پلاستیک چیست ؟ مواد پلاستیکی یا همان پلیمری که معمولاً با اعمال گرما و فشار قابلیت قالب گیری یا شکل دهی را دارند. این خاصیت پلاستیسیته که اغلب در ترکیب با سایر خواص ویژه مانند چگالی کم، رسانایی الکتریکی کم، شفافیت و چقرمگی یافت می‌شود، به پلاستیک ها اجازه می‌دهد تا محصولات متنوعی تولید کنند. اینها شامل بطری های نوشیدنی سخت و سبک ساخته شده از پلی اتیلن ترفتالات (PET)، شیلنگ های باغی انعطاف پذیر ساخته شده از پلی وینیل کلراید (PVC)، ظروف مواد غذایی عایق ساخته شده از پلی استایرن فوم شده، و پنجره های نشکن ساخته شده از پلی متیل متاکریلات است.
در این مقاله بررسی مختصری از خواص ضروری پلاستیک ها ارائه شده است، و به دنبال آن شرح مفصل تری از پردازش آنها به محصولات مفید و بازیافت بعدی ارائه شده است.
ترکیب، ساختار و خواص پلاستیک چیست
بسیاری از نام‌های شیمیایی پلیمرهایی که به‌عنوان پلاستیک به کار می‌روند برای مصرف‌کنندگان آشنا شده‌اند، اگرچه برخی از آنها بیشتر با نام‌های اختصاری یا تجاری‌شان شناخته می‌شوند. بنابراین ، پلی اتیلن ترفتالات و پلی وینیل کلراید معمولا به عنوان PET و PVC شناخته می شوند، در حالی که پلی استایرن فوم شده و پلی متیل متاکریلات با نام های تجاری خود، Styrofoam و Plexiglas (یا Perspex) شناخته می شوند.
برای کسب اطلاعات جامع در رابطه با خواص ، ویژگی ها و انواع کاربرد های پلاستیک روی لینک کلیک کنید
سازندگان صنعتی محصولات پلاستیکی تمایل دارند پلاستیک را به عنوان رزین های “کالا” یا رزین های “تخصصی” در نظر بگیرند. (اصطلاح رزین به سالهای اولیه صنعت پلاستیک برمی گردد؛ در اصل به مواد جامد بی شکل طبیعی مانند شلاک و رزین اطلاق می شود.) رزین های کالایی پلاستیک هایی هستند که با حجم بالا و هزینه کم برای رایج ترین اقلام یکبار مصرف و بادوام تولید می شوند. کالاها آنها عمدتاً توسط پلی اتیلن ، پلی پروپیلن، پلی وینیل کلراید و پلی استایرن نشان داده می شوند. رزین های تخصصی پلاستیک هایی هستند که خواص آنها برای کاربردهای خاص طراحی شده و با حجم کم و هزینه بالاتر تولید می شوند. از جمله این گروه می توان به پلاستیک های مهندسی یا رزین های مهندسی اشاره کرد که پلاستیک هایی هستند که می توانند با فلزات ریخته گری در لوله کشی، سخت افزار و کاربردهای خودروسازی رقابت کنند. پلاستیک های مهندسی مهم که کمتر از پلاستیک های کالایی ذکر شده در بالا برای مصرف کنندگان آشنا هستند، پلی استال، پلی آمید (به ویژه آنهایی که با نام تجاری نایلون شناخته می شوند)، پلی تترا فلوئورواتیلن (علامت تجاری تفلون)، پلی کربنات، پلی فنیلن سولفید، اپوکسی و پلی اتر اترکتون هستند. یکی دیگر از اعضای رزین های تخصصی، الاستومرهای ترموپلاستیک هستند، پلیمرهایی که دارای خواص ارتجاعی لاستیک هستند، اما می توانند بارها و بارها پس از حرارت دادن قالب گیری شوند.
ترکیبات شیمیایی پلاستیک
ترکیبات شیمیایی پلاستیک چیست ؟ همچنین پلاستیک ها را می توان بر اساس ترکیب شیمیایی به دو دسته مجزا تقسیم کرد. یک دسته پلاستیک‌هایی هستند که از پلیمرهایی تشکیل شده‌اند که فقط اتم‌های کربن آلیفاتیک (خطی) در زنجیره‌های ستون فقرات خود دارند. تمام پلاستیک های کالایی ذکر شده در بالا در این دسته قرار می گیرند. ساختار پلی پروپیلن می تواند به عنوان مثال باشد. در اینجا به هر اتم کربن دیگر یک گروه متیل آویز (CH3) متصل است :
دسته دیگر پلاستیک ها از پلیمرهای هترو زنجیره ای تشکیل شده اند. این ترکیبات علاوه بر کربن حاوی اتم هایی مانند اکسیژن، نیتروژن یا گوگرد در زنجیره های ستون فقرات خود هستند. بیشتر پلاستیک های مهندسی که در بالا ذکر شد از پلیمرهای هترو زنجیره ای تشکیل شده اند. به عنوان مثال می توان پلی کربنات را نام برد که مولکول های آن حاوی دو حلقه معطر (بنزن) هستند:
تمایز بین پلیمرهای زنجیره کربنی و هتروزنجیره در جدول منعکس شده است، که در آن خواص و کاربردهای منتخب مهم‌ترین پلاستیک‌های زنجیره کربنی و هتروزنجیره نشان داده شده‌اند و از آن لینک‌هایی مستقیماً به ورودی‌هایی ارائه می‌شوند که این مواد را با جزئیات بیشتر توصیف می‌کنند. توجه به این نکته مهم است که برای هر نوع پلیمری که در جدول ذکر شده است، می‌تواند زیرشاخه‌های زیادی داشته باشد، زیرا هر یک از ده‌ها تولیدکننده صنعتی هر پلیمری می‌توانند 20 یا 30 نوع مختلف را برای استفاده در کاربردهای خاص ارائه دهند. به همین دلیل ویژگی های نشان داده شده در جدول باید به صورت تقریبی در نظر گرفته شوند.
