شناخت مواد پلاستیکی - بخش چهارم

مواد پلاستیکی: انواع، مزایا و تولید – بخش چهارم

انواع مختلف مواد پلاستیکی کدامند؟

پلیمرهای پلاستیکی به طور کلی به دو نوع اصلی تقسیم می‌شوند: ترموپلاستیک‌ها و پلیمرهای ترموست.

پلیمرهای ترموپلاستیک: پلیمرهای ترموپلاستیک یا ترموپلاستیک‌ها دارای مولکول‌های پلیمری هستند که می‌توانند بارها و بارها با گرم کردن و سرد کردن دوباره مرتب شوند. گرم کردن ترموپلاستیک‌ها آنها را مایع یا نرم می‌کند اما در طول این فرآیند هیچ تغییر شیمیایی رخ نمی‌دهد. این به دلیل عدم وجود پیوند عرضی است که در پلیمرهای ترموست مشخص است. سرد کردن بعدی، ماده را به حالت جامد خود بازمی‌گرداند. این فرآیند گرم کردن و سرد کردن به پلاستیک اجازه می‌دهد تا به اشکال مختلف شکل بگیرد.

پلیمرهای ترموست: پلاستیک‌های ساخته شده از این نوع پلیمرها دارای گروه‌های عاملی هستند که پیوندهای عرضی بین مولکول‌ها را تشکیل می‌دهند. پلیمرهای ترموست یا ترموست‌ها را نمی‌توان از طریق حرارت دادن نرم کرد. پس از حرارت دادن، آنها تحت یک واکنش شیمیایی قرار می‌گیرند که خواص آنها را به طور دائم تغییر می‌دهد. پردازش ترموست‌ها شامل یک فرآیند اضافی به نام پخت است. پخت فرآیند ایجاد پیوندهای عرضی بین زنجیره‌های پلیمری و نهایی کردن خواص پلاستیک است.

علاوه بر اینکه پلاستیک‌ها به عنوان ترموست یا ترموپلاستیک طبقه‌ بندی می‌شوند، آنها را نیز می‌توان بر اساس نوع پلیمر مورد استفاده در تولید رزین خام نیز تقسیم ‌بندی کرد.

پلی اتیلن (PE)

پلی اتیلن پرکاربردترین ماده پلاستیکی است. پلی اتیلن دارای ویژگی‌های مطلوب بسیاری مانند فرآیند پذیری آسان، چقرمگی و انعطاف‌ پذیری است که همگی حتی در دماهای پایین نیز حفظ می‌شوند. پلی اتیلن بدون بو و سم است و شفافیت عالی، خواص ضد آب خوب، خواص عایق الکتریکی خوب و هزینه کم دارد. این ماده دو نوع اصلی دارد پلی اتیلن سنگین (HDPE) و پلی اتیلن سبک (LDPE)

1. پلی اتیلن سنگین (HDPE): از میان انواع پلی اتیلن، HDPE از نظر سهم بازار، ماده اولیه غالب است. ساختار مولکولی آن خطی با شاخه بندی کم است که منجر به نیروهای بین مولکولی بالاتر می شود. این امر به HDPE استحکام ویژه بالایی می بخشد.

2. پلی اتیلن سبک (LDPE): LDPE دارای یک زنجیره پلیمری شاخه دار است که نیروهای بین مولکولی ضعیفی دارد. این امر منجر به استحکام کششی و خواص بازدارندگی کمتر می‌شود. با این وجود، مقاومت ضربه و انعطاف‌ پذیری بهتری نسبت به HDPE دارد.

