از ظروف پلاستیکی، بطریها، کیسهها گرفته تا اسباب بازیهای پلاستیکی. به هر کجا که نگاه کنیم محصولات پلاستیکی زیادی میبینیم که از پلی اتیلن ساخته شده است. پلی اتیلن یکی از محبوبترین مواد گرمانرم است که امروزه در دسترس است و در بسیاری از صنایع برای ساخت و تولید محصولات متنوع مورد استفاده قرار میگیرد. اما ، پلی اتیلن چیست؟ از چه چیزی ساخته شده است؟ چگونه پلی اتیلن را پردازش کنیم؟
پلی اتیلن یک ترموپلاستیک سبک وزن و بادوام با ساختار متغیر کریستالی است. این ماده یکی از پلاستیکهای پرمصرف در جهان است (به طوری که سالانه دهها میلیون تن از این ماده در سراسر جهان تولید میشود). از پلی اتیلن در مصارف مختلف برای فیلمها، لولهها، قطعات پلاستیکی و … در صنایع مختلف (بستهبندی، خودرو، برق و غیره) استفاده میشود. پلی اتیلن از پلیمریزاسیون مونومر اتیلن (یا اتن) ساخته میشود. فرمول شیمیایی پلی اتیلن(C2H4) است.
پلی اتیلن با افزودن یا پلیمریزاسیون رادیکال مونومرهای اتیلن (الفین) ساخته میشود. (فرمول شیمیایی اتن – C2H4). برای انجام پلیمریزاسیون پلی اتیلن از کاتالیزورهای زیگلر-ناتا و متالوسن استفاده میشود.
پلی اتیلن از خانواده پلیمرهای پلی الفین است و بر اساس تراکم و شاخه طبقه بندی میشود. متداولترین انواع پلی اتیلن عبارتند از:
پلی اتیلنهای شاخهای که به دو دسته زیر تقسیمبندی میشوند:
پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE)
پلی اتیلن خطی با چگالی کم (LLDPE)
پلی اتیلنهای خطی خود به دو دسته مختلف تقسیمبندی میشوند:
پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE)
پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا (UHMWPE)
پلی اتیلن متقاطع (PEX یا XLPE)
علاوه بر دستهبندی ذکر شده در بالا، پلی اتیلن در انواع دیگر نیز موجود است مانند:
پلی اتیلن با چگالی متوسط (MDPE)
پلی اتیلن با چگالی بسیار کم (VLDPE)
پلی اتیلن با وزن مولکولی بالا (HMWPE)
پلی اتیلن فوق العاده کم وزن مولکولی (ULMWPE)
پلی اتیلن کلردار (CPE)
پلی اتیلن سبک یا پلی اتیلن با چگالی کم یا LDPE مخفف Low Density Poly Ethelene، یک پلیمر نیمه سخت و نیمه شفاف است. این نوع پلی ایتیلن در مقایسه با HDPE، دارای درجه بالاتری از شاخههای زنجیرهای جانبی کوتاه و بلند است. پلی اتسلن سبک در فشار بالا در بازه ۱۰۰۰-۳۰۰۰ بار و در بازه دمایی ۸۰-۳۰۰ درجه سانتیگراد از طریق فرآیند پلیمریزاسیون رادیکال آزاد تولید می شود. LDPE از ۴۰۰۰ تا ۴۰،۰۰۰ اتم کربن تشکیل شده است که دارای شاخههای کوتاه زیادی است.
دو فرآیند اساسی که برای تولید پلی اتیلن با چگالی کم استفاده می شود:
مسیرهای اتوکلاو یا لوله ای همزن.
راکتور لولهای. که این روش به دلیل سرعت بالای تبدیل اتیلن، نسبت به مسیر اتوکلاو اولویت پیدا کرده است.
پی وی سی یک پلاستیک خشک است با چگالی بالا. پلی وینیل کلراید به چند دلیل مصارف زیادی در صنایع مختلف دارد که آنها را بررسی میکنیم.این ماده ترکیبی است از مشتقات نفت خام و گاز کلر که طی فرایند پلیمریزاسیون تولید میشود.
عموما در دسترس بوده و در نتیجه نسبتاً ارزان است.
در مقایسه با پلیمرهای دیگر از چگالی بسیار بالایی برخوردار است (چگالی نسبی در حدود 1/4) و نسبت به تغییر شکل مقاوم است.
PVC خشک از مقاومت کششی بسیار بالایی برخوردار است.
مقاومتی بسیار خوبی در برابر مواد شیمیایی و بازها دارد.
ثبات حرارتی بسیار ضعیفیدارد. بدین خاطر، معمولاً در دماهای بالا از افزودنیهای تثبیتکننده در فرآیند تولید استفاده میگردد.
هنگام سوختن یا ذوب شدن بخارهای سمی آزاد میکند.
سه ویژگی اصلی که گریدهای مختلف پلی وینیل کلراید را تعیین میکنند عبارتند از :
جرم مولکولی: جرم مولکولی به دمایی که در آن پلیمریزاسیون اتفاق میافتد (بین 40 تا 70 درجه سانتیگراد) بستگی دارد. هرچه دما بالاتر باشد وزن مولکولی و در نتیجه آن طول زنجیرها کوتاهتر است.
اندازه ذرات: توسط مقدار سورفکتانت اضافه شده به سلول واکنش و شرایط تلاطم در راکتور مشخص میشود.
تخلخل ذرات: تخلخل یکی از خواص مهم و موثر در کاربردهای نهایی است. این خاصیت توسط دو عامل دما و اضافه کردن سورفکتانت کنترل میشود.
