در این مطلب قصد داریم تا یک تحقیق کامل درباره انواع پلاستیک ، کاربرد ، خواص و ویژگی پلاستیک ، نحوه تولید و فرمول های شیمیایی و تمام نوع های این ماده یک راهنمای جامع در اختیار شما قرار دهیم ، در ادامه مطلب با ما همراه باشید.
در اولین مرحله باید بدانیم تعریف پلاستیک چیست ؟
پلاستیک اصطلاحی است که معمولاً برای توصیف طیف وسیعی از مواد مصنوعی یا نیمه مصنوعی استفاده می شود که در گستره وسیعی از کاربردها به کار می رود. به هر کجا که نگاه کنید پلاستیک پیدا خواهیم کرد. ما از محصولات پلاستیکی برای آسان مصرف تر کردن ، راحت تر ، ایمن تر و لذت بخش تر کردن زندگی استفاده می کنیم. پلاستیک ماده مصنوعی یا نیمه مصنوعی است که ما آن را در لباس هایی که می پوشیم ، خانه هایی که در آنها زندگی می کنیم و اتومبیل هایی که با آن به مسافرت می رویم پیدا می کنیم. اسباب بازی هایی که با آنها بازی می کنیم ، هر تلوزیون یا صحفه نمایشی که تماشا می کنیم ، ابزارهای IT مورد استفاده و تجهیزات پزشکی که از همه آنها بهره مند هستیم حاوی پلاستیک هستند.
پلاستیک از چه ماده اولیه ای ساخته می شود ؟
پلاستیک ها مواد آلی هستند ، دقیقاً مانند چوب ، کاغذ یا پشم. مواد اولیه ای که برای تولید پلاستیک استفاده می شود محصولات طبیعی مانند سلولز ، زغال سنگ ، گاز طبیعی ، نمک و البته از همه مهم تر نفت خام است.
تاریخچه نام گذاری پلاستیک
اصطلاح “پلاستیک” از کلمه یونانی “plastikos” گرفته شده است ، به معنی مناسب برای قالب سازی. این به خاصیت انعطاف پذیری یا پلاستیکی بودن مواد در حین ساخت اشاره دارد ، که به آن اجازه می دهد تا به اشکال مختلفی مانند فیلم ، الیاف ، بشقاب ها ، لوله ها ، بطری ها ، جعبه ها و موارد دیگر ریخته شود ، تحت فشار قرار گرفته یا اکسترود شود.
مطلب مرتبط : تاریخچه جامع صنعت پلاستیک از اولین روز تا به الان را در اینجا مشاهده کنید .
برخی از خواص و ویژگی های پلاستیک ( شیمیایی و فیزیکی )
پلاستیک ها مواد بسیار متنوعی هستند و برای طیف وسیعی از کاربردهای مصرفی و صنعتی ایده آل هستند. چگالی نسبتاً کم اکثر پلاستیک ها به محصولات پلاستیکی مزایای بسیار زیادی همانند وزن سبک را می دهد. و اگرچه بیشتر آنها از ویژگی های عایق حرارتی و الکتریکی بسیار خوبی برخوردار هستند ، اما در صورت لزوم می توان از برخی پلاستیک ها برای انتقال برق استفاده کرد. آنها در برابر خوردگی در برابر بسیاری از موادی که به مواد دیگر حمله می کنند ، مقاوم هستند و آنها را با دوام ساخته و برای استفاده در محیط های سخت مناسب می کنند. برخی شفاف هستند که استفده برای دستگاه های نوری را امکان پذیر می کنند. آنها می توانند به راحتی به شکل های پیچیده ای درآیند ، اجازه می دهند مواد دیگر در محصولات پلاستیکی ادغام شوند و آنها را برای طیف گسترده ای از عملکرد ایده آل می کند. بعلاوه ، اگر خصوصیات فیزیکی یک پلاستیک معین کاملاً با شرایط مشخص مطابقت نداشته باشد ، می توان تعادل خواص آن را با افزودن پرکننده های تقویت کننده ، رنگ ها ، عوامل کف کننده ، بازدارنده های شعله ، نرم کننده ها و غیره اصلاح کرد تا قادر به پاسخگوی هر نوع نیازی باشد .
