بیشتر از ۱۰۰ سال است که پلیمر (polymer) از یک ماده مهندسی آزمایشگاهی به طور مستقیم وارد زندگی روزمره انسان شده است. پلاستیک رایجترین نامی است که برای پلیمر شناخته می‌شود. پلیمر و انواع پلاستیک های تولید شده در سال ها اخیر بخشی بزرگی از صنعت و زندگی انسان مدرن را تحت تاثیر خود قرار داده است.
محصولات پلاستیکی را برای بسته‌بندی، ساخت تجهیزات صنعتی و… می‌توانند به کار گرفته شوند. نوع کاربری انواع پلاستیک تولید شده به مواد سازنده آن ها و کیفیت تولید بستگی دارد. این بار در فروشگاه صبح روان به بررسی انواع پلاستیک هایی که برای مصارف مختلف به کار می‌روند خواهیم پرداخت.
پلاستیک چیست؟
برای قرن ها فلز، سرامیک و کامپوزیت های زمینه فلزی یا زمینه سرامیکی تنها مواد اولیه بودند که در صنایع مختلف به کار می‌رفتند. اما با ظهور پلاستیک یا پلیمر مصنوعی صنعت دچار تغییرات شگرفی شد. در نگاه اول به نظر نمی‌رسید که پلاستیک ماده سازنده پر کاربردی باشد. اما با پیشرفت های متالورژیکی و دانش شیمی گسترش کاربرد های انواع پلاستیک بیشتر شد.
✅توجه! این محصول را حتما ببینید : کیسه دسته تقویت آماده چاپ است! طرح مورد نظرت را انتخاب کن!
پلیمر ها به دو دسته طبیعی و مصنوعی تقسیم می‌شوند.
پلیمر های طبیعی مانند ابریشم و سلولز را به راحتی می‌توان در طبیعت یافت. اما پلیمر های مصنوعی گروهی از مواد آزمایشگاهی هستند که جهان در سیطره خود گرفتند. پلیمر متشکل از دو واژه پلی یعنی بسیار و مر به معنای جز سازنده است که برای تولید آن دو روش پلیمریزاسیون و بسپارش وجود دارد.
هر یک از روش های پلیمریزاسیون و بسپارش که استفاده کنید، به هر حال باید یک کاتالیزور هم داشته باشید. از کاتالیزور برای ایجاد اتصال بین جز های سازنده است تا بتوان زنجیره‌ای بلند از آن ها را کنار هم قرار داد. ویژگی های این اجزای کوچک تعیین کننده خواص و ویژگی های ماده نهایی خواهد بود.
پلیمر ها به دو دسته کلی ترموست و ترموپلاست تقسیم می‌شوند. ترموپلاست را می‌توان چند بار ذوب و جامد کرد بدون این که خواص آن تغییری کند. ترموست نیز به پلیمری گفته می‌شود که پس از گرم کردن، خواص و وزن مولکولی آن تغییر می‌کند.
در همه این مواد عنصر هیدروژن و کربن وجود دارد. در کنار این دو عنصر، عناصر دیگری هم هستند که خواص فیزیکی، خواص شیمیایی و خواص مکانیکی ماده را تعیین می‌کنند. اکسیژن، نیتروژن، گوگرد، کلر، فلوئور، فسفر و سیلیسیم از دیگر عناصری هستند که در ساخت انواع پلاستیک ها به کار گرفته می‌شوند.
در نهایت پلیمر (به عنوان ماده اولیه تولید) به شکل گرانول های بی‌شکل در خواهد آمد. پلاستیک ها می‌توانند استحکامی به اندازه فولاد و ظرافتی در حد ابریشم داشته باشند. پس از تولید ماده اولیه باید آن را به محصول نهایی تبدیل کرد. برای انجام این کار می‌توان از روش های شکل‌دهی متنوعی مانند اکستروژن، قالب های تزریقی، شکل‌دهی گرم و پرس کاری استفاده کرد.
مزیت و معایب مصرف آن
پلاستیک یکی از کاربردی‌ترین مصنوعاتی است در زندگی انسان جای خود را پیدا کرده است. تقریبا در همه جا می‌توان انواع پلاستیک با کاربرد های مختلف آن را دید. مهمترین مزیت پلیمر سبکی و چگالی پایین آن است. به همین خاطر در ساخت قایق استفاده می‌شود.
