مواد اولیه پلاستیک چیست؛ از مونومر تا محصول نهایی

تولید پلاستیک

پلاستیک‌ها، مواد شگفت انگیزی هستند که با نفوذ در صنایع مختلف، زندگی روزمره ما را متحول کرده‌اند. از بطری‌های نوشابه گرفته تا قطعات خودرو و حتی ایمپلنت های پزشکی، همه‌ی این قطعات از این ماده پرکاربرد تشکیل شده‌اند؛ اما آیا تا به حال فکر کرده‌اید که این
مواد شگفت‌انگیز از چه چیزی ساخته شده‌اند؟
در واقع باید گفت پلاستیک برای توصیف گروهی از مواد به کار می‌رود که می‌توانند از منابع طبیعی یا منابع مصنوعی تولید شوند. این محصولات که نوعی پلیمر ساخته شده از مونومر های مختلف هستند.

بسته به نوع مواد اولیه خواص متفاوتی نیز دارند. امروزه مواد اولیه تولید پلاستیک از جمله؛ سلولز، زغال سنگ، گاز طبیعی، نمک و نفت خام بیشتر در دنیای طبیعی یافت می‌شوند

مواد اولیه اصلی پلاستیک: از نفت تا طبیعت
نفت
در فرایند پالایش نفت، ترکیباتی مانند اتیلن، پروپیلن و بنزین به دست می‌آید که پایه تولید پلیمرها هستند. اگر نگاهی به اطرافتان بیندازید، می‌بینید که پلاستیک در تولید اکثر چیزها بکار رفته است.

اما این مواد از کجا می‌آیند؟ چه چیزی باعث می‌شود که این مواد انعطاف‌پذیر، سبک و بادوام باشند؟ پاسخ این سوال در مواد اولیه‌ای نهفته است که برای تولید پلاستیک به کار
می‌روند.
نفت خام، گاز طبیعی و مواد گیاهی سه ماده اصلی اولیه هستند که در تولید پلاستیک نقش به سزایی دارند. در ادامه بیشتر در مورد مواد اولیه ساخت پلاستیک صحبت می‌کنیم.

اما مطالعه مقاله پلاستیک چیست نیز می‌تواند اطلاعات مفیدی در مورد این محصول پر کاربرد از جمله روش‌های تولید، خواص و قابلیت‌های آن در اختیار شما قرار دهد.

نفت خام:
نفت خام، منبع اصلی تولید بسیاری از پلاستیک‌ها است. فرآیندی که نفت خام به پلاستیک تبدیل می‌شود، پتروشیمی نام دارد. در این فرآیند،نفت خام تقطیر شده و به ترکیبات ساده‌تری به نام هیدروکربن‌ها تبدیل می‌شود. سپس، این هیدروکربن‌ها با یکدیگر واکنش داده و زنجیره‌های طولانی پلیمری را تشکیل می‌دهند که همان مواد اولیه پلاستیک هستند.

گاز طبیعی:
گاز طبیعی نیز منبع دیگری برای تولید پلاستیک است. گاز طبیعی حاوی ترکیباتی مانند اتان و پروپان است که می‌توانند به‌عنوان مواد اولیه برای تولید برخی از انواع پلاستیک‌ها استفاده شوند.

مواد گیاهی:
در سال‌های اخیر، توجه زیادی به استفاده از مواد گیاهی برای تولید پلاستیک‌های زیست تخریب پذیر شده است. مواد گیاهی مانند نشاسته ذرت، شکر نیشکر و سلولز می‌توانند به عنوان مواد اولیه برای تولید پلاستیک‌های زیست تخریب پذیر استفاده شوند. این نوع پلاستیک‌ها پس از پایان عمر مفید خود، توسط میکرو ارگانیسم‌ها تجزیه شده و به طبیعت باز می‌گردند.

