پلاستیک چیست، پلاستیکها موادی هستند که از پلیمرهای آلی تشکیل شدهاند و به دلیل ویژگیهای منحصر به فردی مانند شکلپذیری بالا، سبکی و مقاومت در برابر ضربه و مواد شیمیایی، در صنایع مختلف کاربرد فراوانی دارند. این مواد قادرند در دماهای مختلف به صورت جامد، نیمهجامد یا حتی حالت خمیری وجود داشته باشند و با اعمال نیروی مناسب، به شکلها و فرمهای گوناگون تبدیل شوند. به همین دلیل، پلاستیکها نقش بسیار مهمی در زندگی روزمره انسانها و حوزههایی مثل بستهبندی، پزشکی، کشاورزی، خودروسازی و ساختوساز ایفا میکنند.
اصلیترین ساختار پلاستیکها شبکههای زنجیرهای بلند مولکولی هستند که به آنها پلیمر گفته میشود. این پلیمرها از واحدهای کوچکی به نام مونومر تشکیل شدهاند که با فرآیندی به نام پلیمریزاسیون به هم متصل شدهاند. مونومرهای مختلف و نحوه پیوند آنها باعث ایجاد طیف گستردهای از پلاستیکها با خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی متنوع میشود.
بهطور مثال، برخی پلاستیکها سخت و مقاوماند و برخی دیگر نرم و انعطافپذیر. همچنین، پلاستیکها ممکن است به عنوان ترموپلاستیکها (قابلیت ذوب و شکلدهی مجدد با حرارت) یا ترموستها (تثبیت شده و غیرقابل ذوب دوباره) دستهبندی شوند. این ساختار مولکولی و قابلیت تغییر خواص آنها، پلاستیکها را به موادی بسیار انعطافپذیر و پرکاربرد تبدیل کرده است.
پلیمرها مولکولهای بسیار بزرگ و پیچیدهای هستند که از تکرار واحدهای سادهتر به نام یونیت یا مونومر تشکیل شدهاند. هر مونومر کوچکترین واحد سازنده است که به صورت پیوسته و زنجیرهای به یکدیگر متصل شده و زنجیرههای طولانی مولکولی را میسازند. این ارتباط بین مونومرها در روندی به نام پلیمریزاسیون اتفاق میافتد. ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی پلیمرها به نوع مونومرها، ساختار شیمیایی آنها و همچنین درجه پلیمریزاسیون (طول زنجیره پلیمر) بستگی دارد. به عبارت دیگر، تفاوت در نوع مونومرها و نحوه اتصال آنها باعث تنوع خواصی همچون سختی، انعطافپذیری، شفافیت، مقاومت حرارتی و شیمیایی در پلیمرها میشود.
1. ترموپلاستیکها
این دسته از پلاستیکها در مقابل گرما نرم میشوند و میتوان آنها را بارها ذوب و مجدداً شکلدهی کرد. این ویژگی باعث میشود که ترموپلاستیکها کاربرد بسیار گستردهای در صنایع مختلف داشته باشند. پس از سرد شدن، دوباره به حالت سخت و جامد بازمیگردند. نمونههای رایج ترموپلاستیکها عبارتند از:
– پلی اتیلن (PE)
– پلی پروپیلن (PP)
– پلی وینیل کلراید (PVC)
– پلی استایرن (PS)
2. ترموستها
ترموستها در فرآیند سخت شدن، ساختار شبکهای و سهبعدی پایداری ایجاد میکنند که امکان ذوب یا شکلدهی مجدد آنها وجود ندارد. به همین دلیل، پس از پخت، این پلاستیکها بهشدت سخت و مقاوم شده و در برابر حرارت و مواد شیمیایی نیز دارای مقاومت بالایی هستند. از کاربردهای آنها میتوان در قالبسازی قطعات مقاوم و تجهیزات الکتریکی نام برد. نمونههای مهم ترموستها عبارتند از:
– رزینهای اپوکسی
– پلاستیکهای فنولیک
این ویژگیها دلیل اصلی تفاوت در کاربرد و انتخاب نوع پلاستیکها برای مصارف مشخص و متنوع میباشد.
