پیش از آن در مقاله های پلاستیک چیست و نحوه ساخت پلاستیک به طور مختصر در مورد مواد تشکیل دهنده پلاستیک ها آشنا شدید. در این مقاله قصد داریم تا این مورد را به صورت کامل تر مورد برسی قرار دهیم. به طور کلی پلاستیک ها از موادی به نام مونومر تشکیل میشوند. مونومر فراوانی مناسبی را دارند. به همین دلیل ساخت و تولید پلاستیک ها ارزان تر از سایر متریال ها دیگر میباشد. از این رو تولید این ماده و محبوبیت استفاده از آن بسیار است. برای درک بهتر مواد تشکیل دهنده پلاستیک ها ابتدا باید اطلاعات کافی در خصوص مونومر ها را داشته باشید.
منبع اصلی پلاستیک
بیشتر پلاستیکهای مصنوعی که امروزه استفاده میشوند، از مواد اولیه زیر تولید میشوند:
- نفت خام: این ماده اصلیترین منبع تولید پلاستیک است. از فرآیند تصفیه نفت خام، مونومرهایی مانند اتیلن، پروپیلن و استایرن به دست میآید که سپس به پلیمرهای مربوطه تبدیل میشوند.
- گاز طبیعی: از گاز طبیعی نیز میتوان مونومرهای لازم برای تولید پلاستیک را استخراج کرد.
- زغالسنگ و نمک: این مواد نیز در برخی از فرآیندهای تولید پلاستیک به عنوان مواد اولیه استفاده میشوند.
مواد تشکیل دهنده پلاستیک
پلاستیکها عمدتاً از مواد اولیه نفتی و گازی ساخته میشوند که تحت فرایندهای شیمیایی و حرارتی به پلیمرهای بزرگ تبدیل میشوند. این پلیمرها سپس با افزودنیهای مختلف ترکیب میشوند تا خواص خاص مورد نظر را پیدا کنند.
1. پلیمرهای پایه
بخش عمده پلاستیک را پلیمرها تشکیل میدهند که شامل زنجیرههای طولانی از مولکولهای کوچک به نام مونومر هستند. مهمترین پلیمرهای پایه عبارتند از:
- پلی اتیلن (PE): پرکاربردترین نوع پلاستیک با کاربردهای فراوان از کیسههای نایلونی تا لولهها.
- پلی پروپیلن (PP): مقاوم در برابر گرما و مواد شیمیایی، مورد استفاده در بستهبندیها و قطعات خودرو.
- پلی وینیل کلراید (PVC): مقاوم و ارزان، در ساخت لولهها و کفپوشها استفاده میشود.
- پلی استایرن (PS): پلاستیک سبک برای بستهبندی مواد غذایی و ساخت ابزارهای یکبار مصرف.
2. افزودنیها
پلیمرهای خام به تنهایی کاربرد زیادی ندارند؛ برای افزایش خواص و سهولت استفاده، افزودنیهای متنوعی به آنها اضافه میشود:
- پلاستیسایزرها: افزایش انعطافپذیری و کاهش شکنندگی پلاستیکها.
- پایدارکنندهها: محافظت از پلاستیک در برابر حرارت، نور و اکسیداسیون.
- رنگدهندهها: ایجاد رنگهای مختلف و جلوگیری از تغییر رنگ در طول زمان.
- پرکنندهها: کاهش هزینهها و افزایش سختی پلاستیک.
3. مواد اولیه خام
بیشتر پلیمرها از مشتقات نفت خام و گاز طبیعی ساخته میشوند. طی فرایندهای پالایش و پلیمریزاسیون، مواد اولیه تبدیل به مونومرها و سپس پلیمرهای با زنجیرههای بلند میشوند.
مونومر چیست :
مونومر چیست ؟ مونومر نوعی مولکول است که واحد اصلی پلیمرها را تشکیل میدهد. مونومرها از طریق فرایندی که به عنوان پلیمریزاسیون شناخته میشود، به سایر مونومرها متصل میشوند و مولکول هایی با زنجیرهای تکراری را تشکیل میدهند. واکنشهای مختلفی معمولاً از طریق کاتالیزورها منجر به پلیمریزاسیون میشوند[۱] که در آن دو مولکول مجزا با اشتراک جفت الکترونها به یکدیگر متصل شده و پیوندهای کووالانسی را تشکیل میدهند. مونومرها ممکن است منشأ طبیعی یا مصنوعی داشته باشند. در واقع مونومر ها واحد کوچکتری از پلیمر هستند. این ماده با نام درشت ملوکول نیز به عنوان یکی از مواد تشکیل دهنده پلاستیک شاخته میشود. این مورد با استفاده از آیوپاک تحت پلیمریزاسیون قرار گرفته و به این وسیله واحدهای اساسی را به ساختار اساسی یک درشت مولکول تبدیل میکند. در ادامه به معرفی پلیمر ها خواهیم پرداخت.
