مواد اولیه پلاستیک و فرایند ساخت آن

تولید جهانی پلاستیک در سال 2019 به 368 میلیون تن رسید و پیش بینی می شود تا سال 2040 دو برابر شود. این آمار نشان می دهد که یکی از پرمصرف ترین مواد در جهان هستند و نقش اساسی در زندگی روزمره ما ایفا می کند. از بسته بندی و مصالح ساختمانی گرفته تا محصولات مصرفی و تجهیزات پزشکی، پلاستیک‌ها در طیف وسیعی از کاربردها یافت می شوند. اما آیا تا به حال فکر کرده اید که این مواد چگونه ساخته می شوند؟

فرآیند تولید پلاستیک یک فرآیند پیچیده و چند مرحله ای است که شامل چندین تکنیک، فناوری و مواد می شود. این فرآیند در طول زمان به دلیل پیشرفت های تکنولوژیکی و نگرانی های فزاینده در مورد پایداری، تکامل یافته است. در این زمینه، درک فرآیند تولید و عوامل مختلفی که بر آن تأثیر می‌گذارند ضروری است. بنابراین در این مطلب به توضیح فرآیند ساخت و مواد اولیه پلاستیک خواهیم پرداخت.

فرآیند تولید پلاستیک چیست؟

پلاستیک یک پلیمر مصنوعی است که از مواد آلی مانند نفت و گاز طبیعی ساخته شده است. تولید این ماده فرآیند تبدیل مواد خام به محصولات پلاستیکی مفید می باشد. این فرآیند شامل چندین مرحله است که هر کدام روش ها و تکنیک های منحصر به فرد خود را دارد و شامل مراحل زیر می باشد:

آماده سازی مواد (Material Preparation)

اولین مرحله در ساخت پلاستیک، آماده سازی مواد است که معمولا با استفاده از مواد پتروشیمی مانند اتیلن و پروپیلن صورت می گیرد. مواد اولیه باید قبل از استفاده برای ساخت، تمیز و پردازش شوند. این فرآیند شامل جداسازی ناخالصی ها و تصفیه مواد خام است.

پلیمریزاسیون (Polymerization)

پس از آماده شدن مواد خام، آن ها را در معرض پلیمریزاسیون قرار می دهند که فرآیند تبدیل مولکول های کوچک به پلیمرهای با زنجیره بلند است. پلیمریزاسیون با حرارت دادن مواد خام در حضور یک کاتالیزور به دست می آید که به پیوند مولکول ها به زنجیر کمک می کند. ماده به دست آمده رزینی است که به عنوان پایه ای برای ساخت پلاستیک استفاده می شود.

در این فرآیند، مونومرها به صورت شیمیایی به یکدیگر پیوند می خورند و پلیمری را می سازند که می توان آن را شکل داده و به اشکال مختلف قالب گیری کرد. بسته به نوع پلیمر تولید شده و خواص مطلوب محصول نهایی، روش های مختلفی برای پلیمریزاسیون در ساخت پلاستیک مورد استفاده قرار می گیرد.

مواد افزودنی (Additives)

پس از پلیمریزاسیون، مواد افزودنی با رزین مخلوط می شوند تا خواص مورد نظر را به دست آورند. افزودنی ها می توانند شامل رنگ ها، تثبیت کننده ها، نرم کننده ها و سایر موادی باشند که خواص فیزیکی و شیمیایی پلاستیک را تغییر می دهند.

قالب گیری (Molding)

قالب گیری فرآیند شکل دادن به پلاستیک به شکل دلخواه است. چندین تکنیک قالب گیری وجود دارد، از جمله قالب گیری تزریقی، قالب گیری دمشی و شکل دهی حرارتی.