میزان تولید سالیانه پلاستیک در ایران و جهان
میزان تولید پلاستیک در جهان : تولید 5.1 میلیون تن پلاستیک در جهان در سال 1950 که در سال 2002 این رقم به 200 میلیون تن رسید ، اما این مقدار امروزه به 300 میلیون تن رسیده و می‌توان گفت زمین گرفتار اپیدمی پلاستیک شده است.
میزان تولید پلاستیک در ایران : در ایران این رقم تقریبا به 17 تا 20 هزار تن می باشد و در روز معادل 500 تن می باشد. هر فرد تهرانی به طور متوسط روزانه سه پلاستیک را وارد چرخه محیط زیست می کند پلاستیک دارای طول عمر بیش از 300 سال می باشد و به دلیل تجزیه ناپذیر بودن، ذرات کم وزن آن با وزش باد جا به جا شده و همین جا به جایی مشکلات بهداشتی فراوانی را برای محیط زیست ایجاد کرده است.
انواع پلاستیک
دنیا امروزی ما پر از پلاستیک است ، عملاً هر آنچه روزانه می بینید و استفاده می کنید کاملاً یا تا حدی از مواد پلاستیکی است یا به نحوه به یکی از ویژگی پلاستیک ربط دارد . تلویزیون ، کامپیوتر ، اتومبیل ، خانه ، یخچال و بسیاری دیگر از محصولات ضروری شما از مواد پلاستیکی تولید یا استفاده می کنند تا زندگی شما را آسان تر و ساده تر کنند. با این حال ، تمام پلاستیک ها به طور یکسان ساخته نشده اند. تولیدکنندگان از انواع مختلف پلاستیک و مواد مختلف استفاده می کنند که دارای خواص و ویژگی های منحصر به فردی هستند.
در بخش زیر 7 مورد از محبوب ترین و معمول ترین پلاستیک های موجود در دنیایی امروزی نام برده شده است که عبارتند از :
- اکریلیک یا پلی متیل متاکریلات (PMMA)
- پلی کربنات (PC)
- پلی اتیلن (PE)
- پلی پروپیلن (PP)
- پلی اتیلن ترفتالات (PETE یا PET)
- پلی وینیل کلراید (PVC)
- اکریلونیتریل-بوتادین-استایرن (ABS)
بیایید در ادامه مطلب با جزئیات بیشتری به هر یک از این پلاستیک های خاص نگاهی بیندازیم.
1- اکریلیک یا پلی متیل متاکریلات (PMMA)
اکریلیک که به دلیل استفاده در دستگاه ها و محصولات نوری مشهور است ، یک ترموپلاستیک شفاف است که به عنوان یک جایگزین سبک و مقاوم در برابر خرد شدن در برابر شیشه استفاده می شود. ویژگی پلاستیک اکریلیک سبب شده تا به طور معمول در فرم ورق استفاده شود و محصولاتی مانند آینه های اکریلیک و پلکسی گلاس اکریلیک ایجاد می کند. پلاستیک شفاف را می توان به صورت رنگی و فلورسنت ، مقاوم در برابر سایش ، مقاوم در برابر گلوله ، مقاوم در برابر اشعه ماورا بنفش ، غیر براق ، ضد استاتیک و موارد دیگر ساخت. اکریلیک علاوه بر اینکه بیش از ورق های شیشه و پلی کربنات است ، هفده برابر در برابر ضربه مقاوم است ، رسیدگی و پردازش آن راحت تر است و کاربردهای بی پایانی دارد.
