مهندسی پلاستیک (کنکور کارشناسی ارشد مهندسی پلیمر)

توضیح مختصر در مورد پلاستیک

پلاستیک چیست؟

هنگامیکه تلویزیون مشاهده می‌کنید، با کامپیوتر کار می‌کنید، سوار اتوبوس، قطار یا هواپیما می‌شوید، از پلاستیک‌ها استفاده می‌کنید. وقتی به مطب پزشک یا بیمارستان می‌روید یا در خوار و بار فروشی خرید می‌کنید، باز هم از پلاستیک‌ها استفاده می‌کنید.

پلاستیک از موادی که در طبیعت یافت می‌شوند، درست می‌شود، موادی چون گاز طبیعی، نفت، ذغال سنگ، مواد معدنی و گیاهان. تولید مواد پلاستیکی از سال‌های 1800 و برای جایگزینی مواد کمیاب مثل عاج و لاک لاک پشت شروع شد. اولین پلاستیک‌های ترکیبی از سلولز ساخته شدند؛ ماده‌ای که در گیاهان و درختان یافت می‌شود. سلولز با مواد شیمیایی گرم شد و نتیجه، محصولی جدید و شدیداً پایدار شکل گرفت.

فرآیند تولید پلاستیک (بسپارش یا پلیمریزاسیون)

برای تولید پلاستیک از فرایند پلیمریزاسیون استفاده می‌شود؛  در راکتور پلیمریزاسیون، مونومرهایی مثل اتلین و پروپیلن به هم متصل شده و زنجیره‌ی بلند پلیمری می‌سازند. هر پلیمری ویژگی‌ها، ساختارو اندازه‌ی خاص خودش را دارد که به انواع مختلف مونومرهای پایه‌ی استفاده شده بستگی دارند.

مشخصات و ویژگی‌های مشترک پلاستیک‌ها

برای معرفی و بیان ویژگی های انواع پلاستیک‌، باید کمی عمیق‌تر به این ماده نگاه کنیم. شیمی پلاستیک‌ها می‌تواند مقداری پیچیده باشد، اما مبانی آن ساده است. اگر علوم آموخته شده دوران مدرسه را را در مورد اتم‌ها و مولکول‌ها به خاطر داشته باشید، فهم آن راحت‌تر است. پلاستیک‌ها زنجیره‌هایی از مولکول‌هایی هستند که به هم وصل شده‌اند. اسم این مواد پلیمر (polymer) است.

برای همین نام اکثر پلاستیک‌ها با پلی شروع می‌شود، مثل پلی اتیلن، پلی استیرن و پلی پروپیلن. پس این اولین ویژگی مشترک پلاستیک‌ها است. وجه شباهت دیگر پلاستیک‌ها این است که از کربن و هیدروژن و گاهی اکسیژن، نیتروژن، سولفور، کلر، فلوئور، فسفر یا سیلیکون درست شده‌اند. واژه‌ی پلاستیک تمام این پلیمرها را در بر می‌گیرد.

گرچه پلیمرهای بسیاری وجود دارد، اما پلاستیک‌ها معمولاً سبک و مقاوم هستند. پلاستیک‌ها را می‌توان قالب‌گیری، اکسترود، کست و باد کرد و به شکل‌های نامحدودی در آورد. حتی می‌توان آن‌ها را به فیلم یا فوم یا حتی فیبر برای نساجی تبدیل کرد.

تقسیم بندی انواع پلاستیک

• پلی اتیلین ترفتالات یا پلی ‌استر (PET یا PETE)

پلی استر به خاطر این‌که می‌تواند جلوی نفوذ اکسیژن را به داخل بگیرد و از فساد مواد داخل پلاستیک جلوگیری کند، بیشتر برای بسته بندی غذا و نوشیدنی‌ها به کار می‌رود. همچنین مانع خروج دی اکسید کربن نوشیدنی‌ها نیز می‌شود. جنس آن با کیسه‌های پلاستیکی که در فروشگاه‌ها می‌بینید فرق دارد.

• پلی اتیلن فشرده (HDPE)

در مقایسه با انواع دیگر پلاستیک، ماده‌ی خیلی خاصی محسوب می‌شود. پلی اتیلن فشرده زنجیره‌های پلیمری بسته دارد که باعث می‌شود کاملاً فشرده باشند و بنابراین از پلی استر محکم‌تر و ضخیم‌تر است. از این پلاستیک برای کیسه‌های خوار و بار فروشی، بطری‌های مات شیر، آب‌میوه، شامپو و بطری‌های پزشکی استفاده می‌کنند.

• پلی وینیل کلراید (PVC)

پی وی سی در اسباب بازی‌ها، چسب زخم، کیسه فریزر، بطری مواد شوینده، کیسه‌ی خون و غیره استفاده می‌شود. بعد از پلی اتیلن، پی وی سی دومین رزین پلاستیکی پر استفاده در جهان بود. اما اکنون فرایند تولید و دور ریز پی وی سی برای آلودگی محیط زیست خطرناک شناخته شده و جایگاه خود را از دست داده است.

• پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE)

پلی اتیلن‌ها پر استفاده‌ترین پلاستیک‌های جهان هستند. این نوع پلاستیک ساده‌ترین ساختار شیمیایی پلیمر پلاستیکی را دارد که باعث شده است فرآوری آن خیلی ساده و ارزان باشد.

• پلی پروپیلن (PP)

پلی پروپیلن در برابر گرما مقاومت بیشتری دارد و برای ظروف غذای گرم استفاده می‌شود. از نظر استحکام بین LPDE و HDPE قرار دارد. از این پلاستیک در پوشک‌های یک بار مصرف نیز استفاده می‌شود.

• پلی استیرن (PS)

از این پلاستیک برای تولید ظرف غذا، کارتن تخم مرغ، فنجان‌ها و ظروف یک بار مصرف، بسته بندی و کلاه دوچرخه سواری استفاده می‌شود. پلی استیرن در برابر غذای چرب و گرما استیرن پس می‌دهد که برای مغز و سیستم عصبی سمی است؛ همچنین می‌تواند بر ژن‌ها، ریه‌ها، کبد و سیستم ایمنی تاثیر منفی بگذارد. از لحاظ بازیافت نیز امتیاز پایینی دارد.

ویژگی ترموپلاستیک‌ها

برخی ترموپلاستیک‌ها گران و محکم هستند و به جای فلز استفاده می‌شوند و برخی دیگر در محصولاتی که هر روزه با آن‌ها سر و کار داریم. ویژگی‌های ترموپلاستیک‌ها عبارتند از:

– فواید کاربردی بسیاری دارند.

– استحکام بالایی دارند.

– در برابر گرما مقاوم‌اند و جمع نمی‌شوند.

– به سادگی خم می‌شوند.

– به شدت قابل بازیافت هستند.

– سبک هستند.

– هزینه‌ی فرآوری پایینی دارند.

– مقاومت شیمیایی بالایی دارند.

– گاهی در برابر گرما نرم و در برابر سرما سخت می‌شوند.

– تحت فشار بالا می‌شکنند.

– برخی انواع بی کیفیت آن ذوب می‌شوند.

– نسبت به ترموست‌ها گران‌تر هستند.