مطلب خواندنی شیمیایی

محصولات پلیمری

صنایع‌ شیمایی، یکی از قدیمی‌ترین صنایع دنیا محسوب می‌شود. پس از کشف الکل و اسید سولفوریک توسط رازی، دانشمند بزرگ ایرانی، علم شیمی راه پر فراز و نشیبی را طی کرد . کشف نفت و تلاش در جهت پالایش ان ف موجب جهش بزرگی در ساخت انواع مواد شیمیایی گردید. سنتز اوره توسط فردریک وهلر در سال 1828 میلادی، صنعت پتروشیمی را وارد مرحله جدیدی نمود. از آن پس بشر با تلاش یرای دستیابی به جد ید، با استفاده از مواد آلی(عمدتا هیدروکربنها) موجود در طبیعت به تولید مواد مصنوعی نایل گردیده و محصولات پتروشیمی بسرعت در کلیه شئون زندگی، جای خود را گشودند. یکی از انواع محصولات - که تقریبا ادامه زندگی بدون آن سخت و حتی غیر مممکن به نظرژ می رسد – بسپارها می باشند. این گروه محصولات ارزشمند از دسته غیر فلزات بوده، در کنار سرامیک ها و شیشه ها نقش خاصی را در زندگی روزمره انسان ها ایفا می‌کنند. پلاستیک‌ها،لاستیک‌ها، الیاف مصنوعی و چسب‌ها و پوشش‌ها در زمره این گروه از محصولات پتروشیمی هستند.

جایگاه بسپار(پلیمر) در صنعت پتروشیمی ایران

از سال 1340 که بنگاه پتروشیمی (بعد ها به شرکت ملی صنایع پتروشیمی تغییر نام داد) مامور نصب ماشین آلات خریداری شده جهت تولید پی وی سی در شهر صنعتی کرج شد تا کنون، صنعت پتروشیمی در ایران تحولات و دگرگونی های فراوانی داشته است. تحولاتی که این صنعت را بتدریج به یکی از صنایع اول کشور تبدیل نموده است.

با توجه به بر خورداری ایران از منابع نفت و گاز فراوان (ایران مقام دوم جهان را در ذخایر اثبات شده نفت و گاز دارا می‌باشد) تلاشگران این عرصه با طرح برنامه‌های توسعه اقتصادی سعی در کسب سهم مناسبی از تولید و تجارت محصولات پتروشیمی در منطقه و جهان داشته‌اند بطوریکه تولید هشتصد هزار تن انواع محصولات پتروشیمی در پایان جنگ تحمیلی(1367) به سی و پنج میلیون تن در پایان برنامه سوم اقتصادی افزایش خواهد یافت.

تولید انواع بسپار از جهات مختلف حایز اهمیت می‌باشد. دسترسی به بسپارها، باعث گسترش صنایع پایین دستی میشود که خود نتایج در خور توجهی مانند توسعه صنایع داخلی، ایجاد اشتغال انتقال فن‌آوری، افزایش ارزش افزوده را برای کشورمان به ارمغان می‌آورد. همچنین صادرات و تجارت این دسته از محصولات، نقش جمهوری اسلامی ایران را در تجارت جهانی و مناسبات بین المللی ارتقا خواهد داد.

بسپار و مشخصا PVC برای اولین بار در سال 1349 در آبادان به میزان 36 هزار تن در سال تولید شد. با راه اندازی واحدهای بسپار در مجتمع‌های اراک، بندرامام و تبریز طی سال‌های 1372 تا 1376 میزان تولید بسپارهای کشور به 800 هزار تن رسید. که پیش‌بینی می‌گردد با تحقق طرح های در دست اجرا، میزان تولید این مواد ارزشمند تا سال 1391 به حدود 6/10میلیون تن افزایش یابد. در سال 1990 آمریکای شمالی با 29 درصد بیشترین سهم را در تولید انواع بسپارها در جهان داشت که پس از آن آسیا و اروپای غربی به ترتیب، دومین و سومین تولید کننده انواع بسپار بودند. اما از سال 1995 آسیا گوی سبقت را از آمریکای شمالی ربود و با سهم 33 درصد از تولید جهان، بزرگترین تقلید کننده انواع بسپارها گردید. سهم خاورمیانه از تولید بسپارها در سال 1990 حدود 4درصد بوده است که پیش بینی می‌گردد با راه‌اندازی طرح‌های در دست اجرای منطقه، تا سال 2011 به حدود 10 درصد افزایش یابد. در حال حاضر، سهم ایران از ظرفیت مواد عمده پتروشیمی منطقه و جهان به ترتیب حدود 5/24 و 9/1 درصد است که در صورت تحقق طرح های پتروشیمی، پیش‌بینی می‌گردد به حدود 31 و 4 درصد تا سال 2011 افزایش یابد پیش‌بینی می گردد سهم تجارت ایران از مواد عمده پتروشیمی منطقه و جهان تا سال 2011 از حدود 5/11 و 8/1 درصد کنونی به حدود 1/29 و6/7 درصد افزایش یابد .

