مقدمه

پلاستیک‌ها مواد مصنوعی ساخته‌شده از پلیمرها هستند که به دلیل تنوع، دوام و مقرون‌به‌صرفه بودن، به بخش جدایی‌ناپذیر زندگی مدرن تبدیل شده‌اند. آن‌ها به‌طور کلی به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند: ترموپلاستیک‌ها که قابلیت ذوب و شکل‌دهی مجدد دارند و ترموست‌ها که پس از فرآیند پخت به‌طور دائمی سخت می‌شوند. این دسته‌بندی نه‌تنها منعکس‌کننده ساختار شیمیایی آن‌هاست، بلکه کاربردهای متنوعشان را در صنایعی مانند بسته‌بندی، خودروسازی و الکترونیک نشان می‌دهد.

رایج‌ترین پلاستیک‌ها شامل پلی‌اتیلن (PE)، پلی‌پروپیلن (PP) و پلی‌استایرن (PS) هستند که هرکدام ویژگی‌های منحصربه‌فردی برای کاربردهای خاص، از بسته‌بندی انعطاف‌پذیر تا ظروف سخت، دارند. با این حال، استفاده گسترده از پلاستیک‌ها باعث ایجاد نگرانی‌های زیست‌محیطی، به‌ویژه در مورد آلودگی و مدیریت پسماند شده است، زیرا پلاستیک‌های سنتی ممکن است صدها سال برای تجزیه نیاز داشته باشند. این مسئله موجب افزایش توجه جهانی به تولید و دفع پلاستیک شده و حرکت‌هایی در جهت توسعه پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر و بهبود روش‌های بازیافت شکل گرفته است.

علاوه بر این، اثرات پلاستیک بر سلامت انسان مورد بررسی قرار گرفته است، زیرا برخی از افزودنی‌ها و محصولات تخریب‌شده آن‌ها ممکن است خطراتی برای سلامتی ایجاد کنند. موادی مانند بیسفنول A (BPA) و فتالات‌ها که در بسیاری از محصولات پلاستیکی یافت می‌شوند، با اختلالات غدد درون‌ریز و سایر مشکلات سلامتی مرتبط شده‌اند.

با توجه به این چالش‌ها، نیاز فوری به نوآوری در علم مواد، تغییرات نظارتی و افزایش آگاهی عمومی برای استفاده مسئولانه از پلاستیک و کاهش اثرات زیست‌محیطی آن احساس می‌شود. علاوه بر دسته‌بندی‌های سنتی، پلاستیک‌های نوظهوری مانند پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر، الاستومرها و پلاستیک‌های مهندسی نیز برای پاسخگویی به نیازهای خاص صنایع مختلف توسعه یافته‌اند. همچنین، کد شناسایی رزین (RIC) به‌عنوان یک استاندارد جهانی برای دسته‌بندی پلاستیک‌ها بر اساس ویژگی‌های شیمیایی آن‌ها، نقش مهمی در بهبود فرآیندهای بازیافت ایفا کرده است. درک انواع پلاستیک‌ها، کاربردهای آن‌ها و پیامدهایشان برای دستیابی به رویکردی پایدارتر در استفاده از این ماده پرکاربرد در زندگی روزمره ضروری است.

ویژگی‌های پلاستیک‌ها:

1) سبک و مقاوم: در پلاستیک ها به علت وزن کم در کنار مقاومت بالا استحکام ویژه به طور قابل توجهی افزایش می یابد، استحکام ویژه(Special strength) را به صورت نسبت استحکام به چگالی پلاستیک تعریف می کنند این ویژگی در کاربردهایی که نیاز به مواد سبک و مقاوم دارند مانند صنعت خودروسازی، هوافضا، و بسته‌بندی، بسیار مهم است.

فرمول استحکام ویژه:

استحکام ویژه=

به عنوان مثال :

پلی‌کربنات (PC):

• استحکام کششی: حدود 70-80 مگاپاسکال (MPa)
• چگالی: حدود 1.2 g/cm³

پلی‌کربنات (PC) با استحکام ویژه بالاتر، معمولاً در کاربردهایی که به استحکام بالا در عین وزن کم نیاز است، مانند شیشه‌های ایمنی یا قطعات خودرویی، استفاده می‌شود.

پلی‌اتیلن (PE) و پلی‌پروپیلن (PP) استحکام ویژه کمتری دارند، اما به دلیل خواص دیگری مانند مقاومت شیمیایی بالا و هزینه پایین‌تر در کاربردهایی مثل بسته‌بندی و لوله‌ها استفاده می‌شوند.

2) انرژی مصرفی پایین : انرژی مصرفی کمتر برای فرایند تولیدو ساخت

3) دمای ذوب پایین :

برخی از پلیمرهای معمولی و دمای ذوب آنها عبارتند از:

• پلی‌اتیلن (PE): حدود 110–130 درجه سلسیوس
• پلی‌پروپیلن (PP): حدود 160–170 درجه سلسیوس
• پلی‌وینیل کلراید (PVC): حدود 75–105 درجه سلسیوس
• پلی‌اتیلن ترفتالات (PET): حدود 250 درجه سلسیوس

4) قابل بازیافت (در برخی انواع):

به توانایی بازیابی و استفاده مجدد از پلاستیک‌ها اشاره دارد. این موضوع به دلیل نگرانی‌های زیست‌محیطی و کاهش ضایعات پلاستیکی اهمیت زیادی دارد.

 پلاستیک‌ها به دو دسته عمده از نظر بازیافت تقسیم می‌شوند:

پلاستیک‌های قابل بازیافت: 

ترموپلاستیک‌ها (Thermoplastics)

• پلی‌اتیلن ترفتالات (PET): یکی از رایج‌ترین پلاستیک‌های قابل بازیافت است و معمولاً در بسته‌بندی‌های نوشیدنی‌ها و مواد غذایی استفاده می‌شود. بازیافت PET به راحتی انجام می‌شود و می‌تواند به محصولات جدید مانند لباس‌های ورزشی، وسایل خانگی، و حتی مواد بسته‌بندی تبدیل شود.
• پلی‌پروپیلن (PP): این پلاستیک هم قابل بازیافت است و در تولید بسته‌بندی‌ها و برخی وسایل خانگی کاربرد دارد.
• پلی‌اتیلن (PE): نوعی پلاستیک است که در بسته‌بندی‌های مختلف به کار می‌رود و معمولاً می‌توان آن را بازیافت کرد.