پلی ‌پروپیلن (PP)

پلی‌ پروپیلن (PP) پلیمری است که می‌تواند طیف وسیعی از خواص را داشته باشد که به وزن مولکولی، مورفولوژی، ساختار بلوری، افزودنی‌ها و کوپلیمریزاسیون آن بستگی دارد. همچنین می‌توان آن را به پلیمرهایی با درجه بلورینگی بالا تبدیل کرد که منجر به استحکام کششی و سختی بالاتر قابل مقایسه با HDPE می‌شود. علاوه براین، می‌تواند دماهای بالاتر را بدون از دست دادن استحکام یا تخریب تحمل کند. معایب استفاده از پلی‌ پروپیلن، حساسیت آن به تخریب و اکسیداسیون در برابر اشعه ماوراء بنفش است.

پلی یورتان (PU)

پلی یورتان (PU) از پلی ال‌های پلی استر یا پلی اتر، ترکیبات دی ایزوسیانات، مواد ترمیم کننده و افزودنی ها تولید می شود. آنها برای ساخت محصولات با کارایی بالا و گرید مهندسی مناسب هستند. خواص مکانیکی آنها می تواند از نرم و انعطاف پذیر تا سخت و سفت متغیر باشد.

پلی وینیل کلرید (PVC)

PVC پلاستیکی است که می‌تواند با تثبیت‌ کننده‌های مختلف، نرم‌ کننده‌ها، اصلاح‌ کننده‌های ضربه، کمک ‌فرآیندها و سایر افزودنی‌ها فرموله شود. با تغییر مقدار نرم‌ کننده‌ها می‌توان آن را به پلاستیک سفت و سخت یا انعطاف‌ پذیر تبدیل کرد. علاوه براین، آنها وضوح بهتری نسبت به سایر پلاستیک‌های همه‌کاره ارائه می‌دهند. با این حال، PVC پتانسیل آزاد کردن آلاینده‌های مضر، اسیدها و سموم را در طول پردازش یا تخریب دارند.

پلی اتیلن ترفتالات (PET)

PET به ویژه PET دو محوره، به دلیل نفوذ پذیری کم در برابر رطوبت، دی اکسید کربن و الکل شناخته شده است. همچنین ویسکوزیته ذاتی بسیار خوبی دارد. با این حال، نقطه ضعف استفاده از PET میل ترکیبی آن با آب است. تمایل به جذب آب دارد که پردازش را دشوار می‌کند زیرا رزین قبل از اکستروژن باید خشک شود.

پلی ‌استایرن (PS)

پلی‌ استایرن (PS) یکی دیگر از پلاستیک‌های پرکاربرد است که با کوپلیمریزاسیون و افزودنی‌ها اصلاح می‌شود. می‌توان آن را به شکل‌های پلاستیکی انعطاف ‌پذیر، سفت و سخت یا سلولی (فوم) درآورد. پلی‌ استایرن معمولا مستعد اکسیداسیون است و بنابراین، بازیافت مکرر آن توصیه نمی‌شود. علاوه براین، حساسیت آن به اکسیداسیون باعث می‌شود رنگش زرد شود.

پلی‌ آمید (PA)

پلی ‌آمید (PA) یک پلاستیک مهندسی محسوب می‌شود که با چقرمگی بالا، مقاومت ضربه بالا، مقاومت در برابر حلال‌ها، مقاومت در برابر سایش و قابلیت اصلاح برای داشتن مقاومت در برابر حرارت مشخص می‌شود. تولید پلی ‌آمید عمدتا به تولید الیاف اختصاص دارد. تنها حدود 10 درصد از حجم تولید پلی‌ آمید در فرآیندهای شکل‌ دهی پلاستیک استفاده می‌شود.

اکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS)

ABS یک ماده پلاستیکی رایج است که با سختی و استحکام خوب و تا حدودی چقرمگی مشخص می‌شود. از ABS در پوشش‌های محافظ معمولا به دلیل مقاومت ضعیف این ماده در برابر اشعه ماوراء بنفش و مقاومت نسبتا کافی در برابر اکثر اسیدها و قلیاها استفاده می‌شود.