تعریف بسپار (پلیمر)

واژه بسپار یک واژه فارسی است که از دو بخش بس (بسیار) و پار (پاره، قطعه) تشکیل شده است. این واژه به جای پلیمر که از دو بخش یونانی (پلی) به معنای بسیار و(مر) به معنی قسمت، پاره یا قطعه گرفته شده است.بسپار یا پلیمر polymer ماده‌ای شامل ملکول های بزرگی است که از واحد های کوچک تکرار‌شونده که تکپار یا منومر نامیده می‌شود ساخته شده است .

قسمت عمده خوراک بسپار‌ها از موتد پایه پتروشمی مانند اتیلن، پروپیلن، بنزن و زایلین‌ها تامین میگردد که تنها 5 درصد از مصرف انرژی فسیلی جهان (نفت ، گاز و ...) را به خود اختصاص داده است. تولید کنندگان بسپار، سازنده هزاران هزار محصول با ارزش قبیل لاستیک‌ها، پلاستیک‌ها، الیاف، چسب‌ها و پوشش ها و ... می‌باشند که نه تنها از ارزش افزوده بسیار بالاتری نسبت به مواد اولیه بر خوردارند، بلکه توسعه صنایع پایین دستی را نیز به همراه می آورد .

انواع بسپار

تعداد واحد‌های تکرار شونده در یک مولکول بزرگ، درجه بسپارش یا درجه پلیمریزاسیون نامیده می‌شود. بسپارهایی که فقط از یک نوع واحد تکرار شونده تشکیل شده اند، همگون بسپار (Homopolymer) و آنهایی که از دو نوع واحد تکرار شونده تشکیل شده‌اند، هم بسپار (copolymer) نامیده می‌شوند. گاهی لفظ‌ ترپلیمر (Terpolymer) نیز برای محصولات حاصل از بسپارش سه تک پار (منومر) به کار می‌رود. در عین حال، در مورد محصولاتی که با بیش از سه تک پار بسپارش شده‌اند، لفظ ناهمگون بسپار (Hetrerpolymer) رایج است. بیشتر مواد اساسی همچون پروتئین، چوب، کتان، مو، پشم، لاستیک خام (کائوچو) و رزین ها که در موجودات زنده یافت میشود، بسپار هستند .

بسپارها را می توان از دیدگاه های مختلف طبقه بندی نمود مانند: صنایع، منبع، اساسی یا مهندسی، عبور نور، واکنش حرارتی، واکنش‌های پلیمریزاسیون‌، ساختمان مولکولی و ساختمان کریستالی .

بسپار‌ها از لحاظ منبع به سه گروه اصلی تقسیم بندی می‌شوند که عبارتند از: بسپار های طبیعی، طبیعی اطلاح شده و مصنوعی. بسپارها از نظر اثرپذیری در برابر حرارت به دو دسته گرما نرم‌ها (ترموپلاستیک‌ها ) و گرما سخت‌ها (ترموست ها) تقسیم می‌شوند. گرما نرم یا ترمو پلاستیک (Thermoplastic) به بسپارهایی گفته می‌شود که با افزایش دما بدون تغییر شیمیایی، ذوب می‌شوند. این پلیمرها را می توان به دفعات ذوب و دوباره جامد نمود. چنین بسپارهایی در حالت مذاب مانند مایعات جاری می‌شوند و از این لحاظ با بسپار‌های دارای اتصالات عرضی متمایزند .

گرما سخت یا ترموست (Thermoset) به بسپارهایی گفته می‌شود که در اثر اعمال حرارت در آنها پیوند‌های عرضی با واکنش‌های شیمیایی ایجاد می‌شود و در نتیجه وزن مولکولی متوسط آنها بالا رفته و به حالت یکپارچه صلب درمی‌آیند. این بسپارها هنگام حرارت دهی ذوب نشده، بلکه در دماهای بسیار بالا به صورت برگشت ناپذیری تجزیه می‌شوند.ازنظر صنایع مادر، بسپارها به چهار گروه صنعتی لاستیک، پلاستیک، الیاف، پوششی و چسب تقسیم بندی می شوند که صنایع بسیاری به آنها وابسته است .

تاریخچه بسپار

بشر نخستین آموخته بود چگونه الیاف پروتئینی پشم و ابریشم و الیاف سلولزی پنبه و کتان را عمل آورد، رنگرزی کند و ببافد. از بسپارهای طبیعی مانند قیر، پوشش خارجی لاک پشت، شاخ حیوانات و صمغ درختان (که در ساخت کهربا و لاستیک استفاده می شده است) با استفاده از حرارت دادن و اعمال فشار وسائل تزئینی بسازد. بومیان آمریکای مرکزی از لاستیک طبیعی، برای ساختن اشیاء کشسان و پارچه‌های ضد آب استفاده می‌کردند. اولین کاربرد تجاری بسپارها در سال 1843 با کشف کائوچو آغازگردید. باکلیت (Bakelite) اولین بسپار مصنوعی بود که در سل 1909 ساخته و پس از آن الیاف نیمه مصنوعی ریون (Rayon) در سال 1911 ساخته شد.

با شروع جنگ موادی مانند نایلون، آکریلیک، نئوپرن، لاستیک بوتا دین استایرن (SBR)، پلی‌اتیلن و سایر بسپارها جایگزین مواد طبیعی کمیاب گردیدند. از آن زمان، سیر رشد صنایع بسپار ادامه یافت.