پلاستیک‌های غیرقابل بازیافت:

پلاستیک‌های ترموست (Thermosets)

• پلی‌وینیل کلراید (PVC): این پلاستیک به دلیل پیچیدگی در فرآیند بازیافت و مواد شیمیایی خطرناک، بازیافت سختی دارد.
• پلاستیک‌های ترموست (Thermosets): به دلیل اینکه پس از شکل‌دهی تغییر نمی‌کنند، قابلیت بازیافت ندارند.

5) قیمت مناسب

6) عایق حرارتی و الکتریکی:

 بسیاری از پلاستیک‌ها رسانای ضعیف گرما و الکتریسیته هستند، به همین دلیل در صنایع الکترونیکی و ساختمانی استفاده می‌شوند.

7) انعطاف‌پذیری و شکل‌پذیری:

 پلاستیک‌ها را می‌توان در قالب‌های مختلف ریخته‌گری و شکل‌دهی کرد.

8) مقاومت شیمیایی بالا:

 در برابر آب، اسیدها و بسیاری از مواد شیمیایی مقاوم‌اند.

کاربرد های پلاستیک ها درصنایع مختلف :       

1) بسته‌بندی: پلاستیک‌ها بیشترین استفاده را در صنعت بسته‌بندی دارند که حدود 40٪ از کل مصرف پلاستیک را شامل می‌شوند.

نمونه های از استفاده پلاستیک در صنعت بسته بندی :

• ساخت بطری‌های پلاستیکی برای آب و نوشیدنی‌ها
• تولید کیسه‌های پلاستیکی و بسته‌بندی مواد غذایی
• استفاده در بسته‌بندی داروها و لوازم آرایشی

2) ساختمان و ساخت‌وساز: استفاده از پلاستیک ها در این صنعت به بهبود دوام ساختمان‌ها و کاهش مصرف انرژی کمک می‌کنند.

موارد مورد استفاده در صنعت ساختمانی :

• تولید لوله‌های PVC و عایق‌های حرارتی
• استفاده در درب و پنجره‌های دوجداره
• کاربرد در مواد کامپوزیتی و سقف‌های پلاستیکی

3) صنعت خودرو:

• تولید داشبورد، سپر، قطعات داخلی و خارجی خودرو
• کاهش وزن خودرو برای بهبود کارایی سوخت ( به عنوان مثال استفاده از تایر های لاستیکی)
• استفاده در عایق‌های صوتی و حرارتی

4) الکترونیک:

• ساخت بدنه تلفن همراه، لپ‌تاپ و تلویزیون
• استفاده درعایق کابل‌های برق و بردهای الکترونیکی
• تولید قطعات پلاستیکی مقاوم در برابر حرارت

5) پزشکی: این مواد به دلیل استریل‌پذیری بالا و مقاومت در برابر مواد شیمیایی در پزشکی اهمیت ویژه‌ای دارند.

نمونه های از استفاده پلاستیک در پزشکی:

• تولید سرنگ‌ها، کیسه‌های خون و تجهیزات یک‌بار مصرف
• کاربرد در ساخت پروتزها و ایمپلنت‌های پزشکی
• استفاده در دستگاه‌های پزشکی مانند دستگاه دیالیز و تجهیزات جراحی

6) صنایع هوافضا: پلاستیک‌های پیشرفته مانند کامپوزیت‌های پلیمری در تولید قطعات هواپیما و فضاپیما استفاده می‌شوند. این مواد باعث کاهش وزن و افزایش کارایی سوخت در وسایل نقلیه هوایی می‌شوند.

7) صنعت کشاورزی: استفاده از این مواد موجب کاهش تبخیر آب و بهبود بهره‌وری در کشاورزی می‌شود.

• تولید نایلون‌های گلخانه‌ای برای محافظت از گیاهان
• استفاده در سیستم‌های آبیاری قطره‌ای و پوشش‌های مالچ
• تولید مخازن ذخیره آب از پلاستیک‌های مقاوم

روند پلیمر سازی :

1) مواد خام اولیه

مواد خام اصلی مورد استفاده در صنایع پتروشیمی عبارتند از:

نفت خام: مهم‌ترین منبع برای تولید فرآورده‌های پتروشیمی.

گاز طبیعی: شامل متان، اتان و پروپان که در تولید محصولات شیمیایی استفاده می‌شوند.

زغال‌سنگ: در برخی کشورها به عنوان منبعی برای تولید گاز سنتزی (Syngas) به کار می‌رود.

2)  فرآیند پالایش نفت و گاز

در پالایشگاه‌های نفت و گاز، هیدروکربن‌های موجود در مواد خام به اجزای مختلفی تجزیه می‌شوند. این فرآیند شامل موارد زیر است:

تقطیر (Distillation): جداسازی ترکیبات مختلف بر اساس نقطه جوش آن‌ها (مثلاً بنزین، نفتا، گازوئیل).

شکست حرارتی (Cracking): شکستن مولکول‌های بزرگتر به مولکول‌های کوچک‌تر (مانند تبدیل نفتا به اتیلن و پروپیلن).

رفرمینگ کاتالیستی (Catalytic Reforming): تغییر ساختار مولکولی برای افزایش ارزش محصولات.

3) تولید مواد پایه پتروشیمی

محصولات پالایشگاه به عنوان خوراک برای واحدهای پتروشیمی استفاده می‌شوند و به مواد پایه تبدیل می‌شوند:

اتیلن (Ethylene): ماده اولیه برای تولید پلی‌اتیلن، PVC و پلی‌استر.

پروپیلن (Propylene): برای تولید پلی‌پروپیلن، رزین‌های پلی‌یورتان و اکریلیک‌ها.