اما مزیت دیگر آن را در مقاومت آن باید دانست. بعضی از انواع پلاستیک قابلیت تحمل وزن بالا تحت شرایط تنشی را دارند. به طور مثال لوله های پلاستیکی در عین سبک بودن، مقاومت بالایی برای استفاده در زیرساخت های عمرانی دارند. برخی دیگر از ویژگی های مثبت این ماده ارزشمند عبارت‌اند از:
- مقاومت به خوردگی
- قابلیت شکل‌دهی آسان
- ارزان قیمت
- مواد اولیه در دسترس
- شرایط تولید آسان
حتی پلاستیک با این همه ویژگی های مثبتش، معایبی هم دارد. بزرگترین عیب آن بازه دمایی است که می‌تواند تحمل کند. تعداد کمی از مواد پلیمری توان تحمل حرارت های بسیار بالا را دارند. به علاوه نسبت به پرتو های ماکرو و فرابنفش هم حساسیت نشان می‌دهند.
از طرف دیگر پلاستیک شاید قابل بازیافت باشد ولی در صورت دور انداختن قریب به ۵۰۰۰ سال زمان می‌برد تا تجزیه شود. همین سبب شده که سلامت کره زمین و ساکنانش به خطر بیفتد. در آخر این که مقاومت به ضربه برخی از انواع پلاستیک بسیار کم بوده و شکنندگی بالایی دارند.
معرفی انواع پلاستیک و کاربرد آن ها
پلاستیک ماده‌ای شیمیایی بر پایه پیوند های چندگانه کربن-اکسیژن است. تغییر در ساختار این مونومر ها یا افزودن عناصری مانند سیلیسیم یا هالوژن ها می‌توان تغییر عمده در خواص شیمیایی، خواص فیزیکی و خواص مکانیکی پلیمر ایجاد کرد. همین تفاوت عامل اختلاف در روش مصرف آن‌ها است.
تقریبا در همه جا می‌توان کاربرد مواد پلیمری را دید. این مواد طول عمری دارند که به کار گرفتنشان را به لحاظ اقتصادی توجیه می‌کند. تقریبا محدودیتی در کاربرد پلیمر های مصنوعی نمی‌توان تعریف کرد. به طور مثال؛ وقتی به سراغ یخچال می‌روید از ظرف های پلاستیکی گرفته تا جداره در و قفسه های آن، همگی از انواع پلاستیک ساخته شدند.
پلی‌متیل‌متاکریلات (PMMA)
پلی متیل متاکریلات از انواع ترموپلاستیک هایی است که با نام اکریلیک شناخته می‌شود. این پلاستیک شفاف بوده و در برابر ضربه ۱۷ برابر مقاومت بیشتری نسبت به شیشه و پلی‌کربنات نشان می‌دهد. معمولا پلی متیل متاکریلات به صورت ورقه‌ای به بازار عرضه می‌شوند. ویژگی های مهم آن شامل:
- مقاومت به سایش
- مقاوم به گلوله
- مقاومت در برابر پتو فرابنفش
- براق نیست
- ضد استاتیک
کاربرد: صنایع ساختمان سازی، صنایع روشنایی، ساخت اسباب بازی، ساخت لوازم التحریر و…
پلی‌کربنات (PC)
پلی کربنات از انواع پلاستیک هایی است که در عین سختی بالا، پایدار و شفاف هم هستند. این ماده تا ۳۰ برابر سخت‌تر از پلی‌کربنات است. ویژگی منحصر به فرد این پلیمر درصد بالای انعطاف پذیری و مقاومت به ضربه در کنار هم می‌باشد. همچنین در برابر شوک حرارتی و دمای بالا نیز خواص خود را حفظ می‌کند.
کاربرد: عینک آفتابی، ساخت نورگیر و شیشه های نشکن
پلی‌اتیلن (PE)
پلی‌اتیلن نوعی پلاستیک است که قابلیت تراکم پذیری در درصد های مختلفی را دارد. تغییر در میزان تراکم تعیین کننده خواص و کاربرد آن خواهد بود. این ماده در فهرست مواد پلیمری مصنوعی پر مصرف جایگاه اول را به خود اختصاص داده است.
پلی‌اتیلن کم چگال (LDPE) : درصد انعطاف پذیری بالایی دارد. مناسب برای تولید کیسه های خرید، کیسه های پلاستیکی و سفره های یکبار مصرف است.
پلی اتیلن با چگالی متوسط (MDPE) : زنجیره پلیمری این پلاستیک تراکم بیشتر دارد پس چگالی آن افزایش خواهد یافت.
پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) : نسبت به دو پلی‌اتیلن قبلی سختی بیشتری دارد و برای ساخت وسایلی مانند بدنه قایق استفاده می‌شود.
پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا (UHMWPE) : بیشترین تراکم مولکولی را این پلیمر دارد. به همین دلیل است که وزن آن بیشتر می‌باشد. ویژگی منحصر به فرد آن ضریب اصطکاک کم آن است که امکان استفاده در ساخت یاتاقان ها و ایمپلنت های ارتوپدی را فراهم کرده است. استحکام این پلیمری از برخی فولاد های کربنی نیز فراتر می‌باشد.
پلی‌پروپیلن (PP)
یکی دیگر از انواع پلاستیک های ترموپلاست که دومین پلیمر پر مصرف است، پلی‌پروپیلن می‌باشد. مهمترین خاصیت مکانیکی این ماده انعطاف پذیری آن است؛ در حالی که سختی پلی‌پروپیلن به مراتب بیشتر از پلی‌اتیلن می‌باشد.
از نظر خواص مکانیکی مقاومت خوبی در برابر خستگی و تنش های بالا دارد. در مقابل شوک حرارتی تحت دمای بالا نیز مقاومت خوبی را نشان می‌دهد. دیگر ویژگی پلی‌پروپیلن مقاومت در برابر خوردگی توسط مواد با اسیدیته بالا است.
کاربرد: عایق الکتریکی، بطری های مواد خوراکی و ساخت قطعات پلاستیکی در صنعت خودرو سازی
پلی وینیل کلرید (PVC)
سومین ماده پلیمری مصنوعی که بازوی صنایع مختلفی چون صنایع برق و الکترونیک است، پلی وینیل کلرید نام دارد. خواص مکانیکی pvc سبب شده که به عنوان مصالح اصلی در زیرساخت های عمرانی به کار گرفته شود. این ماده قابلیت تغییر در ترکیب شیمیایی را دارد. به همین دلیل خواص آن از جمله سختی قابلیت تغییر گسترده‌ای خواهد داشت.
کاربرد: ساخت لوله، کفپوش و قاب پنجره
پلی اتیلن ترفتالات (PET یا PETE)
یکی دیگر از ترموپلاست های حیاتی برای صنعت پلی اتیلن ترفتالات است. این ماده جایگاه چهارم را در صنایع پلیمری و شیمیایی کسب کرده است. مقاومت شیمیایی بالا در برابر واکنش با مواد آلی و آب اصلیترین ویژگی پلی اتیلن ترفتالات به شمار می‌رود. به عبارتی پلی اتیلن ترفتالات عایق رطوبت است. به علاوه مقاومت خوبی در برابر ضربه و شکست ناگهانی نشان می‌دهد.
کاربرد: سینی های مواد غذایی منجمد شده، ساخت ظروف یکبار مصرف، بطری های حامل مواد شیمیایی و…
اکریلونیتریل- بوتادین- استایرن (ABS)
پلی استایرن و پلی اکریلونیتریل از مواد شناخته شده در صنایع شیمیایی هستند. اما واکنش این دو در حضور پلی بوتادین ترکیب جدیدی را می‌سازد که توانسته است بخشی از صنعت را به خود وابسته سازد. این را پلیمر به روش پلیمریزاسیون می‌توان تولید کرد.
ویژگی های مهم آن شامل مقاومت به ضربه خوب، انعطاف پذیری مطلوب، سطح براق و قابلیت پولیش کری سطحی می‌شود. همچنین امکان تولید اکریلونیتریل- بوتادین- استایرن در ضخامت هایی بین ۲۰۰ میکرون تا ۵ میلیمتر وجود دارد. عرض آن نیز تا ۱۶۰۰ میلیمتر می‌تواند تغییر کند.
کاربرد: ساخت تجهیزات پالایشگاهی مانند لوله انتقال مواد نفتی، ساخت تلفن و تجهیزات الکتریکی
پلی سولفون ها
پلی سولفون یک ترموپلاست با ویژگی است که آن را در میان انواع پلاستیک خاص کرده است. این پلیمر می‌توان پایداری و چقرمگی خود را حتی در دما بالا هم حفظ کند و خواص مکانیکی خود را از دست ندهد. در صنعت پلی سولفون را با نام ضد شعله هم می‌شناسند.
کاربرد: ساخت چسب فلز، ساخت برخی از قطعات سفینه‌فضایی، قطعات ماشین لباسشویی و ظرفشویی