80 درصد مواد پایه پتروشیمی تا سال 1980 در کشورهای ایالات متحده آمریکا، اروپای غربی و ژاپن تولید میگردید که ضمن تامین نیاز داخل به دیگر مناطق نیز صادر می‌شد. از آن پس ساختار جهانی صنعت پتروشیمی تغییرات قابل توجهی پیدا کرد. کشورهای که از منابع عظیم نفت خام و گاز طبیعی بهره‌مند بودند مانند کشورهای خاورمیانه و کانادا، به منظور افزایش ارزش افزوده منابع خود شروع به تاسیس واحدهای پتروشیمی نمودند.

از طرفی کشورهای سنگاپور، کره جنوبی و تایوان به منظور تامین نیاز صنایع داخلی خود و نیز صادرات به کشورهایی نظیر چین، ظرفیت‌های زیادی برای تولید مواد پایه پتروشیمی ایجاد کرده‌اند. رشد مصرف بالای ناشی از رشد سریع جمعیت برخی کشورها نظیر چین و هند،‌ تقاضای مواد پایه این کشورها را افزایش داد. راه‌اندازی واحد‌های پتروشیمی در مناطق دیگر جهان که یا دسترسی به خوراک این صنعت داشته‌اند مانند عربستان سعودی و یا خود بازار هدف این محصولات بوده اند مانند چین ، الگوی تولید و تجارت جهانی را تغیییر داد. به طوریکه سهم ظرفیت مناطق صنعتی جهان (ایالات متحده آمریکا، اروپای غربی و ژاپن ) از تولید مواد پایه پتروشیمی از 81 درصد در دهه 1970 به 64 درصد در دهه 1980 و 63 درصد در دهه 1990 رسیده که پیش بینی می گردد این رقم در سال 2012 میلادی به 35 درصد کاهش یابد. در حال حاضر، ظرفیت جهانی مواد پایه پتروشیمی از قبیل اتیلن، پروپیلن، بنزن، متانول، زایلین‌ها،تولوئن و بوتادین بالغ بر 379 میلیون تن است .

الاستومر یا لاستیک

الاستومر، بسپاری است که قابلیت ارتجاعی زیادی داشته و می‌توان آنرا تراکم ناپذیر فرض کرد. نام الاستومر از دو قسمت الاستو" (برگرفته از "الاستیک" و به معنای ارتجاعی) و "مر"(بر گرفته از "پلیمر") تشکیل شده است .

هر چند قدمت تاریخی صنایع لاستیک دقیقاً مشخص نیست، اما اعتقاد بر این است که بومیان آمریکای مرکزی از برخی درختان، شیرابه هایی استخراج می‌کردند که بعد ها نام (لاتکس) را به خود گرفت که اولین مواد لاستیکی را تشکیل می‌دادند. مشکل اساسی این لاستیک سفت شدن در زمستان و چسبنده بودن در تابستان بود. تا اینکه در سال 1839 چارلز گودیر متوجه شد که در اثر مخلوط کردن لاتکس طبیعی با گوگرد و حرارت دادن آن، ماده ای قابل ذوب و قابل شکل دادن ایجاد می‌شود که مشکلات قبلی آن برطرف شده و کاملا مقاوم و مستحکم است و میتوان از آن، محصولات مختلفی از قبیل لاستیک های توپر، پوتین، چرخ اربه، توپ و... تهیه کرد. این پدیده ولکانیزاسیون ولاستیک حاصله را"کائوچوی ولکانیزه" نامیدند.

بعدها خواص مکانیکی لاستیک‌ها با استفاده از دوده صنعتی (کربن بلک) به عنوان یک ماده پرکننده افزودنی استحکام دهنده، بهبود یافت و در نتیجه، لاستیک های بادی و( تیوپ) تهیه شد. بعد از آن، لاستیک‌های سننتزی مانند ایزوپرن، بوتادی‌ان، کلروپرن و ...بعد‌ها لاستیک‌های سنتزی مثل کوپلیمرهای استایرن و بوتادی‌ان تهیه و به بازار عرضه گردید. تولید انواع لاستیک مصنوعی، انقلابی در صنایع دیگر ایجاد نمود .

کاربرد لاستیک‌ها

مهمترین کاربرد لاستیک‌های سنتزی، در ساخت انواع تایر اتومبیل سواری، کامیون و هواپیما، ساخت کفش، تسمه و نوارهای نقاله، مصنوعات ابر شکل، روکش کابل و سیم، لوله ها و وسائل لاستیکی است. همچنین از این ماده ارزشمند در صنایع پالایش، شیمیایی، رنگسازی، چرم مصنوعی، پوشش نخ و پارچه، نوارهای لاستیکی، پوشش مخازن و لوله ها، لاستیک های ضربه گیر و صدا گیر، ساخت قطعات مکانیکی، واشرها و ... استفاده می‌گردد.