بوتادین (Butadiene): ماده اولیه برای تولید لاستیک‌های مصنوعی.

بنزن، تولوئن و زایلن (BTX): برای تولید پلاستیک‌ها، الیاف مصنوعی و رنگ‌ها.

4) تولید محصولات پتروشیمی

این مواد پایه در فرآیندهای شیمیایی تبدیل به محصولات نهایی می‌شوند:

پلاستیک‌ها: مانند پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن، پلی‌استایرن.

الیاف مصنوعی: مانند نایلون، پلی‌استر، اسپندکس.

مواد شیمیایی صنعتی: مانند آمونیاک، متانول و اسیدهای آلی.

لاستیک‌های مصنوعی: برای تایرها و قطعات خودرو.

6) تولید محصولات مصرفی

محصولات پتروشیمی در صنایع مختلف برای تولید وسایل و تجهیزات مختلف استفاده می‌شوند:

بسته‌بندی‌ها (بطری‌های پلاستیکی، کیسه‌ها)

قطعات خودرو (سپر، داشبورد، لاستیک)

پوشاک و منسوجات (پلی‌استر، نایلون)

محصولات بهداشتی و دارویی (داروها، شوینده‌ها، لوازم آرایشی)

بررسی انواع پلاستیک‌ها

پلاستیک‌ها را می‌توان بر اساس ساختار شیمیایی، ویژگی‌های فیزیکی و کاربردهایشان به چند دسته اصلی تقسیم کرد. دو دسته اصلی شامل ترموپلاستیک‌ها و پلاستیک‌های ترموست هستند که هر یک ویژگی‌ها و کاربردهای منحصربه‌فردی دارند.

ترموپلاستیک‌ها (Thermoplastics)

ترموپلاستیک‌ها پلیمرهایی هستند که در اثر گرما نرم و شکل‌پذیر می‌شوند و می‌توانند بدون تغییرات شیمیایی قابل‌توجه، بارها ذوب و مجدداً قالب‌گیری شوند. این ویژگی آن‌ها را بسیار چندمنظوره کرده و برای بسته‌بندی، کالاهای مصرفی و قطعات خودرو مناسب می‌سازد.

✅ قابلیت ذوب و استفاده مجدد: این پلاستیک‌ها بدون تغییر شیمیایی، بارها قابل ذوب و تغییر شکل هستند و در فرآیندهایی مانند قالب‌گیری تزریقی و اکستروژن به‌کار می‌روند.

✅ نسبت استحکام به وزن بالا: بسیاری از ترموپلاستیک‌ها تعادل خوبی بین استحکام و سبکی دارند که در کاربردهای مهندسی بسیار مفید است.

✅ مقاومت شیمیایی: این نوع پلاستیک‌ها اغلب در برابر مواد شیمیایی، اسیدها و بازها مقاوم هستند که باعث افزایش دوام آن‌ها در محیط‌های مختلف می‌شود.

نمونه‌های رایج ترموپلاستیک‌ها:

• پلی‌اتیلن (PE) – استفاده در بسته‌بندی و لوله‌ها
• پلی‌پروپیلن (PP) – کاربرد در قطعات خودرو و لوازم خانگی
• پلی‌وینیل کلراید (PVC) – استفاده در لوله‌کشی و محصولات ساختمانی

پلاستیک‌های ترموست (Thermosetting Plastics)

برخلاف ترموپلاستیک‌ها، پلاستیک‌های ترموست پس از شکل‌گیری و فرآیند پخت حرارتی یا شیمیایی، به‌طور دائمی سخت می‌شوند. پس از شکل‌دهی اولیه، این پلاستیک‌ها دیگر قابل ذوب مجدد یا تغییر شکل نیستند، زیرا در اثر گرما یا پردازش مجدد، تجزیه می‌شوند.

✅ سختی و پایداری دائمی: پس از قالب‌گیری و پخت، این پلاستیک‌ها شکل خود را حفظ کرده و دیگر قابل تغییر نیستند، که آن‌ها را برای کاربردهای با دمای بالا ایده‌آل می‌کند.

✅ دوام بالا: پلاستیک‌های ترموست معمولاً مقاومت شیمیایی و پایداری ابعادی بهتری نسبت به ترموپلاستیک‌ها دارند.

نمونه‌های رایج پلاستیک‌های ترموست:

• رزین‌های اپوکسی (Epoxy Resins) – استفاده در چسب‌ها، کامپوزیت‌ها و پوشش‌های محافظ
• رزین‌های فنولیک (Phenolic Resins) – کاربرد در مدارهای الکتریکی و قطعات عایق حرارتی
• ملامین فرم‌آلدهید (Melamine Formaldehyde) – استفاده در ظروف مقاوم به حرارت و پوشش‌های ضدخش

سایر دسته‌بندی‌های پلاستیک‌ها

علاوه بر دو گروه اصلی، پلاستیک‌ها را می‌توان بر اساس ویژگی‌های خاص یا کاربردهایشان نیز دسته‌بندی کرد:

✅ الاستومرها (Elastomers): موادی با خاصیت کشسانی و انعطاف‌پذیری بالا که برای کاربردهایی که به مقاومت در برابر تغییر شکل و بازگشت به حالت اولیه نیاز دارند، مناسب هستند (مانند تایرها و درزگیرها).

✅ پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر (Biodegradable Plastics): پلاستیک‌هایی که برای تجزیه سریع‌تر در محیط زیست طراحی شده‌اند و اغلب از مواد تجدیدپذیر مانند نشاسته ذرت یا پلی‌لاکتیک اسید (PLA) ساخته می‌شوند.

پلاستیک‌های مهندسی (Engineering Plastics)

پلاستیک‌های مهندسی، نوعی پلاستیک‌های با عملکرد بالا هستند که ویژگی‌های مکانیکی و حرارتی برتری دارند. این مواد در کاربردهای پرمخاطره و صنعتی که به استحکام، دوام و مقاومت حرارتی بالا نیاز دارند، استفاده می‌شوند.