1. پلیمریزاسیون زنجیرهای
در این روش، مونومرهای همنوع به صورت پشت سر هم و زنجیرهای به یکدیگر متصل میشوند تا پلیمرهای خطی یا شاخهدار تشکیل شود. این فرآیند معمولاً برای ساخت پلاستیکهای رایجی مانند پلی اتيلن و پلی پروپيلن استفاده میشود. واکنش به صورت پیوسته و سریع انجام میشود و معمولاً به حضور کاتالیزور نیاز دارد.
2. پلیمریزاسیون مرحلهای
در این نوع پلیمریزاسیون، واکنش بین دو یا چند نوع مونومر رخ میدهد که اغلب شامل مونومرهای با دو یا چند گروه واکنشی است. این واکنشها به صورت مرحلهای انجام شده و منجر به ایجاد شبکههای سهبعدی و پلیمرهای پیچیدهتری مانند پلیاسترها و نایلونها میشود. برخلاف پلیمریزاسیون زنجیرهای، رشد زنجیرهها به صورت همزمان و تدریجی انجام میشود.
پس از تولید پلیمر، برای تبدیل آن به محصولات نهایی از چندین روش شکلدهی استفاده میشود که از مهمترین آنها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
– تزریق (Injection Molding): پلاستیک مذاب به داخل قالب تزریق شده و پس از سرد شدن به شکل قطعه درمیآید.
– قالبگیری دمشی (Blow Molding): برای ساخت ظروف توخالی مثل بطریها کاربرد دارد.
– اکستروژن (Extrusion): پلاستیک مذاب از یک قالب با مقطع ثابت عبور داده شده و به شکل ورق، لوله یا پروفیل درمیآید.
– پرس حرارتی (Thermoforming): ورقههای پلاستیکی با حرارت نرم شده و روی قالب کشیده میشوند تا شکل دلخواه را بگیرند.
– سبکی: پلاستیکها وزنی به مراتب کمتر از فلزات دارند که این ویژگی باعث سهولت در حملونقل و کاهش مصرف انرژی میشود.
– انعطافپذیری: قابلیت شکلپذیری بالا و قابلیت انعطاف به دلیل ساختار مولکولی متنوع پلاستیکها.
– مقاومت شیمیایی: مقاومت بالا در برابر نفوذ آب، اسیدها، بازها و بسیاری از مواد شیمیایی که باعث ماندگاری طولانیمدت آنها میشود.
– عایق الکتریکی: پلاستیکها رسانایی بسیار کمی دارند و به عنوان عایقهای الکتریکی عالی در صنایع الکترونیک کاربرد دارند.
– عمر طولانی: مقاومت بالا در برابر خوردگی، پوسیدگی و فرسایش موجب افزایش دوام محصولات پلاستیکی میشود.
– مقاومت حرارتی: بسته به نوع پلاستیک، محدوده تحمل حرارتی متفاوت است؛ برخی پلاستیکها تا دماهای بالا مقاوماند و برخی دیگر به راحتی ذوب یا تجزیه میشوند.
– شفافیت یا کدر بودن: بسته به ساختار و نوع مونومرها، بعضی پلاستیکها شفاف و قابل دیدن از درون هستند، در حالی که برخی دیگر مات و غیرشفاف میباشند.
این خواص و تنوع تولید باعث شده پلاستیکها در صنایع مختلف از جمله بستهبندی، خودروسازی، الکترونیک و تجهیزات پزشکی کاربردهای گستردهای داشته باشند.
– صنعت بستهبندی
پلاستیکها در بستهبندی انواع مواد غذایی، دارویی و صنعتی نقش بسیار مهمی دارند. به دلیل سبک بودن، خاصیت محافظتی بالا در برابر رطوبت و آلودگی، و قابلیت شکلپذیری، پلاستیکها گزینهای ایدهآل برای بستهبندی کیسهها، قوطیها، بستههای لمینیتی و فیلمهای نازک به شمار میآیند که به افزایش ماندگاری محصولات و راحتی مصرفکنندگان کمک میکنند.
