם ״הפלסטיק החכם״

קנה דוגמא ?מה זה בדיוק

אנחנו כאן כדי לקדם את הפולינול בישראל

חברת ״סמארט מטיריאלס" היא מחלקה בתוך קבוצת אוקסיד העוסקת בייעוץ והספקה של חומרים חכמים.
דף זה מתמקד בחומר חכם הנקרא פולינול, בהמשכו תוכלו להתרשם מאופן פעולתו ושימושו וגם לרכוש דוגמא ולהתנסות.

פולינול

נסיון עשיר של למעלה מ-20 שנה

ניהול עשרות פרוייקטים, מתן יעוץ והדרכה לחברות סטארט-אפ וסטודנטים, אספקה של חומרי הגלם ותכנון המוצר המוגמר.
מחלקת ההנדסה שלנו עומדת לרשותכם לכל שאלה או רעיון לפיתוח, אל תהססו ליצור קשר.

פנו אלינו

פולינול

הפולינול, הינו פולימר (פלסטיק) הזוכר את צורתו. בדומה לניטינול החומר חוזר לצורתו המקורית בעזרת אנרגיה תרמית. ובשונה, הפולינול הוא פלסטיק לכל דבר, ובעל כל התכונות של חומרים פלסטיים וכל יתרונותיהם וחסרונותיהם בהשוואה למתכות.
הפולימר הוא חומר העשוי ממולקולות ענק שרשרתיות המורכבות מיחידות חוזרות הקשורות ביניהן בקשרים כימיים.

עקרון הפעולה

בכדי להבין את עקרון הפעולה של פולינול יש צורך בהבנה של טמפ׳ מעבר זכוכיתי בחומרים פלסטיים. בכל חומר פלסטי ישנו טמפ׳ מעבר זכוכיתית, בטמפ׳ זאת כל קשרי שרשראות המולקולות נחלשים והחומר משנה דרסית את קשיחותו וקושיותו.

כל מונמרי (מולקולות) הפולינול נקשרות בקשרי מימן אחת לשנייה, ישנם קשרים חזקים וישנם קשרים חלשים. אנרגיה תרמית גורמת למונומרים לנוע במהירות גבוהה כפונקציה של הטמפ׳. כאשר הטמפ׳ מגיעה לטמפ׳ מעבר הזכוכית מעוצמת האנרגיה הקינטית של המולקולות הקשרים החלשים מתפרקים.
טמפ׳ המעבר הזכוכיתי בפולינול הוא 100°, מעל טמפ׳ זאת החומר בתחום ה״סופר האלסטי״. אין קשר בתחום זה לסוג של הניטינול הסופר אלסטי, אולם הוא נקרא כך מכיוון שהוא נמצא במצב כה גמיש ממש כמו אלסטומר גומי.
זהו שלב בניית הזכרון של צורת החומר. במצב זה ניתן לקבוע צורה מוסיימת שאליו יחזור הפולינול לאחר שינוי הצורה.
בטמפ׳ נמוכה, לאחר הקניית הזכרון לפולינול, נשנה את צורתו - בכך נשנה את מיקום המולקולות ״נמתח״ את כל קשרי המונומרים באיזה צורה שתתאפשר וכאשר נחמם אותו לטמפ׳ אקטיבציה ( של כ-45°) הקשרים ״ימשכו״ בחזרה את המולקולות למרחק שנקבע בזיכרון בעזרת אנרגית החום.