سیستم دسته‌بندی پلاستیک‌ها

برای شناسایی و بازیافت انواع مختلف پلاستیک‌ها، سیستم کد شناسایی رزین توسعه یافته است. این سیستم، پلاستیک‌ها را بر اساس ساختار شیمیایی و ترکیب پلیمری آن‌ها به هفت گروه مجزا تقسیم‌بندی می‌کند که به تفکیک و بازیافت بهتر زباله‌های پلاستیکی کمک می‌کند.

انواع مواد اولیه، بررسی خواص و کاربرد ها

پلاستیک‌ها بر اساس ساختار شیمیایی و ویژگی‌هایشان به چندین دسته تقسیم می‌شوند و هر یک کاربردهای منحصربه‌فردی در صنایع مختلف دارند.

1) پلی اتیلن (PE، Polyethylene)

پلی‌اتیلن (PE) یک پلیمر ترموپلاستیک بلورین است که از پلیمریزاسیون اتیلن (C₂H₄) به دست می‌آید. این ماده یکی از پرمصرف‌ترین پلاستیک‌ها در جهان است و به دلیل وزن کم، انعطاف‌پذیری، مقاومت شیمیایی، استحکام مکانیکی و فرآیندپذیری آسان در طیف گسترده‌ای از صنایع استفاده می‌شود.

مونومرهای سازنده پلی اتیلن:

ویژگی‌های پلی‌اتیلن:

1. وزن سبک (چگالی دربازه 0.91_0.97 گرم برسانتی مترمکعب)
2. انعطاف‌پذیری بالا (به‌ویژه در انواع LDPE و  LLDPE درصد ازدیاد طول درمحدوده 900_100 % میباشد.)
3. مقاومت عالی در برابر مواد شیمیایی و رطوبت
4. عایق الکتریکی خوب
5. فرآیندپذیری ساده از طریق روش‌های قالب‌گیری، اکستروژن و تزریق پلاستیک
6. استحکام خوبی دارد (برای انواع مختلف آن از 35_8 مگا پاسکال متغییر میباشد.)
7. دمای ذوب پایین (137_105درجه سانتیگراد)

معایب پلی اتیلن:

1. حساس به اشعه ماوراءبنفش (UV) (مگر با افزودنی‌های پایدارکننده)
2. قابلیت اشتعال و تولید گازهای مضر در هنگام سوختن

کاربردهای پلی‌اتیلن:

1) صنعت بسته‌بندی

• کیسه‌های پلاستیکی (LDPE، LLDPE)
• فیلم‌های بسته‌بندی مواد غذایی
• بطری‌های شیر و آب‌معدنی (HDPE)

2) صنعت لوله و تاسیسات

• لوله‌های پلی‌اتیلن فشار قوی (HDPE) برای انتقال آب، گاز و فاضلاب
• لوله‌های PEX برای سیستم‌های گرمایش از کف و لوله‌کشی ساختمان

3) صنعت خودروسازی

• قطعات داخلی خودرو مانند مخازن سوخت، سپرها و روکش سیم‌ها

4) صنعت پزشکی و دارویی

• سرنگ‌های پلاستیکی، بسته‌بندی دارویی و تجهیزات پزشکی یک‌بارمصرف

5) صنعت ساختمان

• عایق‌های الکتریکی و حرارتی
• پوشش‌های ضد آب و ضد خوردگی

زیرمجموعه‌ها:

• پلی‌اتیلن با چگالی کم (LDPE): انعطاف‌پذیر و مناسب برای تولید کیسه‌های پلاستیکی و ظروف مواد غذایی.
• پلی‌اتیلن با چگالی بالا (HDPE): دارای استحکام و مقاومت بالا در برابر رطوبت، مناسب برای لوله‌کشی و مصالح ساختمانی.

2) پلی‌پروپیلن (Polypropylene – PP)

پلی‌پروپیلن (PP) یک پلیمر ترموپلاستیک بلورین از خانواده پلی‌الفین‌ها است که از پلیمریزاسیون مونومر پروپیلن (C₃H₆) تولید می‌شود. این ماده به دلیل وزن سبک، استحکام مکانیکی خوب، مقاومت شیمیایی بالا و فرآیندپذیری آسان، در صنایع مختلفی مانند بسته‌بندی، خودروسازی، پزشکی و لوازم خانگی کاربرد گسترده دارد.

مونومرهای سازنده پلی پروپیلن:

مزایا و معایب پلی‌پروپیلن

مزایا پلی‌پروپیلن:

1.  وزن و چگالی کم ( 0.82_0.92 g/cm³ (کمتر از پلی‌اتیلن، سبک‌ترین پلاستیک صنعتی))
2. استحکام کششی بالا ( ۳۰ – ۴۰ MPa (بسته به نوع PP))
3. انعطاف پذیری و درصد ازدیاد طول زیاد ( ۲۰ – ۷۰۰٪ (وابسته به ساختار مولکولی))
4. مقاومت شیمیایی عالی (مقاوم در برابر مواد خورنده)
5. فرآیندپذیری خوب (تزریق پلاستیک، اکستروژن، قالب‌گیری دمشی)
6. قابل بازیافت و دوستدار محیط‌زیست
7. مقاوم در برابر خش( پلی‌پروپیلن هنگام خمش و فشرده‌سازی حافظه شکل دارد، یعنی می‌تواند به شکل اولیه خود بازگردد.)
8. عایق الکتریکی بسیار خوبی دارد.
9. نقطه ذوب: ۱۳۰ – ۱۷۰°C (بالاتر از پلی‌اتیلن)

 معایب:

1. شکنندگی در دماهای پایین (مگر در کوپلیمرهای ضربه‌ای)
2. مقاومت کم در برابر اشعه ماوراءبنفش (نیاز به افزودنی‌های UV)
3. چسبندگی کم به رنگ و جوهر (نیاز به اصلاح سطح)

 کاربردهای پلی‌پروپیلن

پلی‌پروپیلن به دلیل خواص فیزیکی و مکانیکی عالی، در صنایع مختلف استفاده می‌شود:

1) بسته‌بندی:

• فیلم‌های بسته‌بندی مواد غذایی (به‌ویژه در صنعت لبنیات)
• بطری‌های پلاستیکی
• ظروف یکبارمصر

2) صنعت خودرو:

• داشبورد، سپر، اجزای داخلی
• قطعات باک سوخت

3) پزشکی و دارویی:

• سرنگ، تجهیزات پزشکی یک‌بارمصرف
• بطری‌های دارویی

4) لوله و تأسیسات:

• لوله‌های PP-R برای انتقال آب گرم و سرد
• لوله‌های فاضلاب صنعتی

5) لوازم خانگی:

• ظروف نگهداری غذا (مقاوم در برابر حرارت)
• اسباب‌بازی‌های پلاستیکی

انواع پلی‌پروپیلن:

پلی‌پروپیلن به سه دسته اصلی تقسیم می‌شود:

1. هموپلیمر (PP-H)
2. کوپلیمر تصادفی (PP-R)
3. کوپلیمر ضربه‌ای (PP-B)

 نکته: کوپلیمرهای پلی‌پروپیلن به دلیل وجود اتیلن، مقاومت ضربه‌ای بهتری نسبت به هموپلیمرها دارند

3) پلی‌وینیل کلراید (Polyvinyl Chloride – PVC)

پلی‌وینیل کلراید (PVC) یکی از پرکاربردترین ترموپلاستیک های آمورف جهان است که از پلیمریزاسیون مونومر وینیل کلراید (CH₂=CHCl) ساخته می‌شود. این پلیمر به دلیل مقاومت شیمیایی، استحکام مکانیکی، فرآیندپذیری خوب و هزینه پایین، در صنایعی مانند ساختمان، خودروسازی، پزشکی و بسته‌بندی به‌طور گسترده استفاده می‌شود.

مونومرهای سازنده PVC:

مزایا و معایب PVC

 مزایا PVC :

1. سبک بودن و چگالی پایین( ۱.۳۸ – ۱.۴ g/cm³ (بالاتر از پلی‌اتیلن و پلی‌پروپیلن))
2. نقطه ذوب پایین ( حدود ۲۴۰ – ۲۶۰°C )
3. مقاومت بالا در برابر خوردگی، مواد شیمیایی و رطوبت
4. دوام و طول عمر بالا (بیش از ۵۰ سال در لوله و اتصالات)
5. سختی و استحکام بالا در PVC سخت ( ۵۰ – ۶۰ MPa (بسته به نوع PVC))
6. عایق الکتریکی و صوتی خوب (مگر در PVC نرم که ممکن است رسانا شود)
7. مقاومت در برابر شعله و قابلیت خودخاموش‌شوندگی به دلیل وجود کلر (نسبت به پلیمرهای دیگر، کمتر قابل اشتعال است.)

معایب PVC:

1. حساسیت به اشعه UV و دمای بالا (نیاز به پایدارکننده‌های UV)
2. تولید گازهای سمی مانند هیدروژن کلرید (HCl) در هنگام سوختن
3. مشکلات زیست‌محیطی (زیرا PVC بازیافت دشوارتری دارد)
4. برخی از نرم‌کننده‌های PVC نرم (مانند فتالات‌ها) برای سلامتی مضر هستند

کاربردهای PVC

پلی‌وینیل کلراید به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود در صنایع متعددی استفاده می‌شود:

1) صنعت ساختمان:

• لوله‌های فاضلاب و آب‌رسانی (PVC سخت)
• پروفیل در و پنجره (uPVC)
• کفپوش‌های PVC و دیوارپوش‌ها
• سقف‌های کاذب و عایق‌های حرارتی

2) صنعت برق و الکترونیک:

• روکش سیم و کابل‌های برق (PVC نرم)
• عایق‌های الکتریکی

4) صنایع بسته‌بندی:

• فیلم‌های بسته‌بندی مواد غذایی و دارویی
• بطری‌های پلاستیکی و ظروف بسته‌بندی

5) خودروسازی:

• داشبورد و روکش داخلی خودرو
• عایق‌های صوتی و حرارتی

 انواع PVC و ویژگی‌های آن

PVC بر اساس میزان نرم‌کننده‌های افزوده‌شده به دو نوع اصلی تقسیم می‌شود:

1) PVC سخت (uPVC یا Rigid PVC)

 افزودنی‌های رایج در UPVC:

• پایدارکننده‌های حرارتی : جلوگیری از تجزیه PVC در دماهای بالا مانند پایدارکننده‌های کلسیم-روی (Ca-Zn Stabilizers)
• تثبیت‌کننده‌های UV :مانند بنزوفنون‌ها (Benzophenones) – جذب اشعه ماورای بنفش و کاهش تخریب
• اصلاح‌کننده‌های ضربه‌ای : مانند CPE (Chlorinated Polyethylene) – افزایش مقاومت ضربه‌ای
• رنگدانه‌ها و مستربچ‌ها : دی‌اکسید تیتانیوم (TiO₂) – افزایش شفافیت و مقاومت نوری

2) PVC نرم (Plasticized PVC)

افزودنی‌های رایج در PPVC:

• نرم‌کننده‌ها(Plasticizers): فتالات‌ها(Phthalates)_ افزایش انعطاف‌پذیری وکاهش سختی
• پایدارکننده‌های حرارتی و UV : فسفیت‌ها (Phosphites) _ جلوگیری از تجزیه در اثر گرما و نور
• مواد ضد آتش : آلومینیوم تری‌هیدرات (ATH) – ضد اشتعال و ایمن
• مواد آنتی‌اکسیدان :  فنولیک‌ها (Phenolics) – جلوگیری از اکسیداسیون در دماهای بالا

تفاوت اساسی انواع PVC:

• UPVC سخت و بدون نرم‌کننده است، بنابراین از افزودنی‌های پایدارکننده و اصلاح‌کننده ضربه‌ای استفاده می‌کند.
• PPVC نرم‌تر و انعطاف‌پذیرتر است، بنابراین از نرم‌کننده‌ها برای کاهش سختی استفاده می‌کند

4) پلی‌تترافلوئورواتیلن (PTFE – Polytetrafluoroethylene)

تفلون (Teflon) نام تجاری پلی‌تترافلوئورواتیلن (PTFE – Polytetrafluoroethylene) میباشد که نوعی ترموپلاستیک کریستالی است، اما به دلیل ساختار مولکولی خاص خود، برخلاف دیگر ترموپلاستیک‌ها، فرآیندپذیری سختی دارد.