پلی وینیل کلرید (pvc)
شیمیدان روسی ایوان استرا میسلنسکی و فریتز کلیت از آلمان (پیش از قرن بیستم) هر دو تلاش کردند تا پی وی سی را در محصولات تجاری به کار گیرند، اما مشکلاتی از جمله سختی و گاهی شکنندگی پلیمر تلاشهای آنها را بینتیجه گذاشت. در سال ۱۹۲۶ والدو سیمون از بی اف گودریچ روشی برای نرم کردن پی وی سی بهوسیله مخلوط کردن آن با افزودنیهای گوناگون گسترش داد. نتیجه مادهای انعطافپذیر بود که به سادگی در فرایندها شرکت میکرد و بزودی در استفادههای تجاری شایع شد.
دو ماده خام مورد استفاده برای تولید پی وی سی ، اتیلن و کلر هستند.
در اثر واکنش این دو جزء اتیلن دی کلراید تشکیل میشود که در اثر شکسته شدن آن مونومر وینیل کلراید شکل میگیرد و این رادیکالهای آزاد برای تولید پی وی سی مورد استفاده قرار میگیرند.
دو تکنیک عمده که برای این کار استفاده میشوند عبارتند از پلیمریزاسیون سوسپانسیونی و پلیمریزاسیون امولسیونی، اما در برخی موارد به روشهای پلیمریزاسیون بالکی و محلولی نیز این کار را انجام میدهند.
نفت خام / گاز طبیعی و سنگ نمک مواد اولیه برای تولید PVC هستند. اتیلن محصول ابتدایی حاصل از کراکینگ نفتا است.
از سوی دیگر کلر حاصل از فرآیند کلروالکالی بر روی سنگ نمک است. محصولات جانبی کلروالکالی سدیم هیدروکسید و هیدروژن هستند که به عنوان ماده خام برای سنتز مواد دیگر استفاده میشوند.
از ترکیب اتیلن و کلر ، وینیل کلراید (VC) با بازده 43 تا 57 % تولید میشود VC نیز با استفاده از روشهای متعددی که برای پلیمریزاسیون وجود دارد به PVC تبدیل میشود که پودری سفید رنگ و بدون بو است که با برخی افزودنیها برای مصارف بعدی مخلوط میشود.
دانههای PVC در پلیمریزاسیون سوسپانسیونی (تعلیقی) به صورت گرانول و در پلیمریزاسیون امولسیونی به صورت پودر میباشد.
بزرگترین چالش پیشرو در به کارگیری پی وی سی در چاپ سه بعدی از طبیعت فرساینده آن نشأت میگیرد که به شدت طول عمر اجزای داخلی پرینتر را تحتالشعاع قرار میدهد. تاکنون برخی تلاشها در جهت ساخت نازل متناسب با پی وی سی صورت گرفته که هیچ کدام مثمر ثمر واقع نبودهاند.
با این اینکه این ماده میتواند تحت برشهای ماشینهای CNC قرار گیرد، تمامی متخصصین این ماشینها به اثر فرسایندگی پی وی سی بر تیغهی ماشین پی بردهاند. بنابراین اگر تیغه برش، فولاد ضدزنگ یا فلزی مقاوم در برابر خوردگی و فرسایش نباشد، به مرور زمان دچار خوردگیِ زیادی خواهد شد.
از پلاستیک پی وی سی برای تولید مادهای چرم مانند به نام رکسین استفاده میشود. این چرم مصنوعی به دلایل ارزانتر بودن، ضد آب بودن و مقاومت در برابر مواد شیمیایی برای تولید کفش، شلوار، کت و لوازم استفاده میشود.
این پلیمر در ساخت لوله، لولههای سیم پیچ باریک، اتصالات، دیوارپوش، درب ها و پنجرهها بسیار پرکاربرد و ضروری است.
به طور کلی پلی وینیل کلراید مصارف گستردهای دارد و در اکثر کالاهایی که از پلاستیک در تولید آنها استفاده شده است، به کار میرود.
این پلیمر در فرآیند قالبگیری تزریقی مورد استفاده قرار میگیرد. البته، حضور کُلُر در ساختار ماده موجب پیچیده شدن فرآیند میگردد. دلیل این امر در حقیقت بدین خاطر است که پی وی سیِ مذاب گاز سمیِ فرسایندهای از خود متساطع میکند. طبیعتاً، کارگاههای میزبان این ماشینآلات میبایست به سیستم تهویهی مناسبی مجهز گردند.
این ماده در زمان سوختن یا ذوب شدن موجب آزادسازی بخار کلرید هیدروژن میشود و میتواند تهدیدی جدی برای سلامتی قلمداد گردد. به دلیل اینکه دفع و تخریب ترکیبات حاوی پی وی سی گاز هیدروژن کلراید (گازی سمی و خفه کننده) در جو آزاد کرده و مشکلات زیستی ایجاد میکند، در کاربردهایی که احتمال وقوع آتشسوزی بالا باشد، از سیمهای الکتریکی با عایقهای فاقد پی وی سی استفاده میشود.
پتروفام به عنوان بورس آنلاین خرید و فروش مواد شیمیایی کمک شایانی به مصرفکنندگان مواد شیمیایی میکند تا بتوانند در فضایی کاملا شفاف به تامینکنندگان پلی وینیل کلراید از بین تولیدکنندگان و واردکنندگان این ماده دسترسی داشته و بهترین تامینکننده PVC را با توجه به نیاز خود یافته و مستقیما و بدون واسطه با او ارتباط برقرار نمایند.
تامینکنندگان PVCمیتوانند نسبت به معرفی شرکت و مواد خود از امکانات پتروفام استفاده کرده و فعالیت خود را از طریق این پلتفرم در فضای کسب و کار دیجیتال بهتر و با هزینهای مناسبتر توسعه دهند.
© تمامی حقوق برای شرکت پترو بامداد آذران محفوظ است.