2- پلی کربنات (PC)
پلی کربنات سخت ، پایدار و شفاف ، یک پلاستیک مهندسی عالی است که به اندازه دویست و پنجاه برابر محکم تر از شیشه شفاف است. 30 برابر قوی تر از ورق های پلی کربنات اکریلیک است که در برای کاربرد های شفاف نیز به راحتی کار می شوند ، قالب می خورند و با گرما تشکیل می شوند یا به شکل سرد ساخته می شوند. اگرچه پلاستیک پلی کربنات بسیار قوی و مقاوم در برابر ضربه است ، اما دارای انعطاف پذیری ذاتی هم است. بر خلاف شیشه یا اکریلیک ، ورق های پلاستیکی پلی کربنات را می توان بدون ایجاد پیش ساخته ساخت ، در محل برش داد و یا به صورت سرد تشکیل داد.با توجه به ویژگی پلاستیک پلی کربنات این نوع پلاستیک در محصولات بسیار متنوعی از جمله گلخانه ها ، دی وی دی ها ، عینک های آفتابی ، تجهیزات ضد شورش پلیس و … کاربرد های وسیعی دارد .
3- پلی اتیلن (PE)
پلی اتیلن متداول ترین پلاستیک روی زمین است که می تواند در تراکم های مختلف تولید شود. ویژگی پلاستیک پلی اتیلن در هر تراکم متفاوت و منحصر به فرد است. در نتیجه ، پلی اتیلن در محصولات بسیار متنوعی قرار دارد.
- انواع محصولات تولید شده با مواد اولیه پلی اتیلنی با چگالی کم (LDPE) را در اینجا مشاهده کنید .
- انواع محصولات تولید شده با مواد اولیه پلی اتیلنی با چگالی بالا ( HDPE) را در اینجا مشاهده کنید .
در زیر چهار تراکم معمول از پلی اتیلن آورده شده است که هر کدام از آن ها با تفاوت های بسیار کمی دارای کاربرد های متفاوتی است که عبارتند از :
- پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE) : این تراکم پلی اتیلن قابل انعطاف است و برای تولید محصولاتی مانند کیسه های خرید ، کیسه های پلاستیکی ، ظروف غذای شفاف ، بسته بندی های یکبار مصرف و غیره استفاده می شود.
- پلی اتیلن با چگالی متوسط (MDPE) : با داشتن زنجیره های پلیمر بیشتر و در نتیجه چگالی بیشتر ، معمولاً در لوله های گاز ، فیلم کوچک کننده ، کیسه های حامل ، بست های پیچ و این دسته از محصولات کاربرد دارد.
- پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) : سفت و سخت تر از LDPE و MDPE ، ورق های پلاستیکی HDPE در محصولاتی مانند بطری های پلاستیکی ، لوله کشی آب و فاضلاب ، اسنوبردها ، قایق ها و صندلی های تاشو وجود دارد.
- پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا (UHMWPE) : چگالی UHMWPE نسبت به HDPE زیاد نیست. در مقایسه با HDPE ، این پلاستیک پلی اتیلن به دلیل طول زیاد زنجیرهای پلیمری ، مقاومت بیشتری در برابر سایش دارد. UHMWPE با داشتن خواص تراکم بالا و اصطکاک کم ، در زره پوش بدنه نظامی ، مهر و موم های هیدرولیکی و یاطاقان ، مواد بیولوژیکی برای کاشت مفصل ران ، زانو و ستون فقرات و پیست های یخی مصنوعی کاربرد های وسیعی دارد .
مطلب مرتبط : انواع پلی اتیلن سبک و سنگین کاربرد ها و تفاوت های هر کدام را در اینجا مشاهده کنید
4- پلی پروپیلن (PP)
این ماده پلاستیکی یک پلیمر ترموپلاستیک و دومین پلاستیک مصنوعی در جهان است که به طور گسترده تولید می شود. کاربرد گسترده و محبوبیت آن بسیار جالب توجه است زیرا پلی پروپیلن یکی از انعطاف پذیرترین مواد ترموپلاستیک روی کره زمین است. اگرچه PP از PE قوی تر است ، اما همچنان انعطاف پذیری را حفظ می کند. تحت استرس مکرر ترک نخواهد خورد. با توجه به ویژگی پلاستیک پلی پروپیلن (با دوام ، انعطاف پذیر ، مقاوم در برابر حرارت ، مقاومت در برابر اسید و ارزان) از ورق های پلی پروپیلن، در ساخت تجهیزات آزمایشگاهی، قطعات خودرو، دستگاه های پزشکی و ظروف غذا استفاده می شود.