پلی کربنات (PC)

PC به راحتی با روش‌های مختلف قالب‌ گیری فرآوری می‌شود که قالب‌ گیری تزریقی و اکستروژن ورق رایج‌ترین آنها هستند. پلی کربنات‌ها به دلیل مقاومت ضربه بالا، مقاومت در برابر حرارت، عایق الکتریکی خوب، شفافیت، خواص مانع خوب در برابر آب و خواص ذاتی ضد شعله شناخته شده‌اند.

پلی تترافلوئورواتیلن (PTFE)

PTFE یکی از رایج‌ترین انواع پلیمرهای فلوئوروکربن است. این ماده ویژگی‌های مطلوب بسیاری مانند ضریب اصطکاک پایین، خود روانکاری، مقاومت شیمیایی و آبگریزی دارد. این ویژگی‌ها PTFE را به عنوان یک ماده پوشش‌ دهنده مطلوب تبدیل می‌کند. خاصیت آبگریزی آن همچنین از رشد میکروب‌ها جلوگیری می‌کند که کاربردهای آن را در تولید مواد غذایی و دارویی گسترش می‌دهد.

پلی متیل متاکریلات (PMMA)

PMMA این نوع پلاستیک که با نام اکریلیک نیز شناخته می‌شود، نوعی ترموپلاستیک با خواص متمایز مانند شفافیت عالی، سبکی، استحکام کششی و خمشی و مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش است. از PMMA معمولا به عنوان جایگزینی برای شیشه شفاف استفاده می‌شود. نمونه‌هایی از کاربردهای آنها عبارتند از پنجره‌ها، لنزها، موانع ایمنی و پرده‌ها.

باتوجه به خواص گفته شده از پلاستیک‌های مختلف، برخی از این پلاستیک‌ها نقش پررنگی در ساخت پلاستیک یکبار مصرف دارند. از میان طیف وسیع پلاستیک‌ها، پلاستیک‌های یکبار مصرف بیشترین نگرانی جهانی را ایجاد کرده‌اند. در اصل، آنها نوعی پلاستیک یکبار مصرف هستند که برای یک بار استفاده و دور انداختن طراحی شده‌اند. اقلامی که در این دسته قرار می‌گیرند شامل کیسه‌های پلاستیکی، همزن‌های پلاستیکی، نی، بطری‌های نوشابه و آب و بسته ‌بندی مواد غذایی هستند. از 300 میلیون تن پلاستیک تولید شده در سال، نیمی از آن یکبار مصرف است. اقلام پلاستیکی یکبار مصرف کوچک اغلب وسایل راحتی هستند که برای مخلوط کردن قهوه، آوردن خرید به خانه یا نمایش کالاهای جدید استفاده می‌شوند. سایر اشکال پلاستیک‌های یکبار مصرف نقش حیاتی‌تری دارند مانند دستکش‌ها و ابزارهای جراحی، ماسک‌های تنفسی و سایر اقلام مراقبت‌های پزشکی. صرف نظر از جنس، این اقلام فقط یک بار برای ایمنی و محافظت قابل استفاده هستند. دلیل اصلی توسعه پلاستیک‌های یکبار مصرف جلوگیری از شیوع بیماری، کاهش هزینه‌های نیروی کار و به عنوان وسیله‌ای برای تازه نگه داشتن اقلام برای مدت طولانی‌تر بود.

انعطاف ‌پذیری، مقرون ‌به‌ صرفه بودن و ایمنی ارائه شده توسط پلاستیک‌های یکبار مصرف، دلایل اصلی استفاده گسترده از آنها هستند. با افزایش نگرانی‌ها در مورد تأثیرات زیست ‌محیطی، چندین شرکت چندملیتی روش‌هایی را برای بازیافت و استفاده مجدد از پلاستیک‌های یکبار مصرف، از ساخت مصالح سنگفرش جاده‌ها گرفته تا ساخت ساختمان‌های فضای باز، توسعه داده‌اند. هر شرکت و کشوری سهم خود را برای استفاده از این مواد مناسب و حیاتی انجام می‌دهد.