الیاف مصنوعی

از آغاز پیدایش انسان، همواره چگونگی پوشش و نجات او از سرما مطرح بوده است. مصریها نزدیک به 5500 سال پیش، هنر ریسندگی و بافندگی پنبه را آموختند و چینیها با پرورش کرم ابریشم در حدود 3600 سال پیش، مشکلات پوشش خود را حل کردند. درسده هفدهم، دانشمند انگلیسی بنام رابرت هوک "Robert- Hooke"پیشنهاد کرد که می توان الیاف را با توجه به شیوه ای که کرم ابریشم عمل می‌کند ، تولید نمود. پس از آن، یک بافنده انگلیسی به نام لویزشواب Lois-Schwabe توانست الیاف بسیار ظریف شیشه را با عبور شیشه مذاب از منافذ بسیار ریز تهیه نماید. پس از چندی، سایر دانشمندان موفق به استخراج سلولز چوب و در نتیجه تولید الیاف شدند در سده های هجده و نوزده، همراه با انقلاب صنعتی، ریسندگی و بافندگی، مبدل به تکنولوژی تهیه پارچه از الیاف گوناگون طبیعی و مصنوعی گردید .

انواع الیاف

در صنعت نساجی، الیاف به سه دسته تقسیم می شوند که عبارتند از :

الیاف طبیعی "Natural fibres" شامل دو بخش الیاف نباتی مانند : پنبه، کتان، کنف و الیاف حیوانی مانند پشم و ابریشم می‌باشند .

الیاف کانی"Mineral fibres" الیافی هستند که مواد اولیه آنها از کانی ها به دست می‌آیند مانند الیاف شیشه ای و الیاف فلزی.الیاف مصنوعی به گروهی از الیاف نساجی گفته می‌شود که توسط روش‌های خاص تولید و بصورت مصنوعی تولید می‌گردند که خود بر دو دسته اند .

- الیافی که منشا طبیعی دارند ،ولی توسط انسان دوباره تهیه می شوند مانند ویسکوز ، استات و تری استات که هر یک ریشه سلولزی دارند .

- الیاف سینتتیک یا مصنوعی که از مشتقات نفتی تولید می‌گردند ، مانند: نایلون، داکرون، ارلون یا بطور کلی پلی‌آمیدها، پلی‌استر ها‌، پلی اورتانها‌، پلی آکریل و نیتریل، پلی وینیل کلراید و ...

ویژگی الیاف مصنوعی

الیاف مصنوعی در تولید انواع لباس های مردانه، زنانه، جوراب و دستکش، کمربند و مچ بند، لباس‌های ورزشی، انواع فرشهای ماشینی و موکت، کاموا و پتو، رویه مبلمان، پرده، تورهای ماهیگیری، بالن‌ها، چتر نجات، چتر و بارانی، کیف، نخ بخیه، رویه‌کفش، عروسک‌سازی، عایق‌های الکتریکی، وسائل ورزشی، پوشش‌های ضد رطوبت،‌ ضد حرارت، لباس فضا نوردان و ... مورد استفاده قرار می گیرد .

گریدهای مختلف بسپارهای اساسی

عمده بسپارهای پرمصرف تولیدی در صنعت پتروشیمی، شامل پلی‌اتیلن، پلی‌اتیلن‌ترفتالات، پلی پروپیلن، پلی وینیل کراید، پلی‌استایرن و اکریلونیتریل بوتادین استایرن است. پلی‌اتیلن که عمدتا در سه گروه پلی اتیلن سنگین، سبک و سبک خطی تولید می‌گردد پر مصرف ترین بسپار جهان است. رشد سریع مصرف پلی اتیلن ترفتالات و پلی پروپیلن نسبت به پلی وینیل کلراید باعث گردید که این بسپار از مقام دومین بسپار پر مصرف جهان به مقام چهارم پس از پلی اتیلن تر فتالات و پلی پروپیلن نزول نماید. پلی استایرن و اکریل و نیتریل بوتادین استایرن نیز در مراتب بعدی پس از پلی وینیل کلراید قرار دارند .

پلی اتیلن

اتیلن، سبکترین الفین است که گازی بی رنگ، قابل اشتعال و با بویی تقریبا شیرین است. پلی اتیلن بسپاری است که از اتیلن درست می شود. رزین های پلی اتیلن به دلیل برخورداری از ویژگی‌هایی نظیر انعطاف پذیری بالا، مقاومت خوب در مقا بل اسیدها، بازها و نمک‌ها (به استثنا مواد اکسید کننده قوی) و آب، در محصولات بیشماری بکار رفته و به همین دلیل، امروزه بیشترین تولید بسپار جهان را به خود اختصاص داده است . در حال حاضر ، مصرف جهانی این بسپار بالغ بر 69 میلیون تن ، معادل 31 درصد کل مصرف بسپارهای پر مصرف جهان است. سه گروه اصلی این بسپار، پلی اتیلن سنگین، پلی اتیلن سبک و پلی اتیلن سبک خطی می‌باشد .

پلی اتیلن سنگین HDPE

فشردگی زنجیره مولکولی در این نوع بسپار باعث افزایش دانسیته و کاهش شدید انعطاف پذیری آن می‌گردد . این بسپار اگرچه نسبت به پلی اتیلن سبک از مقاومت ضربه ای کمتری بر‌خوردار است، اما مقاومت آن در برابر مواد شیمیایی تنش‌های شکننده محیطی خوب است. لذا در ساخت انواع محصولات تجاری مانند ظروف نگاه دارنده سوخت، صندلی های مورد استفاده در فضای باز، اسباب بازی‌ها، جامه دان‌ها، لوله‌ها، روکش کابل و سیم و ... بکار می رود.