מאפיינים פיזיקליים

הפולינול בפעולה

פולינול בפעולה

הפולינול הוא פולימר אמורפי, ולכן הוא שקוף למחצה. אל הפולינול מוסיפים פיגמנטים המקנים צבע בדרך כלל פגימנטים אורגנים.
הפולינול רך מאוד וניתן לחורר אותו בקלות, בטמפ׳ חדר הוא חומר קשיח בדומה לפולימרים אחרים, הוא אינו מתנהג כמו אלסטומר. הפולינול מבודד חשמל כמובן ומיוצר בשיטת הזרקה לתבנית בגודל של 210 x 4 x 1 מ״מ.
בין טמפ׳ האקטיבציה לבין טמפ׳ המעבר הזכוכיתי הפולינול נחלש ואין ביכולותו לפתח כח גרר משמעותי, ומעבר לטמפ׳ הזכוכיתית הקשרים החלשים שבו מתפרקים. אי לכך לא ניתן לנצל את כח החזרה שלו כמו הניטינול, ובכלל לפולימרים זוכרי צורה הכח לשינוי הצורה שווה עד כדי לכח הגרר המתפתח בחזרה לצורה המקורית.
לסיכום, טמפ׳ העיבוד והתפעול לפולינול נמוכות וניתנות להשגה בקלות, אך לא ניתן לנצל את כוחו חזרה ליישמוים כמו הניטינול (כמובן שלא ניתן לבנות מכונת חום איתו).
הפולינול הוא מקרה פרטי של כלל פולימרים זוכרי צורה, ויעודו בעיקר למטרה לימודית, אולם פולימרים זוכרי צורה אחרים נמצאים בשימוש במגוון ישומיים שאותם תוכלו לקרוא מטה.

שימושים לפולימרים זוכרי צורה

מגוון השימושים של פולימרים זוכרי צורה אינם גדולים כלל כמו של הניטינול. הסיבה העיקרית לכך היא העדר כח הגרר שיש לפולינול.
יתרון משמועתי שיש לפולינול הוא מחירו, בעוד שניטינול מסוגסג משני חומרי גלם מאוד יקרים: ניקל וטיטניום, הפילנול מורכב מיסודות וגזים אל מתכתיים שמחירם נמוך בהרבה.
השימושים העיקריים שנעשים בפולימרים זוכרי צורה הן ברפואה, כלה בשתלים וכלה במוצרי אורותופדיה, זאת בשל שטמפ׳ האקטיבציה של הפולינול שהיא נמוכה ומתאימה לטמפ׳ גוף האדם. אין להקיש שאיכות התכונות של הפולימרים זוכרי הצורה לא ייחודיים, במעבדות של סוכנות החלל האמריקאית "NASA" כבר מפתחים שנים רבות חלקי תעופה מפולימרים זוכרי צורה. הפיתוחים הם בעיקר חלקי אווירודינמיקה שהרעיון המרכזי הוא יצירת חומר מרוכב (שילוב של שני חומרים שונים כמו סיבי פייברגלאס) שמשלים את התכונות המכאניות של הפולינול למשל קושיות וקשיחות, ומנצל את יכולת השימור של הצורה בהקניית טמפ׳ חיצונית.

טיפולים תרמיים

טיפול תרמי הוא תהליך ייחודי לפולימרים זוכרי צורה, בשונה ממתכות אין בתהליך הייצור של פלסטיק טיפול תרמי מכייון שלא ניתן לשנות את תכונותיו הפיזיקליים בניגוד למתכות. הטיפול התרמי בדומה לנטינול נועד להקנות זכרון לחומר, במילים אחרות לקבוע לו צורה. יתרון משמעותי לפולינול הוא טמפ׳ הטיפול התרמי שלו. לניטינול נדרש תנור של 500° לפחות ואילו לפולינול נדרש 100° מעלות.
אי לכך, ניתן לבצע טיפול תרמי והקניית זכרון במים רותחים, אך יש לזכור שטמפ׳ זאת היא טמפ׳ המעבר הזכוכיתי של החומר ואם לא נרתום אותו לא נוכל לקבוע צורה מכייון שהחומר יהפוך למצב דמוי גומי ויחלש.
מכייון שניתן לקבוע זכרון במים רותחים הדרך המומלצת היא להשתמש בנייר אלומיניום או קשית, ולתפוס את הפולינול עם מהדקי מתכת.

מומלץ להשאיר את הפולינול במצב הצורה שאנחנו מקבעים לפחות 60 שניות, ולאחר מכן לתת לו להתקרר באוויר, כשהוא עדיין רתום, עד אשר יתקרר לחלוטין לטמפ׳ החדר. לאחר מכן כדאי לחכות להתקררות המים לטמפ׳ של 50 מעלות ואז לראות את הפולינול בפעולה.
כמו הניטינול, ניתן לבצע כמה וכמה טיפולים תרמים ולקבוע צורה חדשה בכל פעם. כמובן שאיכות שמירת הצורה והדיוק לצורה הגיאומטרית שנקבע פוחתת ככל שנבצע עוד טיפולים תרמיים. איך לכך, מומלץ להשתמש עד 5 פעמים בקביעת שינוי הצורה.