تعریف پلاستیک چیست
پلاستیک ها گروهی از مواد هستند، چه مصنوعی و چه به طور طبیعی، که ممکن است در صورت نرم شدن شکل گرفته و سپس سخت شوند تا شکل داده شده را حفظ کنند. پلاستیک ها پلیمر هستند. پلیمر ماده ای است که از واحدهای تکرار شونده زیادی ساخته شده است. کلمه پلیمر از دو کلمه یونانی می آید: poly به معنی بسیاری و meros به معنای قطعات یا واحدها. پلیمر را می‌توان به‌عنوان زنجیره‌ای در نظر گرفت که در آن هر حلقه «مر» یا مونومر (تک واحد) است. این زنجیره از اتصال یا پلیمریزه کردن حداقل 1000 پیوند به یکدیگر ساخته می شود. پلیمریزاسیون را می توان با ساختن یک زنجیره با استفاده از گیره های کاغذ یا با پیوند دادن بسیاری از نوارهای کاغذ به یکدیگر برای تشکیل یک حلقه کاغذی نشان داد.
از اولین روز تا آخرین روز پلاستیک (تاریخچه پلاستیک) را در اینجا مشاهده کنید
پلیمر های طبیعی و مصنوعی
پلیمرهای طبیعی شامل قیر، پوست ، لاک پشت، شاخ حیوانات، سلولز، کهربا و لاتکس از شیره درختان است. پلیمرهای مصنوعی شامل پلی اتیلن (مورد استفاده در کیسه های پلاستیکی) است. پلی استایرن (برای ساخت فنجان های پلی استایرن استفاده می شود)؛ پلی پروپیلن (مورد استفاده برای الیاف و بطری)؛ پلی وینیل کلراید (برای بسته بندی مواد غذایی، بطری ها و لوله های تخلیه استفاده می شود)؛ و پلی تترا فلوئورواتیلن یا تفلون (برای سطوح نچسب استفاده می شود). اگرچه بسیاری از پلیمرها هیدروکربن هایی هستند که فقط کربن و هیدروژن دارند، پلیمرهای دیگر ممکن است حاوی اکسیژن، کلر، فلوئور، نیتروژن، سیلیکون، فسفر و گوگرد باشند.
پلیمرهای طبیعی، مانند سلولز و لاتکس، اولین بار در قرن نوزدهم از نظر شیمیایی اصلاح شدند تا سلولوئید و لاستیک ولکانیزه را تشکیل دهند. اولین پلیمر کاملا مصنوعی، باکلیت، در سال 1907 تولید شد. اولین الیاف نیمه مصنوعی، ریون، از سلولز در سال 1911 ساخته شد. ابریشم و سایر مواد به سختی به دست می‌آمدند، زیرا مواد مصنوعی تولید انبوه می‌شدند. لاستیک مصنوعی برای لاستیک مورد نیاز بود و نایلون به عنوان جایگزینی برای ابریشم برای چتر نجات مورد نیاز بود. امروزه پلیمرهای مصنوعی به شکل پلاستیک کاربرد وسیعی دارند و صنعت پلاستیک یکی از سریع‌ترین صنایع در حال رشد در ایالات متحده و سراسر جهان است. این صنعت سالانه حدود 150 کیلوگرم پلیمر برای هر نفر در ایالات متحده تولید می کند.
ساختار پلاستیک
ساختار پلاستیک چیست ؟ مونومرها را می توان به دو روش شیمیایی به یکدیگر متصل کرد : پلیمریزاسیون افزودنی یا پلیمریزاسیون تراکمی. پلیمریزاسیون افزودنی سه مرحله اساسی دارد: شروع، انتشار و خاتمه. در این نوع پلیمریزاسیون، مونومرها با افزودن به انتهای آخرین “مر” در زنجیره به هم می پیوندند، درست مانند ساختن زنجیره ای از گیره های کاغذ. پلی اتیلن، پلی استایرن و اکریلیک نمونه هایی از پلاستیک هستند که از پلیمریزاسیون افزودنی تشکیل می شوند. این پلیمرها اغلب از نظر طبیعت گرمانرم هستند: می توان آنها را گرم کرد و نرم کرد و بعد از سرد شدن سخت شد. آنها به راحتی پردازش، بازفرآوری یا بازیافت می شوند. برای نمونه هایی از هر نوع، جداول پیوست شده، برخی از پلیمرهای افزودنی و برخی پلیمرهای تراکمی را ببینید.