پلی اتیلن سبک LDPE

پلی اتیلن سبک به لحاظ فشردگی کم مولکولی از دانسیته پایین و در نتیجه انعطاف پذیری خوبی برخوردار است، چنین ویژگی باعث گردیده که این محصول در ساخت فیلم و ورق جهت مصرف در روکش‌های طلقی شفاف، آستر‌های بسته بندی ، کاورها، ظروف تحت فشار، روکش کابل و سیم و... مصرف می‌گردد.

پلی اتیلن سبک خطی

این بسپار از دانسیته کمتری نسبت به پلی اتیلن سبک برخوردار است، در مقابل پارگی و سوراخ شدن مقاومت، استحکام و کشش بهتری از خود نشان می‌دهد. این بسپار، جهت تولید فیلم بسته بندی، روکش کابل و سیم، بطری و ظرف، اسباب بازی، ورقه، لوله و... بکار می رود. آسیا، آمریکای شمالی و اروپای غربی به ترتیب، بزرگترین تولید کنندگان پلی اتیلن جهان می باشند.

تولید پلی اتیلن سبک خطی در سال 2002 بالغ بر 9/14 میلیون تن بوده است که با رشد 7/5 درصدی به 6/19 میلیون تن در سال 2007 رسید. پیش بینی می‌گردد که تولید این بسپار به حدود 26 میلیون تن در سال 2012 افزایش یابد. این بسپار به دلیل ویژگی های منحصر به فرد، از رشد مصرف بالاتری نسبت به پلی اتیلن‌‌های سبک و سنگین برخوردار است. بطوریکه پیش بینی می‌گردد تا سال 2017 مصرف این پلیمر با متوسط رشد مصرف سالانه 4/5 درصد به حدود 34 میلیون تن (34 درصد مصرف کل پلی اتیلن ها ) با لغو گردد . همچنین پیش بینی می‌گردد که در سال 2017، پلی اتیلن سنگین با مصرف حدود 46 میلیون تن حدود 46 درصد مصرف کل پلی اتیلن ها را به خود اختصاص دهد . هر چند به ظاهر، بازار مصرف پلی اتیلن سبک اشباع گردیده است، اما پیش بینی می‌گردد که مصرف این بسپار از حدود 7/17 میلیون تن کنونی به حدود 7/20 میلیون تن در سال 2017 افزایش یابد.

پلی اتیلن ترفتالات

این پلاستیک گرما نرم که تحول عظیمی در نگهداری مواد غذایی (مایعات) ایجاد کرده، به علت بر خورداری از استحکام بالا و تحمل فشار بیش از PSI100 و مقاومت در برابر عبور گاز دی اکسید کربن ، کاربرد بسیار وسیعی در نگهداری انواع نوشابه های گاز کربنیک دار یافته است. این بسپار که عمدتاٌ در دو گرید بطری و الیاف تولید می گردد. دومین بسپار پر مصرف جهان است.

گرید بطری

همانطور که از اسم این گرید پیداست، از این گرید در نگهداری انواع نوشیدنی‌های گاز کربنیک دار استفاده می‌شود. در حال حاضر، مصرف جهانی آن 2/14 میلیون تن است که معادل 7/6 درصد بسپارهای پرصرف جهان می باشد و پیش بینی می‌گردد تا سال 2017 به حدود 8/26 میلیون تن افزایش یابد.

گرید الیاف

این گرید در تولید انواع پارچه و پوشاک بکار می رود بهترین تشابه را با پنبه طبیعی دارد. در حال حاضر، مصرف جهانی گرید الیاف، 29 میلیون تن می‌باشد که حدود 6/13 درصد مصرف بسپارهای پر‌مصرف جهان است. پیش بینی می‌گردد که میزان مصرف این بسپار به حدود 3/41 میلیون تن در سال 2017 بالغ گردد. داکرون و ترویرا، نام تجاری برخی از الیاف پلی اتیلن تر فتالات می‌باشد.

پلی پروپیلن

پلی پروپیلن، بسپاری گرما نرم است که ابتدا در سال 1951 توسط دکتر کارل رهن بدون پی بردن به اهمیت آن، درهوخست آلمان بدست آمد. اهمیت این بسپار با کشف مجدد آن توسط جولیوناتا در سال 1954 آشکار گردید .

پلی پروپیلن با مصرف سالانه 6/45 میلیون تن و اختصاص 20 درصد از مصرف بسپار های اساسی، سومین بسپار پر مصرف جهان است. قابلیت افزایش پرکننده، تقویت کننده و دیگر اصلاح کننده‌ها، پلی پروپیلن را تبدیل به بسپاری پر مصرف و پر طرفدار نموده است. ظرفیت جهانی تولید این بسپار در سال 2002 حدود 4/39 میلیون تن بوده است که با رشد 5/4 درصدی به حدود 49 میلیون تن در سال 2007 رسیده است . پیش بینی می گردد مصرف جهانی پلی پروپیلن تا سال 2017 به 5/69 میلیون تن افزایش یابد .