השוואה בין מתכות זוכרי צורה לפולימרים זוכרי צורה

פולינול ניטינול תכונות/קבוצת חומרים
<800% <7% עיבור (יכולות התארכות)
1-3 Mpa 50-200 Mpa לחץ לשינוי צורה בקור
1-3 Mpa 150-300 Mpa לחץ לשינוי צורה בחום (יכולת גרר )
-10° to 90° -15° to 90° טמפ׳ אקטיבציה
2-4 שניות פחות משנייה זמן תגובה בשינוי לצורה הראשונית
100° 500° טמפ׳ טיפול תרמי
~5$ ~125$ מחיר לק״ג

?רוצים לדעת עוד

צוות מהנדסי החומרים שלנו ישמח לענות על שאלותיכם וגם ללוות אתכם בפרוייקט משלכם. הצטרפו לעשרות חברות ומעצבים תעשייתיים שנעזרו בנו ובשרותינו וכיום מציגים את האפלקציות שלהם ברשת.

השאירו פרטים

יישומים של פולינול

קיבצנו מגוון צורות שניתן לעשות בפולינול בטיפול תרמי מתאים, חשבו בעצמכם איך רתמנו אותם

פולינול לב
צורת לב
הצורה הכי מאתגרת לייצור, נדרש נייר אלומניום וכמה מהדקים
פלסטיק זוכר צורה
שבלול
צורה פשוטה מאוד, נדרש בסה״כ נייר אלומיניום
פולימר זוכר צורה
קפיץ
צורה קלה לייצור ניתן להשתמש בקשית שמסופקת עד מהדק
shape memory polymer
כוכב
צורה יפיפה שיצרו תלמידי בית ספר יסודי בתל אביב
פלסטיק זוכר צורה
צורה חדשה בקרוב
לקחו מספר צבעים ושלחו לנו צורה של קשת בענן
שייפ ממורי פולימר
צורה חדשה בקרוב
ניתן לשדך בין שני פולינולים ולחשוב על צורה מעניין

מחירון

למטה מוצגים שלל צבעי הפולינול למכירה, נא לציין בהזמנה אם תרצו חוברת הדרכה בעלות של 10₪.
מעבר לפריטים המוצעים מטה ניתן לרכוש כמות מסחרית או גדולה יותר. להצעת מחיר פנו אלינו.

חוברת הדרכה
10₪ / לחוברת
פולינול - מרעיון לזיכרון.
חוברת הדרכה על פולינול והשימושים המעניינים שהם יכולים לעשות בחיינו.
תבנית ליצירת אות
45₪ / תבנית פלסטיק
תבנית מפלטיק בצורת מטריצה של פינים ליצירת אות מפולינול
התבנית עמידה לחום של 100° ויש לטבול יחד עם הפולינול.
פולינול במגוון צורות
35₪ / יחידה
בעזרת התבניות המיוחדות שלנו אנחנו יכולים ליצור שלל צורות מעניינות לפולינול. אנא ביחרו מהרשימה מטה צורה.
בחרו צורה
פולינול! במגוון צבעים
25₪ / לאחד
הפולינול מגיע עם זיכרון של צורה ישרה. ניתן כבר לראות את הפעולה שלו כאשר ניצור צורה בטמפ׳ נמוכה ונטבול במים חמים.
מידות הפולינול הן:
210 x 4 x 1 מ״מ.
Color

ייעוץ והכוונה

אנו מעודדים את כל מי שמתעניין בניטינול לפתח פרויקט משל עצמו, אך במהרה תבינו כי פיתוחים גדולים דורשים ידע ונסיון רב.
לנו יש את מה שצריך בכדי להפוך למציאות את הפרוייקט שלכם - צרו קשר וקבעו פגישה.

ייעוץ חומרים
11/12
ייעוץ הנדסי
10/12
ייעוץ עיסקי
9/12
ייעוץ פיתוחי
8/12

הירשמו לעדכונים שלנו

פנו אלינו

אתם ואתן מוזמנים ומוזמנות לפנות אלינו בכל שאלה או בקשה אחד מהצוות שלנו ישמח לענות לשאלתכם.

סמארט מטיריאלס (ארט פרודקטיב בע״מ)
רח׳ כנרת 5, בני ברק
מגדלי ב.ס.ר 3
03-6124241

© 2015 smart-materials.co.il