در طی پلیمریزاسیون تراکمی، با پیوستن مونومرها به یکدیگر، یک مولکول کوچک حذف می شود. نایلون ها، برخی پلی استرها و یورتان ها نمونه هایی از پلیمرهای متراکم هستند. این پلیمرها می توانند ترموپلاستیک یا ترموست باشند. اگرچه همه پلاستیک‌ها در مرحله‌ای از پردازش در حالت مایع هستند و در حالت نهایی جامد هستند، پس از تشکیل یک پلیمر ترموست، نمی‌توان آن را ذوب و اصلاح کرد.
مونومرها در یک پلیمر ممکن است به روش های مختلفی مرتب شوند. به عنوان مثال، مونومرها ممکن است آرایشی خطی مانند یک زنجیره بلند از گیره های کاغذ داشته باشند، اگرچه پیوندهای کربنی چهار وجهی در واقع به زنجیره یک پیکربندی زیگزاگی می دهد. پلی اتیلن ساده ترین نمونه پلیمر خطی است.
ساختار زیگزاگی پلی اتیلن
ساختار زیگزاگی پلاستیک چیست ؟ مونومرها نه تنها زنجیره های مستقیم تشکیل دهند، بلکه زنجیره های جانبی بلندی را نیز از ستون فقرات اصلی تشکیل دهند، پلیمر حاصل به صورت شاخه ای توصیف می شود و ممکن است شبیه شاخه درخت یا ساقه های یک خوشه انگور باشد. ترتیب دیگر زمانی رخ می دهد که زنجیره های بلند از نظر شیمیایی به یکدیگر متصل می شوند و ساختار شبکه مانندی را تشکیل می دهند که به عنوان پیکربندی متقابل شناخته می شود. لاستیک ولکانیزه که از واکنش لاستیک طبیعی (ایزوپرن) با گوگرد تشکیل می شود، نمونه ای از پلیمرهای شبکه ای است.
پلی وینیل الکل با استفاده از بوراکس، Na2B4O7x10H2O (تتربورات سدیم) به صورت متقاطع متصل می شود.
اطلاعات تکمیلی در رابطه با الیافت نایلون را در اینجا مشاهده کنید
مولکول های پلیمر نیز می توانند آرایش های مختلفی داشته باشند. اگر چینش ترتیب یا شکل خاصی نداشته باشد، مانند چیدمان اسپاگتی روی بشقاب، پلیمر را بی شکل (بدون شکل) می گویند. پلیمرهای آمورف اغلب شفاف هستند و بنابراین به عنوان بسته بندی مواد غذایی، چراغ های جلو و لنزهای تماسی استفاده می شوند. این مواد همچنین تمایل به نقطه ذوب پایین تری دارند. اگر آرایش در یک الگوی مشخص باشد، پلیمر را کریستالی می گویند. هر چه درجه بلورینگی بیشتر باشد، نور کمتری از آن عبور می کند. چنین موادی یا شفاف یا مات هستند. این کیفیت به درجه تبلور و وجود مواد افزودنی بستگی دارد. پلیمرهای کریستالی استحکام بیشتری دارند و تمایل به نقطه ذوب بالاتری دارند.
ویژگی های پلیمرها
ویژگی های پلیمر های پلاستیک چیست ؟ به نظر می رسد پلیمرها دارای طیف نامحدودی از ویژگی ها به همراه خواصی هستند که به آنها اجازه می دهد در مجموعه ای بی پایان از رنگ ها رنگ شوند. خواص آنها را می توان با افزودنی ها افزایش داد. توانایی طراحی یا مهندسی پلیمرها برای کاربردهای خاص، پلاستیک را مواد منحصر به فردی می کند. اگرچه هر پلیمر دارای ویژگی های منحصر به فردی است، اما اکثر پلیمرها دارای برخی ویژگی های کلی هستند:
- در برابر مواد شیمیایی مقاوم هستند.
- آنها عایق حرارت و برق هستند.
- جرم آنها سبک است و درجات مختلفی از استحکام دارند.
- آنها را می توان به روش های مختلفی برای تولید الیاف، ورق، فوم یا قطعات قالب گیری پیچیده پردازش کرد.
ماده اولیه تولید محصولات پلاستیکی رزین نام دارد. برخی از رایج ترین رزین ها عبارتند از پلی اتیلن (PE)، پلی اتیلن ترفتالات (PET)، پلی پروپیلن (PP)، پلی وینیل کلراید (PVC) و پلی استایرن (PS). این رزین ها اغلب در بسته بندی استفاده می شوند. نمودار کد بازیافت در PDF مرتبط، کد بازیافت این رزین ها را نشان می دهد.