انواع مواد اولیه برای تولید پلاستیک بر اساس رفتار حرارتی انواع گرانول های پلیمری پلاستیکی استفاده از گرانول رنگی زمان تولید را کاهش و زیبایی ظاهری قطعه را افزایش می‌دهد.
3 ماده اصلی که تا اینجا نام بردیم، منشا تولید همه پلاستیک‌ها هستند؛ اما ماده‌های اولیه تولید پلاستیک دیگری نیز توسط انسان ساخته می شود که ویژگی‌های خاصی داشته و برای صنایع مختلف به کار می‌روند. این مواد با توجه به خواص و ویژگی‌هایشان به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. در ادامه بررسی مواد اولیه برای تولید پلاستیک، دسته‌بندی پلاستیک‌ها بر اساس رفتار حرارتی آنها را نیز توضیح خواهیم داد:

مراحل تولید پلاستیک

ترموست ها (گرماسخت ها): این نوع پلاستیک‌ها پس از شکل‌دهی، در اثر حرارت نرم نمی‌شوند و سخت باقی می‌مانند. کاربردهای اصلی آن‌ها در ساخت قطعات الکترونیکی، بدنه خودرو، و چسب‌ها است.
ترموپلاست‌ها (گرمانرم‌ها): این نوع پلاستیک‌ها با حرارت نرم شده و پس از سرد شدن دوباره سخت می‌شوند. این ویژگی باعث می‌شود که قابل بازیافت باشند و به چرخه تولید پلاستیک برگشته  و در موارد متعدد صنعتی کاربرد داشته باشند.
از انواع مهم ترموپلاست‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد. البته در مقاله به مراحل تولید پلاستیک و هم به صنایعی که به پلاستیک وابسته هستند اشاره کرده‌ایم.

پلی‌اتیلن (PE)
پلی‌پروپیلن (PP)
پلی‌وینیل‌کلراید (PVC)
پلی‌استر (PET)
پلی‌کربنات (PC)
اکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS)
پلی‌آمید (نایلون)
پلیمر و مونومر: آجرهای سازنده دنیای پلاستیک
مونومر و پلیمر
مونومر واحد سازنده‌ی اصلی پلاستیک‌هاست؛ مولکولی ساده که قابلیت اتصال به مولکول‌های مشابه را دارد.
اگر بخواهیم در مورد مواد اولیه ساخت پلاستیک حرف بزنیم، بهتر است قبل از هر چیز درباره مونومر و پلیمر اطلاعاتی داشته باشیم.
زیرا پلیمر و مونومر دو اصطلاح کلیدی هستند که در دنیای مواد پلاستیکی بسیار به کار می‌روند. برای درک بهتر این دو کلمه، می‌توانیم
از یک زنجیر تسبیح کمک بگیریم.
مونومر به کوچک‌ترین واحد سازنده یک پلیمر گفته می‌شود. این واحد کوچک مانند یک دانه تسبیح است. مونومرها مولکول‌های ساده‌ای هستند که می‌توانند به یکدیگر متصل شوند و زنجیره‌های طولانی‌تری را تشکیل دهند.

مثالی از مونومرها، اتیلن است که در مراحل تولید پلاستیک های پلی‌اتیلن استفاده می‌شود.
اما پلیمر به مولکول بزرگی گفته می‌شود که از اتصال تعداد زیادی مونومر به یکدیگر تشکیل شده است.

این زنجیره طولانی شبیه به یک زنجیر تسبیح است که از تعداد زیادی دانه تسبیح (مونومر) ساخته می‌شود. خواص یک پلیمر به نوع مونومرهای سازنده آن و نحوه اتصال آن‌ها به یکدیگر بستگی دارد.
اما چرا پلیمرها مهم هستند؟ پلیمرها به دلیل خواص متنوعی که دارند، در صنایع مختلفی از جمله بسته‌بندی، ساخت‌وساز، پزشکی و خودروسازی و مهم‌تر از همه در تولید پلاستیک ، کاربرد گسترده‌ای دارند.

تولید پلاستیک در کرج

برخی از مهم‌ترین خواص پلیمرهایی مثل پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن، پلی‌وینیل‌کلراید، پلی‌استر و… که باعث گسترش کاربرد پلاستیک شده عبارت‌اند از:

انعطاف‌پذیری: بسیاری از پلیمرها انعطاف‌پذیر هستند و به راحتی شکل می‌گیرند.
سبکی: پلیمرها معمولا سبک هستند و حمل و نقل آن‌ها آسان است.
عایق بودن: برخی از پلیمرها عایق حرارتی و الکتریکی هستند.
مقاومت در برابر خوردگی: بسیاری از پلیمرها در برابر مواد شیمیایی و خوردگی مقاوم هستند.
تا اینجا سعی کردیم با زبان ساده بگوییم ماده اولیه پلاستیک چیست؛ در ادامه باید بدانید که پلاستیک‌ها با چندین روش مختلف به محصول تبدیل می‌شوند.

تزریق پلاستیک یکی از همین روش‌هاست که کاربرد و محدودیت زیادی در صنعت دارد؛ اما دقت کنید که مواد اولیه بررسی شده، در مورد همه پلاستیک‌ها صدق می‌کند از این رو و با توجه به حوزه کاری به تولید پلاستیک در کرج بیشتر می پردازیم:
فرآیند تولید پلاستیک: از مواد اولیه تا محصول نهایی

مواد اولیه تولید پلاستیک
انتخاب گرانول با رنگ پایدار و مقاوم در برابر نور و حرارت، تضمین‌کننده کیفیت قطعه نهایی است. تولید پلاستیک فرآیندی پیچیده و چندمرحله‌ای است که در آن مواد اولیه به محصولات متنوعی تبدیل می‌شوند.

این فرآیند به‌طورکلی شامل مراحل زیر است:

۱. استخراج مواد اولیه
۲. تقطیر و تفکیک
۳. تولید مونومر
۴. پلیمریزاسیون
۵. شکل‌دهی
۶. تکمیل و بسته‌بندی

در قسمت تولید پلاستیک در کرج شما می خوانید:

عوامل موثر بر خواص پلاستیک:
همان‌طور که گفتیم اغلب پلاستیک‌ها از ترکیب چند نوع مونومر تولید می‌شوند که مجموع آنها خواص کلی پلاستیک را مشخص می‌کند.
به‌علاوه اضافه‌کردن افزودنی‌های خاصی برای بهبود کیفیت پلاستیک و رفع نقص‌های آن ضروری است.
و نکاتی در مورد این که هر افزودنی چه خواصی را بهبود می‌بخشد و چه تاثیری روی محصول دارد را بیان کردیم. در ادامه برخی از
مهم‌ترین عواملی که روی ویژگی پلاستیک موثر است را می‌بینید:

نوع مونومر: نوع مونومر استفاده شده در تولید پلاستیک، بر خواص مکانیکی، حرارتی و شیمیایی آن تاثیرگذار است.
طول زنجیره پلیمری: طول زنجیره پلیمری، بر استحکام، سختی و انعطاف‌پذیری پلاستیک تاثیر می‌گذارد.
شرایط پلیمریزاسیون: دما، فشار و نوع کاتالیزور استفاده شده در فرآیند پلیمریزاسیون، بر خواص پلاستیک تاثیر می‌گذارد.
افزودنی‌ها: افزودنی‌هایی مانند رنگ‌دانه‌ها، نرم‌کننده‌ها و پایدارکننده‌ها به پلاستیک اضافه می‌شوند تا خواص آن را بهبود بخشند.
کاربرد انواع پلاستیک‌ بر اساس ویژگی مواد اولیه
ظرف یکبار مصرف تولید شده با پلاستیک
ویژگی‌هایی مانند سبکی، مقاومت در برابر رطوبت و قیمت پایین، دلیل محبوبیت این ظروف هستند.
پلاستیک‌ها، مواد مصنوعی بسیار متنوعی هستند که در زندگی روزمره ما کاربردهای فراوانی دارند.
در جدول زیر می‌توانید ویژگی‌ها و کاربردهای برخی از رایج‌ترین مواد اولیه پلاستیک را مقایسه کنید:

نوع پلاستیک ویژگی‌های اصلی کاربردهای اصلی پلی‌اتیلن سبک، انعطاف‌پذیر، مقاوم در برابر رطوبت کیسه‌های پلاستیکی، بطری‌ها، لوله‌ها
پلی‌پروپیلن سخت‌تر از PE، مقاوم در برابر حرارت، مواد شیمیایی ظروف یکبار مصرف، الیاف مصنوعی، قطعات خودرو
پلی‌وینیل کلراید سخت، مقاوم در برابر مواد شیمیایی لوله‌های آب، پنجره‌های UPVC، کفپوش
پلی‌استر شفاف، سبک، مقاوم در برابر ضربه بطری‌های نوشابه، الیاف لباس، فیلم‌های بسته‌بندی
پلی‌کربنات شفافیت بالا، مقاومت به ضربه عینک‌های آفتابی، دیسک‌های فشرده، لنزهای دوربین
ABS استحکام بالا، مقاومت در برابر ضربه، انعطاف‌پذیری قطعات خودرو، اسباب‌بازی، بدنه لوازم خانگی
پلی‌آمید (نایلون) استحکام بالا، مقاومت در برابر سایش و حرارت الیاف لباس، قطعات خودرو، فرش
به جز موارد گفته شده، انواع دیگر پلاستیک نیز وجود دارند که خواص مواد اولیه آنها متفاوت است و در نتیجه کارایی متفاوتی در صنعت
خواهند داشت:

پلی‌اتیلن ترفتالات (PETE): نوعی پلی‌استر است که در تولید بطری‌های نوشابه استفاده می‌شود.
پلی‌اتیلن با چگالی بالا (HDPE): در تولید بطری‌های شوینده، لوله‌های آب و اسباب‌بازی استفاده می‌شود.
پلی‌اتیلن با چگالی کم (LDPE): در تولید کیسه‌های فریزر، فیلم‌های بسته‌بندی و پوشش‌های کابل استفاده می‌شود.
عوامل موثر بر انتخاب مواد اولیه پلاستیک چیست؟
انتخاب صحیح مواد اولیه در تولید پلاستیک، یکی از کلیدی‌ترین عوامل تعیین‌کننده کیفیت، کارایی و هزینه نهایی محصول است. هر نوع
پلاستیک، خواص منحصربه‌فردی دارد که آن را برای کاربردهای خاصی مناسب می‌سازد. ازاین‌رو، درک عمیق از عوامل موثر بر این
انتخاب، برای تولیدکنندگان و طراحان محصولات پلاستیکی بسیار حائز اهمیت است. عوامل اصلی موثر بر انتخاب مواد اولیه پلاستیک
عبارت‌اند از:

کاربرد نهایی محصول: خواص مورد نیاز هر محصول پلاستیکی، محیطی که محصول در آن قرار می‌گیرد (داخلی، خارجی، تماس با مواد شیمیایی، دماهای بالا یا پایین) و… بر انتخاب مواد موثر است.
روش تولید: هر روش تولید پلاستیک (تزریق، اکستروژن، قالب‌گیری دمشی و…) نیازمند مواد اولیه با خواص ویسکوزیته و جریان پذیری خاص است. به علاوه نوع و ظرفیت تجهیزات تولید نیز در انتخاب محدودیت‌هایی ایجاد می‌کند.
هزینه: قیمت مواد اولیه پلاستیک متفاوت است و هزینه تولید را به طور مستقیم تحت تاثیر قرار می‌دهد.
خواص مکانیکی: مقاومت در برابر کشش، فشردگی، خم شدن و ضربه؛ مقاومت در برابر خراش و سایش؛ قابلیت تغییر شکل بدون
شکستگی و… نیز برای انتخاب ماده اولیه مهم هستند.