تولید پلاستیک چگونه صورت می گیرد؟

روش تولید پلاستیک

پلاستیک ماده ای مصنوعی با وزن مولکولی بالا است. تولید پلاستیک ریشه در مواد نفتی دارد. اما امروزه شرایطی به وجود آمده است که مونومرهای این مواد می توانند به وسیله مواد خام سلولزی تولید شوند. خاصیت تجدید شوندگی مواد خام سلولزی سبب برتری یافتن آنها نسبت به مواد بر پایه نفت شده است. پلاستیک از کربن، هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن، گوگرد و کلر تشکیل شده است اما اساس ترکیب آنها به غیر از سیلیکون ها بر پایه کربن است.

ترکیب پلیمرها واحد های تکرار شونده مونومرها است. پلیمر انواع مختلفی دارد که یک نمونه آن پلیمر گرماسخت یا ترموست است که در آن اتصالات کربن در چند بعد شکل می گیرد و بعد از حرارت دادن به صورت غیر قابل برگشت سخت می شود. این نوع از پلیمر ها در تخته لایه، چسب ها و … کاربرد دارند. نوع دیگر پلیمر ها گرمانرم یا ترموپلاستیک است که نقطه آغاز آن تشکیل مولکول های کوچک کربن است و در اثر گرما به راحتی نرم و بر اثر خنک شدن سخت می شوند.

انواع واکنش های پلیمریزاسیون

برای پلیمر شدن مونومر ها در پلاستیک دو نوع واکنش پلیمریزاسیون رخ می دهد.

واکنش افزایشی با اضافه کردن نوعی کاتالیزور برای سرعت بخشیدن به واکنش، آغاز می شود که غالبا پراکسید هیدروژن مورد استفاده قرار می گیرد. در واکنش افزایشی اولین مونومر به مونومر بعدی اضافه می شود و این روند تا تشکیل پلیمر ادامه می یابد. این نوع از واکنش فاقد محصولات جانبی است.

نوع دوم واکنش، واکنش تراکمی است. در این نوع واکنش با افزودن کاتالیزور مونومر با مونومرهای مجاور خود واکنش می دهد که سبب تولید دو مونومر به علاوه محصول جانبی می شود. در این واکنش برای رسیدن به محصول اصلی باید مواد اضافی که غالبا آب است جدا شود.

 همچنین پلیمر های تشکیل شده در دو دسته هموپلیمر و کوپلیمر قرار می گیرند. مونومرهای تشکیل دهنده هموپلیمر یکسان هستند اما در کوپلیمر مونومرهای یکسانی وجود ندارد. این تفاوت در ترکیبات سبب به وجود آمدن محصولات متفاوت با کاربرد متفاوت شده است. به طور مثال پلاستیک هایی که در پوشش مواد غذایی مانند کچاپ استفاده می شود با نوع استفاده شده آن در مواد سفید کننده که ترکیبات شیمیایی دارد متفاوت است و این دو نیز با پوشش پلاستیکی مقاوم خودرو تفاوت دارند.

بررسی ساختار پلیمر پلاستیک

اگر ساختار هموپلیمر و یا کوپلیمر از زنجیره طولانی پیوند کربن به کربور تشکیل شده باشند، ساختار آن را همگن می نامند، که پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی استایرن و … نمونه هایی از آن هستند. اما اگر در طول زنجیره اکسیژن یا نیتروژن روند فعالیت را متوقف کند یک ساختار ناهمگنی ایجاد می شود که پلی استر، نایلون و پلی کربنات نمونه ای از آن است.

در ساختار کربن سایر مواد ممکن است ترکیبات متفاوتی وجود داشته باشد. مثلا در پلی وینیل کلراید اتم کلر وجود دارد. همچنین پلیمرها می توانند به پلاستیک خاصیت کریستالی یا آمورف ببخشند که در سختی و کاربرد آنها اثر گذار است.

مواد افزودنی پلاستیک

آنتی اکسیدان، رنگ، روان کننده ها، عوامل فوم و … از مواد افزودنی است که به پلاستیک اضافه می شود. مواد افزودنی با هدف افزایش مقاومت فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی در زمان های مختلف به پلاستیک اضافه می شود. همچنین با استفاده از این مواد می توان اثرات تخریبی گرما، نور و باکتری را از بین برد.

پردازش و تولید پلاستیک

جهت پردازش پلاستیک و تولید محصول نهایی از روش های متفاوتی استفاده می شود که از جمله آنها اکستروژن،  Calendering، فیلم Blowing، ریخته گری تزریقی، ریخته گری ضربه، Expanded Bead Blowing، قالب گیری روتاری، قالب گیری فشرده، ریخته گری و Thermoforming اشاره کرد.