• قالب گیری تزریقی (Injection Molding)

قالبگیری تزریقی یک فرآیند تولید محبوب است که در تولید محصولات پلاستیکی بسیار استفاده می شود. در این فرآیند، مواد، ذوب شده و سپس تحت فشار بالا به داخل قالب تزریق می‌شوند. پس از سرد شدن و جامد شدن پلاستیک، از قالب خارج می شود و در نتیجه محصول نهایی به دست می آید. قالب گیری تزریقی برای تولید طیف گسترده ای از محصولات، از قطعات کوچک و پیچیده گرفته تا اشیاء بزرگتر مانند قطعات خودرو و لوازم خانگی استفاده می گردد. قالب گیری تزریقی به دلیل تطبیق پذیری و مقرون به صرفه بودن به طور گسترده در صنعت تولید این مواد استفاده می شود.

• قالب گیری دمشی (Blow Molding)

قالب گیری دمشی یک فرآیند تولیدی است که در ساخت پلاستیک برای تولید قطعات توخالی مانند بطری ها، ظروف و مخازن استفاده می شود. این فرآیند شامل ذوب رزین پلاستیکی و تبدیل آن به یک لوله توخالی یا پاریزون است که سپس با استفاده از هوای فشرده باد می‌شود تا به شکل قالب درآید. قالب گیری دمشی برای تولید طیف گسترده ای از محصولات با اشکال و اندازه های مختلف استفاده می شود. سه نوع اصلی فرآیندهای قالب گیری دمشی وجود دارد: قالب گیری دمشی اکستروژن، قالب گیری دمشی تزریقی و قالب گیری بادی کششی.

• شکل دهی حرارتی (Thermoforming)

ترموفرمینگ یک فرآیند تولید پلاستیک است که شامل حرارت دادن یک ورق پلاستیکی تا زمانی که انعطاف پذیر شود و سپس با استفاده از یک قالب به شکل خاصی در می آید. این فرآیند برای تولید طیف گسترده ای از محصولات از جمله بسته بندی، سینی، ظروف و قطعات خودرو استفاده می شود. یک فرآیند همه کاره است که می تواند مقادیر زیاد یا کم محصولات را با هزینه نسبتا کم تولید کند. این فرآیند کارآمد است و می تواند محصولات را به سرعت تولید کند، و آن را به یک انتخاب محبوب برای بسیاری از تولید کنندگان تبدیل می کند.

• تکمیل (Finishing)

تکمیل فرآیندی در تولید پلاستیک است که شامل اعمال یا اصلاحات اضافی بر روی سطح یک محصول پلاستیکی برای بهبود ظاهر یا عملکرد آن است. سپس محصولات نهایی برای توزیع آماده می شوند. فرآیندهای تکمیل بسته به نوع محصول تولید شده و کاربرد مورد نظر آن می تواند متفاوت باشد. برخی از فرآیندهای تکمیلی رایج در تولید پلاستیک‌ها عبارتند از:

• پیرایش: پیرایش فرآیند حذف هرگونه مواد اضافی یا فلاش از محصول نهایی است. این فرآیند معمولاً پس از شکل‌گیری محصول با استفاده از فرآیندهایی مانند قالب‌گیری تزریقی، قالب‌گیری دمشی یا ترموفرمینگ انجام می‌شود.
• رنگ آمیزی یا پوشش: رنگ آمیزی یا پوشش فرآیندی است که می تواند برای بهبود ظاهر یک محصول پلاستیکی یا محافظت بیشتر در برابر محیط استفاده شود. محصولات را می توان با استفاده از روش های مختلفی رنگ آمیزی کرد، از جمله رنگ آمیزی اسپری، پوشش غوطه وری یا پوشش الکترواستاتیک.
• چاپ: چاپ فرآیندی است که برای اعمال گرافیک، آرم یا طرح های دیگر بر روی یک محصول پلاستیکی استفاده می شود. این را می توان با استفاده از تکنیک هایی مانند چاپ روی صفحه، چاپ دیجیتال یا چاپ پد به دست آورد.
• عملیات سطحی: عملیات سطحی فرآیندی است که برای اصلاح خواص سطحی یک محصول پلاستیکی استفاده می شود. به عنوان مثال، می توان از عملیات سطحی برای مقاوم تر ساختن یک محصول در برابر خراش یا بهبود خواص چسبندگی آن استفاده کرد.
• مونتاژ: مونتاژ فرآیندی است که برای اتصال چندین جزء پلاستیکی به یکدیگر برای ایجاد یک محصول نهایی استفاده می شود. این را می توان با استفاده از تکنیک هایی مانند جوشکاری، چسب ها یا بست های مکانیکی به دست آورد.