مطلب مرتبط : راهنمای جامع تفاوت بین پلی اتیلن و پلی پروپلین در کاربرد ، نحوه تولید ، قیمت و ….
5- پلی اتیلن ترفتالات (PETE یا PET)
پلی اتیلن ترفتالات رایج ترین رزین ترموپلاستیک از خانواده پلی استرها است. PET چهارمین پلاستیک مصنوعی تولید شده است. پلی اتیلن ترفتالات دارای مقاومت شیمیایی عالی در برابر مواد آلی و آب است و به راحتی قابل بازیافت است. این ماده عملا ضد شکستگی است و دارای نسبت قابل توجهی به مقاومت در برابر وزن است. این مواد پلاستیکی در الیاف لباس ، ظروف غذاها و مایع ، الیاف شیشه برای رزین های مهندسی ، نانولوله های کربنی و بسیاری از محصولات دیگر است که ما روزانه از همه آن ها استفاده می کنیم.
6- پلی وینیل کلراید (PVC)
سومین پلیمر پلاستیکی مصنوعی تولید شده PVC است. ویژگی پلاستیک PVC به گونه‌ای است که می تواند به صورت سخت یا انعطاف‌پذیر تولید شود.پلی وینیل کلراید به دلیل توانایی در ترکیب با مواد دیگر بسیار مشهور است. به عنوان مثال ، ورق های PVC منبسط شده یک ماده پلی وینیل کلرید کف مانند محصولات ایده آل مانند کیوسک ها ، ویترین فروشگاه ها و نمایشگاه ها هستند. شکل سفت و سخت PVC معمولاً در مصالح ساختمانی ، درها ، پنجره ها ، بطری ها ، بسته بندی های غیر غذایی و غیره وجود دارد. با افزودن نرم کننده هایی مانند فتالات ، فرم نرم و انعطاف پذیر PVC در محصولات لوله کشی ، عایق کابل برق ، لباس ، لوله های پزشکی و سایر محصولات مشابه وجود دارد.
7- اکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS)
ABS که توسط پلیمریزاسیون استایرن و اکریلونیتریل در حضور پلی بوتادین ایجاد شده است ، مقاوم ، انعطاف پذیر ، براق ، بسیار پردازش پذیر و در برابر ضربه مقاوم است. می توان آن را در محدوده ای از ضخامت ها از 200 میکرون تا 5 میلی متر با حداکثر عرض 1600 میلی متر تولید کرد. از ورق پلاستیک ABS با هزینه ساخت نسبتاً کم ، معمولاً در صنایع خودروسازی استفاده می شود اما در محصولاتی مانند جعبه ، سنج ، پوشش محافظ ، چمدان و اسباب بازی های کودکان نیز وجود دارد.
ساختار شیمیایی پلاستیک
ویژگی پلاستیک را می توان بر اساس ترکیب شیمیایی آنها به دو دسته مجزا تقسیم کرد. یک دسته پلاستیک هایی هستند که از پلیمرهایی تشکیل شده اند که در زنجیره های ستون فقرات خود فقط اتم های کربن آلیفاتیک (خطی) دارند. در اینجا به هر اتم کربن دیگر متصل است یک گروه متیل آویز (CH3):
دسته دیگر ویژگی پلاستیک هایی است که از پلیمرهای هتروچین تشکیل شده است. این ترکیبات علاوه بر کربن ، در زنجیره های ستون فقرات خود حاوی اتم هایی مانند اکسیژن ، ازت یا گوگرد هستند. بیشتر پلاستیک های مهندسی ذکر شده در بالا از پلیمر های هتروچین تشکیل شده اند. به عنوان مثال می توان به پلی کربنات اشاره کرد که مولکول های آن حاوی دو حلقه معطر (بنزن) است:
