پلاستیک‌ها موادی مصنوعی و ساخت بشر هستند که می‌توان آن‌ها را به شکل و ابعاد مختلف تولید کرد. کارخانه داران، پلاستیک را به شیوه شیمیایی از موادی چون گاز طبیعی، سنگ آهک، نفت، نمک، آب و… به دست می‌آورند و با استفاده از ماشین‌های مخصوص آن را به شکل‌های مختلف قابل استفاده تبدیل می‌کنند. امروزه پلاستیک‌ها با گسترش زیادی که در صنایع مختلف داشته اند یکی از محصولات حیاتی در بخش‌های مختلف چون خانه‌ها، مدارس، ادارات و… هستند که ما قصد داریم در این مقاله به طور کامل با تولید پلاستیک از نفت خام آشنا شویم.
روش ساخت پلاستیک
تولید پلاستیک طی فرآیندهای مختلفی صورت می‌پذیرد که به بیان ساده می‌توان گفت که با استخراج نفت و گاز طبیعی آغاز می‌شود و پس از جدا شدن و افزودن مواد شیمیایی به آن به قطعات کوچکتر تقسیم می‌شود و در مراحل پایانی با قالب گیری و شکل دهی به کارخانه تولید پلاستیک منتقل می‌شود. پلاستیک‌ها به طور کلی در دو گروه مصنوعی یا زیست پایه شناخته می‌شوند که پلاستیک مصنوعی از نفت خام، گاز طبیعی و زغال سنگ به دست می‌آید و پلاستیک زیست پایه، قابلیت تجدید پذیری دارد و از موادی چون نشاسته، چربی، روغن گیاهی و… تهیه می‌شود. امروزه به دلیل استفاده حجم بالا از محصولات پلاستیکی، صرفه اقتصادی خرید آن از اهمیت بالایی برخوردار است. به همین دلیل پلاستیک‌های مصنوعی که هزینه کمتری دارند، به مقدار بیشتری مصرف می‌شوند.
مراحل تولید پلاستیک از نفت خام
برای آغاز تولید پلاستیک در پالایشگاه نفت، از فرآیند تقطیر استفاده می‌شود که نفت خام بر اساس وزن و نقطه جوش به اجزای مختلف تفکیک می‌شود. در طی این فرآیند ابتدا نفت خام را گرم می‌کنند و سپس به روش تقطیر کسری، فرآیند جداسازی از ترکیبات شیمیایی انجام می‌شود. این فرآیند تقطیر باعث می‌شود که نفت خام سنگین به گروه‌های سبک‌تر تبدیل شود. هر کسری مخلوطی از ترکیبات شیمیایی با ساختار کربن و هیدروژن است که اندازه و ساختار مولکولی متفاوتی دارند. یکی از این بخش‌ها که اهمیت زیادی در تولید پلاستیک از نفت خام دارد، بخش نفتا است. زمانی که نفتا و گاز مایع تصفیه شوند، هیدروکربن از آن جدا شده و پیوند مولکولی شکسته می‌شود. در نتیجه زنجیره مولکولی کوتاه‌تر شده و بوتادین، اتیلن و پروپیلن که مونومرهای پلاستیکی هستند، تولید می‌شوند و هر کدام از آن‌ها را به شرح زیر می‌شناسیم.
-
- بوتادین: از این مونومر برای تولید فیبرهای مصنوعی لباس، کفش‌های ورزشی و همچنین لاستیک ماشین استفاده می‌شود.
- اتیلن: اتیلن تحت فشار بالا توانایی تولید مولکول‌هایی با زنجیره بلند و ویژگی‌های جدید را دارد و از آن پلی اتیلن تهیه می‌شود که یکی از رایچ‌ترین انواع پلاستیک در جهان است.
- پروپیلن: از این مونومر می‌توان پلی پروپیلن تهیه کرد که از مقاومت بالایی برخوردار است و در برابر حرارت عملکرد بهتری نسبت به سایر انواع پلاستیک دارد. معمولا از این پلیمر در ساخت کلاه ایمنی، تجهیزات پزشکی و صنایع حساس استفاده می‌شود.
این مواد پلاستیکی تولید شده می‌توانند در ترکیب با مواد افزودنی، خواص بهتری پیدا کنند تا تمام تولید کنندگان قادر باشند با توجه به خصوصیات مورد نظر، محصولاتی با کیفیت بیشتر ارائه دهند.