پلی پروپیلن در صنعت اتومبیل در ساخت تزئینات داخلی، پروانه‌ها، کف‌پوش اتومبیل و جعبه باطری و همچنین در ساخت بدنه رادیو و تلویزیون، اجزای ماشین ظرف شویی، همزن‌های شست و شوگر، لوله، ساخت فیلم‌های بسته بندی برای صنایع غذایی و ساخت الیاف جهت تولید فرش، پشتی و گونی مورد استفاده قرار می‌گیرد. زیلو‌ها، چمن‌های مصنوعی، طناب های مقاوم در برابر پوسیدگی، تورهای ماهیگیری و قلم موها از کاربرد های دیگر پلی پروپیلن می‌باشد .

پلی وینیل کلراید

از مزایای پلی وینیل کلراید، مقاومت خوب آن در برابر چربی‌ها، روغن‌ها، اسید‌ها و بازها می‌باشد. عایق الکتریسیته بوده و در برابر شعله، مقاوم است و از آنجاییکه به راحتی با انواع نرم کننده‌ها آمیخته می‌گردد، میتوان محصولات پلاستیکی متنوعی از سخت ترین شکل تا انعطاف ترین شکل را از آن تولید نمود.

پلی وینیل کلراید در دو دسته تولید می‌گردد: نوع سخت و نوع انعطاف پذیر. اگر به این بسپار، نرم‌کننده‌ای افزوده نگردد یا با مقدار کمی از آن آمیخته گردد، پلاستیک قوی و سفتی حاصل می شود که در ساخت لوله و اتصالات ساختمانی، پروفیل در و پنجره، پوشش خارجی و پانل های ساختمانی، مجاری فاضلاب‌ها، ناودان‌ها، درزگیر در و پنجره، قطعات اتومبیل، کارت های اعتباری و ... بکار می‌رود. مصارف بسپار انعطاف پذیر بسیار متنوع است. از تولید انواع کاغذ دیواری و رو مبلی تا تولید ورق و فیلم، از اسباب بازی گرفته تا شیلنگ و پرده حمام و رومیزی ، کیسه خون و.... همگی از بازارهای مصرف این بسپار می‌باشند .در حال حاضر ، مصرف جهانی این بسپار 3/34 میلیون تن است که معادل 16 درصد مصرف بسپارهای اساسی‌ است و پیش بینی می‌گردد که تا سال 2017 مصرف این بسپار به حدود 3/48 میلیون تن برسد .

پلی استایرن

اولین بار در سال 1940 پلی استایرن توسط شرکت آلمانی صنایع فاربن تولید و به عنوان عایق در صنایع الکتریکی مصرف گردید. امروزه پلی استایرن، پنجمین بسپار پر مصرف جهان است که در اغلب صنایع بکار می رود. شفافیت، شکل پذیری و قیمت مناسب این بسپار باعث گردید ظرفیت جهانی این ماده از 7/8 میلیون تن در سال 1990 به 18 میلیون تن در سال 2003 افزایش یابد.

این بسپار که بر خلاف سایر پلاستیکها شفاف است، در برابر جذب آب، مقاومت خوبی داشته و عایق حرارتی و الکتریکی بسیار خوبی می باشد. در حال حاضر، ظرفیت تولید این ماده حدود 3/21 میلیون تن است که پیش‌بینی می‌گردد با رشد 2 درصدی به حدود 5/23 میلیون تن در سال 2012 افزایش یابد. مصرف جهانی این ماده در حال حاضر حدود 4/16 میلیون تن است که پیش بینی می‌شود تا سال 2012و2017 به ترتیب به حدود 19و 8/21 میلیون تن بالغ گردد. سهم این بسپار از مصرف بسپار های اساسی حدود 7/7 درصد است و در 3 گرید EPS،GPPS،HIPSتولید می گردد.

گرید معمولی (GPPS)

این بسپار به دلیل خواصی مانند شفافیت، مقاومت در برابر جذب رطوبت، نداشتن بو و مزه، عایق الکتریسیته و نیز خاصیت قالب پذیری خوب با استقبال فراوانی روبرو شد. به همین جهت این بسپار در ساخت وسایلی نظیر لوازم بهداشتی، ورزشی، صنایع اتومبیل‌سازی، لوازم خانگی، صنایع الکتریکی، کامپیوتر، پنکه، ریش تراش و... بکار می رود .

گرید مقاوم(HIPS)

ضربه پذیری پایین گرید معمولی باعث گردید که پلی استایرن اصلاح شده یا مقاوم، به شدت رشد کرده و در رده بسپار های پر مصرف قرار گیرد. از خصوصیات برجسته این گرید، خواص مکانیکی، بخصوص ضربه پذیری خوب همراه با قیمت مناسب است که کاربرد آن را در ساخت انواع وسایل و تجهیزات میسر می سازد. اصلاح پلی استایرن، موجب افزایش چقرمگی، استحکام ضربه‌ای و افزایش کشش طول می‌گردد. این عمل شفافیت پلی استایرن را نیز از بین می‌برد. پلاستیک‌های پلی‌استایرن اصلاح شده با لاستیک، معمولا در ساخت تلویزیون، لوازم خانگی، قسمت‌های داخلی یخچال، نظیر سینی‌ها، طبقات، پوشش‌های داخلی، ظروف نگهداری و ... بکار می رود. مصرف کنونی این بسپار حدود 9/11 میلیون تن است که پیش بینی می‌گردد به حدود 2/15 میلیون تن در سال 2017 افزایش یابد.