تفلون پلیمر مصنوعی با خواص منحصر‌به‌فرد که اولین بار توسط شرکت دوپونت (DuPont) در سال ۱۹۳۸ کشف شد.

مونومرهای سازنده پلی‌تترافلوئورواتیلن:

مزایا و معایب تفلون (PTFE)

مزایا:

1. ضد چسبندگی بالا : به دلیل نیروی بین‌مولکولی بسیار ضعیف، مواد به آن نمی‌چسبند (مثلاً در ظروف نچسب آشپزی).
2. مقاومت شیمیایی عالی : در برابر اکثر مواد شیمیایی، اسیدها و بازها مقاوم است.
3. اصطکاک بسیار کم : از آن برای پوشش‌دهی قطعات مکانیکی و کاهش سایش استفاده می‌شود.
4. عایق الکتریکی فوق‌العاده : در صنایع الکترونیکی و کابل‌های عایق استفاده می‌شود.
5. ضد آب و مقاوم در برابر رطوبت : در پوشش‌های ضدآب و لباس‌های مقاوم در برابر لکه کاربرد دارد.

معایب تفلون:

1. در دماهای بالای ۳۰۰°C تجزیه شده و گازهای سمی آزاد می‌کند.
2. بازیافت آن دشوار است و به محیط زیست آسیب می‌زند.
3. در صورت خراشیدگی در ظروف نچسب، ممکن است ذرات آن وارد غذا شوند.
4. استحکام پایین حدود ۲۱ تا ۳۴ مگاپاسکال (MPa)

کاربردهای تفلون:

1. ظروف نچسب آشپزخانه
2. پوشش تابه‌ها و قابلمه‌ها
3. صنایع خودروسازی
4. ساخت واشر، بوش‌ها و قطعات مقاوم در برابر اصطکاک
5. صنایع الکترونیکی
6. عایق‌بندی کابل‌ها و بردهای الکترونیکی
7. پزشکی
8. ساخت لوله‌های جراحی، ایمپلنت‌ها و ابزارهای پزشکی
9. صنایع فضایی و نظامی
10. واشرهای مقوم به حرارت در صنعت هوافضا
11. پوشش‌های ضدآب و ضدلکه
12. در لباس‌ها و پارچه‌های ضدآب

5) پلی‌استایرن (PS)

پلی‌استایرن (Polystyrene) یک پلیمر مصنوعی ترموپلاستیک است که ساختار آمورف دارد و از مونومرهای استایرن (C₆H₅CH=CH₂) ساخته می‌شود. این ماده یکی از پرکاربردترین پلاستیک‌ها در جهان است و در صنایع مختلف از جمله بسته‌بندی، ساخت وسایل یک‌بار مصرف، عایق‌های حرارتی و صوتی، و محصولات الکترونیکی استفاده می‌شود.

مونومرهای سازنده پلی‌استایرن:

مزایا و معایب پلی‌استایرن (PS)

مزایا:

1. شفافیت بالا: در شکل خالص، پلی‌استایرن یک پلاستیک شفاف است که به راحتی رنگ‌آمیزی می‌شود.
2. استحکام مکانیکی بالا :استحکام کششی30 – 55 مگاپاسکال (بسته به نوع PS) ومدول الاستیسیته (سختی)2.5 – 3.5 گیگاپاسکال
3. انعطاف پذیری و شکنندگی کم: ازدیاد طول در نقطه شکست3 – 4% (نوع معمولی) و 20 – 40% (نوع مقاوم)
4. عایق حرارتی و الکتریکی: این ماده رسانای الکتریسیته نیست و به عنوان عایق الکتریکی در صنایع الکترونیکی کاربرد دارد.

معایب پلی‌استایرن:

1. تجزیه‌ناپذیری زیست‌محیطی
2. شکنندگی بالا و عدم انعطاف پذیری (در GPPS)
3. اشتعال‌پذیری بالا

کاربردهای پلی‌استایرن

1. بسته‌بندی: ظروف یک‌بار مصرف، بسته‌بندی مواد غذایی، و ظروف نگهداری داروها
2. ساختمان‌سازی: عایق‌های حرارتی و صوتی (EPS و XPS)
3. الکترونیک: قطعات عایق الکتریکی و بدنه دستگاه‌های الکترونیکی
4. صنعت خودروسازی: قطعات داخلی خودرو برای کاهش وزن و افزایش عایق‌سازی
5. تبلیغات و دکوراسیون: تابلوهای تبلیغاتی و ماکت‌های سه‌بعدی

6) استایرن-آکریلونیتریل (SAN)

استایرن-آکریلونیتریل (SAN) یک کوپلیمر مهندسی است که از پلیمریزاسیون استایرن (Styrene) و آکریلونیتریل (Acrylonitrile) تشکیل شده است.

این پلیمر ترکیبی از ویژگی‌های برتر دو مونومر اصلی خود را ارائه می‌دهد:

استایرن: سختی، شفافیت و سهولت پردازش

آکریلونیتریل: مقاومت شیمیایی، استحکام مکانیکی و پایداری حرارتی

مونومرهای سازنده SAN:

مزایا و معایب (SAN)

مزایا:

1. مقاومت مکانیکی بهتر از PS : به دلیل وجود آکریلونیتریل، SAN مقاومت کششی و سختی بیشتری دارد( مقدار تقریبی استحکام کششی45 – 70 MPa میباشد که بیشتر از PS، اما کمتر از ABS).
2. شفافیت بالا : یکی از مزیت‌های مهم در کاربردهای اپتیکی و بسته‌بندی.
3. پایداری حرارتی بیشتر از PS : در دماهای بالاتر تغییر شکل کمتری دارد.
4. مقاومت شیمیایی بهتر از PS : در برابر روغن‌ها، الکل‌ها و اسیدهای ضعیف پایدارتر است.
5. قابلیت بازیافت : نسبت به برخی پلیمرهای دیگر بازیافت‌پذیرتر است.
6. دمای ذوب بالاتر از PS : دمای ذوب 240°C

 معایب :

1. ترد تر و کمتر از ABS در برابر ضربه مقاوم است :  شکننده‌تر از ABS، اما مقاوم‌تر از PS.
2. حساس به اشعه UV : بدون افزودنی‌های پایدارکننده UV، در معرض نور خورشید زرد می‌شود.
3. محدودیت در چقرمگی (Toughness) : در دماهای پایین، شکنندگی افزایش می‌یابد.