– خودروسازی
در صنعت خودروسازی، پلاستیکها به عنوان جایگزینی سبک و مقاوم برای فلزات استفاده میشوند. این مواد در تولید قطعات داخلی مانند داشبورد، کنسول مرکزی و پوششهای صندلی و همچنین قطعات خارجی مانند سپر، پنلها و چراغها کاربرد دارند که باعث کاهش وزن خودرو، بهبود مصرف سوخت و افزایش ایمنی میشود.
– پزشکی
پلاستیکها در حوزه پزشکی نقش حیاتی دارند؛ از تولید ابزارهای یکبار مصرف مانند سرنگ، کیسههای خون، کاتتر و تجهیزات جراحی گرفته تا بستهبندی داروها. خاصیت ضدعفونیپذیری، شفافیت و قابلیت ساخت سریع و دقیق، پلاستیکها را در این زمینه بسیار پرکاربرد کرده است.
– لوازم خانگی
در محصولات خانگی، پلاستیکها در ساخت بدنه وسایل برقی مانند یخچال، ماشین لباسشویی و مایکروویو و همچنین در تولید اسباببازیهای متنوع کاربرد گستردهای دارند. سبکی، مقاومت در برابر ضربه و قابلیت رنگپذیری از ویژگیهای کلیدی این مواد هستند.
– ساختمانسازی
پلاستیکها در ساختمانسازی برای تولید لولههای آب و فاضلاب، درب و پنجرههای سبک و مقاوم، عایقهای حرارتی و صوتی و کفپوشها کاربرد دارند. مقاومت در برابر خوردگی و نفوذ آب، نصب آسان و عمر بالای این مواد باعث محبوبیت آنها در این صنعت شده است.
– کشاورزی
در کشاورزی، پلاستیکها به عنوان پوشش گلخانهها. ایجاد سیستمهای لولهکشی آبیاری. تولید نایلونهای کشاورزی و زمینپوش برای حفظ رطوبت خاک کاربرد دارند. که به بهبود بازدهی برداشت محصولات و صرفهجویی در مصرف آب کمک میکند.
– مزایا
– قیمت پایینتر نسبت به بسیاری از مواد سنتی مانند فلز و شیشه
– قابلیت تولید سریع و انبوه با هزینههای کمتر
– وزن سبک که حمل و نقل را آسانتر میکند
– دوام و مقاومت مناسب در برابر ضربه، خوردگی و عوامل محیطی که عمر مفید محصولات را افزایش میدهد
– معایب
– تجزیه دیرهنگام یا عدم قابلیت تجزیه در طبیعت که منجر به آلودگی محیط زیست میشود
– استفاده گسترده از منابع نفتی خام در فرآیند تولید، که مسئلهای زیستمحیطی است
– برخی انواع پلاستیکها حاوی مواد شیمیایی مضر مانند BPA هستند. که میتوانند سلامت انسان را تهدید کنند
– مشکلات پیچیده در فرآیند بازیافت و جمعآوری موثر پسماندهای پلاستیکی که موجب انباشت زباله و آسیب به محیط زیست میشود
این نکات باعث شدهاند که استفاده از پلاستیکها با وجود مزایای فراوان نیازمند مدیریت دقیق و توسعه فناوریهای بازیافت و تولید پلاستیکهای زیستتخریبپذیر باشد.
پلاستیکها به دلیل پایداری بالا در محیط، موجب انباشت زبالههای پلاستیکی و آلودگی آبها و خاک شدهاند. بنابراین، حرکت به سمت استفاده از پلاستیکهای قابل بازیافت. بایوپلاستیکها و کاهش مصرف پلاستیکهای یکبار مصرف اهمیت دارد.
یزد پلاست تولید کننده سطل پلاستیکی ، سطل صنعتی ، سطل رنگ