گرید انبساطی

پلی استایرن انبساطی یا پلاستوفوم، نوعی پلیمر سفید رنگ و عایق رطوبت و صدا و حرارت است. این ماده، اولین بار توسط آلمان در جنگ جهانی دوم برای ساخت پل های شناور روی آب ساخته شد و در سال 1334 برای اولین بار شرکت یونولیت شروع به تولید این محصول (پلاستوفوم) در ایران نمود و به همین علت در ایران بنام یونولیت شناخته می شود . از این ماده برای عایق سازی، ساخت وسایل نیازمند عایق حرارتی، بسته بندی ابزار حساس الکتریکی، الکترونیکی و مکانیکی نظیر ساخت سردخانه، عایق‌سازی صوتی و حرارتی دیوارها، ساخت ماکت و کار دستی، دکور فضاسازی موقت، ساخت سازه‌های سبک، یخدان و ... استفاده می‌گردد. این بنام های تجاری دیگر مانند "پلی فوم" و "استایروفوم" نیز شناخته می‌شود. مصرف گرید انبساطی پلی استایرن در حال حاضر حدود 5/4 میلیون تن است که پیش‌بینی می‌گردد تا سال 2017 به 6/6 میلیون تن بالغ گردد.

اکریلو نیتریل بوتادین استایرن

این ترکیب، بسپاری گرما سخت بوده که خواص تقریبا بی‌نظیری دارد. اکریلو نیتریل باعث افزایش استحکام و مقاومت شیمیایی، بوتادین سبب افزایش خاصیت چقرمگی و استحکام ضربه‌ای و استایرن باعث افزایش سختی و جلای این بسپار می‌گردد . مقاومت این بسپار در برابر مواد شیمیایی، حلال‌ها و رطوبت، خوب است. این بسپار در ساخت لوله و اتصالات، اثاثیه و قطعات اتومبیل، ساخت لوازم خانگی از قبیل جاروبرقی، آستر در یخچال و بدنه رادیو و تلویزیون، داشبورد و فرمان اتومبیل، تلفن، سقف اتاق‌های کاروان، سینی، مبلمان، قایق، ادوات موسیقی و .... بکار می رود.

بسپار های مهندسی

بسپارها یا پلاستیک‌های مهندسی به گروهی از پلاستیک‌ها که از خواص مکانیکی و حرارتی بالایی برخوردار بوده و به طور کلی در مقابل اعمال بار و حرارت و خوردگی کم و بیش، مقاومت از خود نشان می دهند، گفته می‌شود. برخورداری از استحکام بالا و وزن پایین، داشتن مقاومت بالای شیمیایی، حرارتی و خوردگی به همراه خواص الکتریکی قابل قبول و انعطاف پذیری در طراحی و شکل‌دهی، این دسته از بسپار ها را از بسپارهای اساسی متمایز ساخته ، بطوری که از آنها به نام بسپار های مهندسی یاد می‌شود ، به گونه ای که در برخی کاربرد‌های خاص جایگزین فلزات نیز شده اند . از کاربردهای این دسته از بسپارها می توان از استفاده آنها در صنایع پیشرفته هوا فضا، اتومبیل‌سازی، الکترونیک و ساختمان، تولید محصولات و لوازم طبی، خا نگی، صنعتی و تجاری نام برد. برخی از بسپارهای مهندسی عمده بدین شرح است:

پلی کربنات

پلی کربنات، بسپاری با خواص استثنایی مطلوب است که از طریق فرایند های مختلف می توان آنرا شکل‌دهی کرد. از این بسپار می توان به عنوان جایگزین شیشه در پنجره های سکوریتی و معمولی منازل، مدارس، کارخانجات ، نورگیرها ، پل‌های عابر، ایستگاه‌های اتوبوس، صنایع تبلیغاتی، حمل و نقل، اتاقک و باجه، کیوسکهای تلفن، DVD/CD و بعنوان شیشه های ضد گلوله‌ی خودروها، باجه های بانک ، مکان‌های نقل و انتقال پول، طلا و جواهر فروشی‌ها، شرکت ها و ادارات و تمامی محل‌هایی که پتانسیل مواجهه با اصابت های فیزیکی را دارند‌، بعنوان محافظ ماشین آلات‌، پوشش چراغ های سقفی‌، گلخانه‌ها و بطور کلی در کلیه مواردیکه عملکرد یک شیشه با شفافیت بالا و استحکام مناسب مد نظر باشد‌، بعنوان انتخاب برتر استفاده نمود.

پلی استال

پلی استال، گرما نرمی محکم، سخت، به شدت کریستاله و مقاوم به مواد شیمیایی مشتمل بر بازها و اسیدها بوده و در برابر سایش و تنش‌های فیزیکی بسیار پایدار است در بسیاری موارد جایگزین فلزات می‌گردد .