 کاربردهای صنعتی SAN:

1. دسته‌های ظروف
2. داشبورد و کلیدهای کنترل
3. ظروف نگهداری نمونه‌ها پزشکی
4. بدنه دستگاه‌های الکترونیکی

7) آکریلونیتریل-بوتادین-استایرن (ABS)

آکریلونیتریل-بوتادین-استایرن (Acrylonitrile-Butadiene-Styrene – ABS) یک کوپلیمر ترموپلاستیک مهندسی است که از پلیمریزاسیون سه مونومر زیر تشکیل شده است:

آکریلونیتریل (Acrylonitrile – AN) : بهبود مقاومت شیمیایی، استحکام مکانیکی و پایداری حرارتی

بوتادین (Butadiene – BD) : افزایش چقرمگی و مقاومت ضربه‌ای

استایرن (Styrene – S) :  ایجاد قابلیت فرآوری خوب، صافی سطح و شفافیت مناسب

مونومرهای سازنده آکریلونیتریل-بوتادین-استایرن:

 مزایا و معایب (ABS)

 مزایا:

1. مقاومت ضربه‌ای بالا : انعطاف پذیری و مقاوت ضربه بیشتر از SAN و PS
2. استحکام خوب : استحکام مکانیکی بالا ( 50_40 MPa )
3. پایداری شیمیایی خوب : مقاوم در برابر روغن‌ها، اسیدهای ضعیف و مواد شیمیایی خانگی
4. پایداری حرارتی مناسب : مقاوم‌تر از PS و SAN در دماهای بالا
5. مقاومت به خراش و سایش : برای قطعات با سطح خارجی در معرض تماس زیاد

 معایب:

1. حساس به اشعه UV : در معرض نور خورشید دچار تخریب و زردشدگی می‌شود
2. مقاومت متوسط به حلال‌های قوی : در استون و برخی مواد آروماتیک حل می‌شود
3. محدودیت در دماهای بالا : در دمای بالاتر از 100°C تغییر شکل می‌دهد (دمای کاربردی 80_85 درجه سانتی گراد )

کاربردهای صنعتی ABS:

1) خودروسازی

• داشبورد، سپر و قطعات داخلی
• قاب آینه‌های جانبی

2) لوازم خانگی و الکترونیکی

• بدنه یخچال، ماشین لباسشویی و جاروبرقی
• قاب تلویزیون و مانیتور

3) چاپ سه‌بعدی

• یکی از پرکاربردترین مواد فیلامنت‌های چاپ سه‌بعدی (3D Printing)
• سطح صاف و مقاومت مکانیکی مناسب

4) بسته‌بندی و تجهیزات پزشکی

• محفظه‌های مقاوم
• قطعات تجهیزات پزشکی با نیاز به استحکام بالا

خانواده پلی آمید ها

8) پلی‌آمید (PA) – نایلون

پلی‌آمید (Polyamide – PA) که با نام نایلون (Nylon) نیز شناخته می‌شود، یک پلیمر مهندسی با خواص مکانیکی و حرارتی برتر است. پلی‌آمیدها دارای پیوندهای آمیدی (-CO-NH-) در ساختار مولکولی خود و در گروه بلورین هستند که باعث استحکام، چقرمگی و پایداری حرارتی بالای آنها می‌شود.

مونومرهای سازنده پلی‌آمید (PA):

مزایا و معایب پلی‌آمید

 مزایا:

1. نسبتاً سبک و مقاوم: دارای چگالی پایین حدود ( 1.12 – 1.15 g/cm³)
2. مقاومت مکانیکی بالا :مقاومت بالا تحت کشش حدود( 50 – 80 MPa )
3. دمای ذوب نسبتا پایین : 215 –C 265°
4. مقاومت به مواد شیمیایی : مقاوم در برابر روغن‌ها، سوخت‌ها و مواد شیمیایی صنعتی
5. خواص خودروانکاری : کاهش نیاز به روان‌کننده‌ها در قطعات متحرک
6. مقاوم به خراش و سایش: سختی سطح( (Rockwell R) 100 – 120)

معایب:

1. جذب رطوبت بالا : تغییر خواص مکانیکی در محیط‌های مرطوبجذب ) جذب رطوبت 2 – 9%(
2. حساسیت به اشعه UV : بدون افزودنی‌ها در نور خورشید شکننده می‌شود
3. سختی فرآیند بازیافت : به دلیل ساختار شیمیایی پیچیده

انواع پلی‌آمیدهای رایج:

• PA6 (نایلون 6)
• PA66 (نایلون 66)
• PA12(نایلون 66)
• PA46 و PA6T

کاربردهای صنعتی پلی‌آمید

1) صنعت خودروسازی

• چرخ‌دنده‌ها و قطعات مقاوم به سایش
• اجزای داخلی و خارجی خودرو
• سیستم‌های سوخت و روغن

2) لوازم الکترونیکی و الکتریکی

• کانکتورها و سوکت‌های مقاوم به حرارت
• قطعات عایق الکتریکی
• بدنه گوشی‌های موبایل و لپ‌تاپ

3) منسوجات و الیاف صنعتی

• تولید نخ‌های نایلونی در پوشاک
• کمربند ایمنی و چتر نجات
• تورهای ماهیگیری و طناب‌های مقاوم

4) صنعت پزشکی و تجهیزات آزمایشگاهی

• قطعات تجهیزات جراحی
• ابزارهای مقاوم به استریل کردن
• نخ‌های بخیه‌ی زیست‌تخریب‌پذیر

9) پلی‌اوکسی‌متیلن (POM)

پلی‌اوکسی‌متیلن (POM) که به نام‌های دیگر مانند آکریلیک رزین یا آلدئید رزین نیز شناخته می‌شود، یک پلیمر ترموپلاستیک است که از واحدهای تکراری اکسی‌متیلن (–CH2O–) تشکیل شده است. این پلیمر معمولاً با نام پولاکسیم نیز شناخته می‌شود.