دو فرآیند اصلی ساخت پلاستیک
پلاستیک‌ها خود انواع مختلفی دارند که طی فرآیندهای متفاوت تهیه می‌شوند. بعد از اینکه پلاستیک به روش تقطیر به مونومرهایی چون اتیلن، پروپیلن و بوتادین تبدیل می‌شود، می‌توان از دو فرآیند اصلی پلیمریزاسیون و پلی کندانساسیون برای اتصال مونومرها و ایجاد زنجیره‌های پلیمری طولانی استفاده کرد. هر پلیمر وابسته به مونومرهای اساسی خود، خواص، ساختار و اندازه متفاوت پیدا می‌کند. پلاستیک‌ها را می‌توان به دو خانواده اصلی ترموپلاستیک و ترموست تقسیم کرد که به شرح زیر شناخته می‌شوند.
- ترموپلاستیک: ترموپلاستیک‌ها حالتی از پلاستیک هستند که در اثر حرارت نرم شده و در اثر سرما خنک و سفت می‌شوند. از انواع ترموپلاستیک می‌توان به پلی کربنات، پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی استایرن، پلی اتیلن ترفتالات و… اشاره کرد.
- ترموست‌ها: این نوع پلاستیک قابلیت تغییر شکل ندارد و نرم نمی‌شود. از نمونه‌های ترموست می‌توان مواردی چون پلی اورتان، اپوکسید، رزین‌های پلی استر غیر اشباع و… را نام برد.
انواع پلاستیک
روش ساخت پلاستیک بسیار گسترده است و توسط کاتالیزگرهای خاص انجام می‌شود. ایجاد زنجیره‌های مونومری می‌تواند بیان کننده ویژگی‌های خاص هر پلیمر پلاستیکی باشد که با توجه به این پلیمرهای ایجاد شده می‌توان پلاستیک را در انواع زیر دسته بندی کرد.
پلاستیک سفت
زمانی که در تولید پلاستیک از فیلرهایی چون الیاف شیشه، ترکیبات فلزی و… استفاده شود، پلاستیک‌هایی محکم‌تر و مقاوم‌تر تولید می‌شوند که به آن پلاستیک سخت یا سفت گفته می‌شود. این پلاستیک‌ها قادر هستند در بعضی از صنایع به جای فلزات استفاده شوند و به شکل دلخواه درآیند. معمولا از پلاستیک سفت برای ساخت محصولاتی چون ظرف غذاخوری، قالب ساعت، دوربین عکاسی، چراغ قوه، کلاه خود و… استفاده می‌شود.
پلاستیک نرم
پلاستیک‌های نرمی چون پلی اتیلن‌ها، سیلیکون، اوره تانس و…، قابلیت ارتجاع پذیری دارند و از آن برای ساخت محصولاتی چون بطری، اسباب بازی، سبد، بسته بندی و… استفاده می‌شود. برخی از این نوع پلاستیک برای ساخت محصولات اسفنجی مانند کاناپه، تشک، پشتی، مبلمان و… هم کاربرد دارند.
پلاستیک شفاف
پلی استایرن‌ها نوعی پلاستیک شفاف هستند که هم به صورت نرم و هم سخت وارد بازار می‌شوند. نمونه پلاستیک نرم و شفاف برای روکش محافظ لوازم خانه کاربرد زیادی دارد و به حفظ زیبایی آن کمک می‌کند. از نمونه سفت این پلاستیک می‌توان برای ساخت قاب عینک، ساعت کریستالی، عدسی‌ها و… استفاده کرد.
پلاستیک دکوری
پلاستیک‌ها با ترکیب مواد افزودنی قادر هستند که جلوه‌ای مشابه طلا، نقره، چوب و چرم پیدا کرده و در بسیاری از صنایع برای تولید محصولات استفاده شوند. به طور مثال می‌توان از پلاستیک‌های دکوری برای ساخت کفش، کمربند، اسباب بازی، جواهرات پلاستیکی، اشیاء موجود در خانه و بسیاری از المان‌ها دکوری استفاده کرد. برای تولید این نوع پلاستیک از لایه‌های ترکیبی به نام لامی نیت استفاده می‌شود که توانایی تبدیل پلاستیک به تکسچرهایی مشابه نمونه‌های طبیعی را دارد.
جمع بندی
پلاستیک‌ها که امروزه کاربرد بسیاری در صنایع مختلف یافته اند از تقطیر نفت خام در پالایشگاه تهیه می‌شوند. در طی این فرآیند مونومرهایی چون اتیلن، بوتادین، پروپیلن ایجاد می‌شوند که می‌توان از آن‌ها برای ایجاد زنجیره‌های پلیمری استفاده نمود. پلیمرها با توجه به مونومرهای اساسی خود ویژگی‌های مختلفی پیدا می‌کنند که به طور کلی در دو دسته ترموپلاستیک و ترموست قرار می‌گیرند. ما در این مقاله به طور کامل با روش ساخت پلاستیک آشنا شدیم تا شما عزیزان آگاهی لازم برای شناسایی انواع پلاستیک‌های تولیدی را داشته باشید.