پلی بوتیلن‌تر فتالات

این بسپار که از ویژگی های کلیدی نظیر: سفتی و سختی عالی، استحکام مکانیکی، رفتار خزشی و خستگی خوب، پایداری حرارتی خیلی خوب، خاصیت ضد شعله عالی، خواص الکتریکی خوب، مقاومت سایشی بالا و اصطکاک سطحی کم، پایداری ابعادی خوب، مقاومت شیمیایی خیلی خوب، جریان پذیری و فرآیند پذیری خیلی خوب، دمای تغییر شکل حرارتی بالا(در گرید های تقویت شده )، جذب آب کم، سطح نهایی خیلی خوب بر خوردار است، در صنایع اتومبیل، الکتریک و الکترونیک، تجهیزات اداری، وسایل خانگی، غلاف کابل‌ها ی نوری، انواع برس و... کاربرد دارد.

پلی آمیدها

از ویژگی‌های کلیدی پلی‌آمیدها می توان از توازن سفتی/ چقرمگی عالی، استحکام مکانیکی بالا، پایداری حرارتی خیلی خوب، خواص ضد شعله عالی، خواص الکتریکی خوب، مقاومت سایشی بالا و اصطکاک سطحی کم، مقاومت شیمیایی خیلی خوب، جریان پذیری و فرایند پذیری خوب نام برد که استفاده این بسپار را در صنایع اتومبیل، الکتریک و الکترونیک، مبلمان اداری و خانگی، وسایل خانگی، وسایل ساختمانی و ... میسر ساخته است .

پلی متیل متاکریالات

پلی متیل متا کریالات در اوایل به عنوان جایگزین شیشه بطور وسیعی در صنایع پنجره سازی و شیشه اندازی کاربرد یافت. این ماده یکی از سخت‌ترین و محکم ترین بسپارها با شفافیتی در حد شیشه و سطحی براق و صیقلی و مقاوم در برابر عوامل جوی است. این پلیمر در صنایع اتومبیل‌سازی، پنجره هواپیما، آکواریوم های بزرگ، ساختمان سازی و صنایع روشنایی و در تولید و طراحی CD، اسباب بازی، لوازم التحریر مثل خودکار، تزئینات و ساخت تندیس و صنایع الکتریکی و ... به کار می رود.

- از بسپارهای دیگر که در زندگی روزمره کاربرد زیادی دارند می‌توان از چسب‌ها، پوشش ها و پلی اورتان نام برد.

چسب و پوشش

از چسب‌ها یرای اتصال دادن پلاستیکها، چوبها، کاغذ، سرامیک و فلزات استفاده فراوانی می‌شود. خاصیت چسبانندگی یک بسپار به نیروهای چسبندگی آن بستگی دارد. بعضی از بسپار ها به خاطر داشتن گروههایی با جاذبه های واندروالسی بیشتر چسبندگی خوبی دارند. بسپارهایی که چسبندگی خوبی نداشته باشند با افزودن یک اسید آلی یا موادی که گروههایی با جاذبه واندروالسی دارند، به صورت قابل اتصال در می‌آید. برای هر ماده‌ای با توجه به جنس و ساختار و نوع استفاده باید چسب مناسبی انتخاب کرد. از جمله چسب‌های بسپاری می توان به امولسیون های آبی مانند: چسب چوب، چسب‌های ذوبی نظیر پلی اورتان و پلی وینیل کلراید، چسب‌های تماسی بر پایه لاستیک پلی کلرو پرن، چسب های پمادی لاستیک نیتریل، چسب‌های ‌ترشدنی توسط آب مانند پلی وینیل الکل اشاره نمود.

از پوششها علاوه بر زیبایی محیط، جهت حفاظت اشیا در مقابل عوامل طبیعی و غیره استفاده می‌شود. شاید آشناترین پوشش‌های بسپار، تفلون باشد . تفلون که نام تجاری فلورو پلیمرهاست، نوعی از بسپار است که حاوی اتم‌های فلئور می‌باشد. این نوع بسپارها در مقابل اسیدها و بازها دارای مقاومت زیادی بوده و مزیت اصلی آنها اصطکاک بسیار پایین می‌باشند .

پلی اورتان

پلی اورتان ها به دسته‌ای از مواد‌شیمیایی گفته می‌شود که از واکنش پلی ال ها و ایزوسیاناتها به عنوان مواد اصلی تشکیل دهنده ساخته می‌شوند .پلی اورتانها اولین بار توسط اتو بایر در سال 1937 در آلمان کشف گردید. پلی اورتانها به شکل‌های مختلف از جمله فوم ها نرم، فوم های سخت، الاستومرها، رزین، رنگ، پوشش، الیاف کشسان و... در ساخت مبلمان، تشک، عایق، نوسان گیر و... به کار می‌روند. ظهور نخ کشسان اسپند کس از جنی پلی اورتان، صنایع پوشاک ورزشی را دگرگون کرده است.

مطلب خواندنی شیمیایی

مطالب مشابه :

ساخت کارخانه کربن بلک دزفول 70 درصد پیشرفت کار داشته است

زندگینامه دکتر غلامحسین ابراهیمی دینانی

کلیتی درباره شیمی

مطلب خواندنی شیمیایی

مقایسه کود ها با یکدیگر

استانبول پرپرستیژترین شهر دنیا

آینده‌ علم الکترونیک با ترانزیستورهای جدید