تکمیل بخش مهمی از تولید پلاستیک است زیرا می تواند عملکرد، دوام و زیبایی یک محصول پلاستیکی را بهبود بخشد. با اعمال فرآیند تکمیل مناسب، تولیدکنندگان می توانند محصولاتی را تولید کنند که الزامات طراحی و عملکرد خاص را برآورده کند.

مواد اولیه مورد استفاده در تولید پلاستیک چیست؟

آیا تا به حال به این فکر کرده اید که برای تولید پلاستیک از چه مواد اولیه ای استفاده می شود؟ ساخت این ماده یک فرآیند پیچیده است که شامل انواع مختلفی از مواد می باشد. درک این مواد در ایجاد محصولات با کیفیت بالا و حفظ یک محیط پایدار بسیار مهم است.

1. اتیلن: مهمترین مونومر مورد استفاده در صنعت پلیمر است. از آن برای تولید PE، پرمصرف ترین پلاستیک در سطح جهان استفاده می شود. پلی اتیلن معمولا از گاز طبیعی یا نفت خام از طریق فرآیندی به نام کراکینگ به دست می آید.
2. پروپیلن: این مونومر در درجه اول برای تولید پلی پروپیلن (PP)، یکی دیگر از پلاستیک های اصلی با کاربردهای متنوع استفاده می شود. پروپیلن همچنین از فرآیندهای کراکینگ گاز طبیعی یا نفت خام به دست می آید.
3. وینیل کلرید: این مونومر اساس پلی وینیل کلرید (PVC) را تشکیل می دهد، یک پلاستیک همه کاره که معمولاً در لوله ها، مصالح ساختمانی و دستگاه های پزشکی استفاده می شود.
4. استایرن: برای تولید پلی استایرن (PS)، پلاستیکی سبک و ارزان قیمت که اغلب در بسته بندی مواد غذایی، فنجان ها و بشقاب ها دیده می شود، استفاده می شود. استایرن معمولاً از نفت یا زغال سنگ به دست می آید.
5. ترفتالیک اسید (PTA(و اتیلن گلیکول (EG): این دو مونومر با هم ترکیب می شوند و پلی اتیلن ترفتالات (PET) را تشکیل می دهند، یک پلاستیک قوی و شفاف که به طور گسترده در بطری ها، شیشه ها و سینی ها استفاده می شود. PTA از پارازایلن گرفته می شود، در حالی که EG از گاز طبیعی یا نفت خام به دست می آید.

فرآیند تولید پلاستیک یک فرآیند پیچیده و فنی است که به دقت و تخصص بالایی نیاز دارد. کنترل کیفیت در هر مرحله از فرآیند ضروری است تا اطمینان حاصل شود که محصول نهایی با استانداردهای لازم مطابقت دارد. در سال‌های اخیر، تمرکز فزاینده‌ ای بر پایداری و کاهش اثرات زیست‌ محیطی صورت گرفته است که منجر به توسعه مواد و روش‌ های جدید تولید شده است که هدف آن به حداقل رساندن ضایعات و مصرف انرژی می باشد. لازم به ذکر ایت که متداول ترین مواد خام مورد استفاده در تولید انواع پلاستیک‌ها، موادی مانند اتیلن و پروپیلن هستند.

شرکت شیمی پل ، با در اختیار داشتن تیم بازرگانی مجرب و متخصص در زمینه مواد شیمیایی و پلیمری و تأمین مواد اولیه شیمیایی و پلیمری مصرفی شرکت های فعال در زمینه صنایع پلاستیک، رنگ و رزین، چسب و شوینده ها و مواد آرایشی و بهداشتی است . تامین سریع مواد اولیه از تمامی برندهای خارجی و پتروشیمی های داخلی از نقاط قوت شیمی پل بوده که ما را در کاهش دغدغه ی تولیدکنندگان داخلی یاری مینماید.