معرفی پلیمر :
یکی از واحد های اصلی مواد تشکیل دهنده پلاستیک ها پلیمر نام دارد. این ماده با نام بسپار نیز شناخته میشود. بسپار یا پلیمر یک درشتمولکول است که از تعداد زیادی واحد تکرارشونده تشکیل شدهاست. هر دو پلیمر مصنوعی و پلیمر طبیعی نقشهای اساسی و همه گیر را در زندگی روزمره ایفا میکنند. پلیمر ها میتوانند از مونومر های طبیعی و یا مصنوعی ساخته شوند. لذا همان طور که گفته شد این مواد تشکیل دهنده پلیر برای تولید پلاستیک میتواند فراوان یافت شود.
برخی از پلیمر های طبیعی به همراه توضیح مختصر در زیر برای شما آورده شده است.
انواع پلیمر های طبیعی :
- نشاسته (Starch):نشاسته یکی از انواع پرکاربرد پلیر ها میباشد. این نوع حاصل از گلوکز است که به عنوان اندوخته غذایی در گیاهان مورد استفاده قرار می گیرد.
- سلولز (Cellulose): این پلیمر نیز از گلوکز ساخته شده و مادا اصلی تشکیل دهنده گیاهان است، نشاسته و سلولز در اصل حاصل غذاسازی و فتوسنتز گیاهان هستند.
- پروتئین (Proteins): پروتئین ها پلیمری حاصل از آمینو اسید ها هستند که به طور معمول زنجیره ای بین 20 تا 1000 اسید آمینه را شامل می شوند که در سازمان ها و ساختار های پیچیده ای با هم ترکیب شده اند و یکی از مهمترین مواد غذایی هستند که باید به بدن انسان برسد.
- و…
کاربرد های پلیمر ها به عنوان مواد تشکیل دهنده پلاستیک :
به دلیل سه ویژگی اصلی پلیمر ها در تولید پلاستیک دارای کاربرد بسیاری جهت استفاده در موضوعات متعددی دارد. این موارد شامل حمل و نقل های ریلی، عمومی، هوایی یا حتی نظامی ، تولید انواع بطری های آبمیوه و ظروف یک بار مصرف ، تولید الیاف های پلیمری، لباس فضانوردان یا لباس های محافظ ، تولید و ساخت متریال های صندلی، شیشه ها، تایر، سپر یا انواع درزگیر در صنعتی ماشین سازی ، لوله های کامپوزیتی عبور کابل، تیر های کامپوزیتی و پلیمر های رسانای جریان الکتریسیته ، در صنعت پزشکی نانو polymer ها در مهندسی بافت، در رهایش کنترل شده دارو، بازسازی بافت یا پوشش دهی انواع زخم و مهندسی پزشکی ، مواد تشکیل دهنده پلاستیک در ساخت تجهیزات صنایع پتروشیمی و رنگرزی و پوشش دهی آن ها نیز کاربرد دارد. همچنین در زمینه های عمرانی در ساخت آسفالت، قیر یا مهندسی سازه ویتن پلیمری نقش مهمی ایفا میکند. از طرفی در زمینه نظامی برای تولید اسلحه های شخصی، جنگ افزار های بزرگ، موشک و هواپیما ، مواد تشکیل دهنده پلاستیک مورد استفاده قرار میگیرد. در انتها پلیمر ها در نقش کاهش مصرف انرژی ساختمان یا ساخت انواع پوشش دهنده ساختمان را دارند.
نتیجه گیری :
در این مقاله آموختید که پلاستیک ها از مواد تشکیل دهنده با پایه های مصنوعی و طبیعی به نام مونومر ها تسکیل میشوند. مونومر ها با کمک موادی به نام آیوپاک به پلیمر یا همان درشت ملوکول تبدیل میشوند. پلیمر ها نیز مواد تشکیل دهنده اصلی پلاستیک ها را شامل میشوند.