مونومرهای سازنده POM:

مزایا و معایب پلی‌اوکسی‌متیلن

مزایا:

1. POM بسیار سبک است: چگالی POM معمولاً در حدود 1.41-1.42 g/cm³ است.
2. مقاومت بالا در برابر سایش و خمش: POM به دلیل ساختار بلوری خود، مقاومت بالایی در برابر سایش، خمش و فشار دارد و معمولاً دارای سختی 60-80 Shore D است.
3. استحکام مکانیکی بالا: این ماده دارای استحکام کششی خوبی است ومعمولاً حدود 60-70 MPaمیباشد.
4. مقاومت شیمیایی: مقاومت بالا در برابر بسیاری از حلال‌ها و مواد شیمیایی، به خصوص در مقابل اسیدها و بازهای ملایم.
5. نقطه ذوب پایین : نقطه ذوب POM حدود 175-180 درجه سانتی‌گراد است.
6. ضریب اصطکاک پایین: این ماده به طور طبیعی دارای ضریب اصطکاک پایین است، که موجب می‌شود در کاربردهایی که اصطکاک مهم است، به خوبی عمل کند.
7. عایق الکتریکی: این پلیمر به عنوان یک عایق الکتریکی عالی در صنایع الکترونیک استفاده می‌شود.
8. جذب رطوبت پایین: جذب رطوبت POM کم است و(تقریباً 0.2-0.3 درصد) میباشد.

معایب:

1. هزینه بالا: هزینه تولید پلی‌اوکسی‌متیلن نسبت به بعضی دیگر از ترموپلاستیک‌ها بیشتر است، که می‌تواند محدودیتی برای کاربردهای خاص ایجاد کند.
2. حساسیت به اشعه UV: پلی‌اوکسی‌متیلن در برابر اشعه ماوراء بنفش (UV) حساس است و در معرض نور خورشید می‌تواند شکننده شود.
3. مقاومت به ضربه در دماهای پایین: در دماهای بسیار پایین، مقاومت POM به ضربه کاهش پیدا می‌کند و ممکن است شکننده شود.
4. آلودگی‌های محیطی: به علت خاصیت جذب رطوبت پایین، ممکن است در هنگام تماس با آب، عملکرد آن تحت تأثیر قرار گیرد.

انواع POM:

1. POM-C: نوع آمورف و کمتر بلوری که معمولاً در صنایع عمومی استفاده می‌شود.
2. POM-H: نوع بلوری با ویژگی‌های مکانیکی بهتر، که بیشتر در صنایع خودروسازی و الکترونیک کاربرد دارد.

کاربردها:

صنعت خودروسازی: پلی‌اوکسی‌متیلن به دلیل ویژگی‌های مکانیکی عالی و مقاومت در برابر سایش در تولید قطعات داخلی خودرو مانند چرخ‌دنده‌ها، پیچ‌ها، و یاتاقان‌ها به کار می‌رود.

صنعت الکترونیک: در تولید قطعات الکتریکی و الکترونیکی مانند سوکت‌ها، اتصال‌دهنده‌ها، و ترمینال‌ها به علت خصوصیات عایقی مناسب و مقاومت در برابر ولتاژهای بالا استفاده می‌شود.

صنایع پزشکی: در تولید قطعات پزشکی و ابزارهای پزشکی به علت خاصیت زیستی و شیمیایی بی‌ضرر از آن استفاده می‌شود.

قطعات صنعتی: همچنین در تولید قطعات صنعتی که نیاز به دقت بالا و مقاومت مکانیکی دارند، از POM استفاده می‌شود.

10) پلی‌اتیلن ترفتالات (PET)

پلی‌اتیلن ترفتالات (PET) یک پلیمر ترموپلاستیک از خانواده پلی‌استرها است که به دلیل استحکام مکانیکی بالا، شفافیت، پایداری شیمیایی و زیست‌سازگاری، کاربردهای وسیعی در صنایع مختلف از جمله بسته‌بندی، نساجی و پزشکی دارد. این پلیمر از پلیمریزاسیون تراکمی اسید ترفتالیک (TPA) و اتیلن گلیکول (EG) تولید می‌شود و به دلیل خواص منحصر به فرد خود در مقالات علمی مورد بررسی گسترده قرار گرفته است.

PET یک پلیمر نیمه‌بلوری (Semi-crystalline) است که دارای واحدهای تکرارشونده (-OCH₂-CH₂-OCO-C₆H₄-CO-) در زنجیره اصلی خود است. ساختار مولکولی آن شامل گروه‌های استری (-COO-) است که باعث افزایش پایداری شیمیایی و مقاومت حرارتی آن می‌شود، بلورینگی PET بین 30-40٪ است که بر سختی، شفافیت و رفتار مکانیکی آن تأثیر می‌گذارد. خواص PET به شدت به شرایط فرآیند تولید، مانند نرخ سرد شدن، دما و میزان کشیدگی بستگی دارد.

مونومرهای سازنده پلی‌اتیلن ترفتالات:

مزایا ومعایب پلی‌اتیلن ترفتالات (PET)

مزایا:

1) خواص مکانیکی عالی

• استحکام کششی بالا (~50-80 MPa)
• مدول الاستیک بالا (~2-3 GPa) که باعث حفظ شکل آن می‌شود.
• مقاومت به ضربه خوب در مقایسه با سایر پلیمرهای شفاف مانند پلی‌کربنات.

2)  وزن سبک و جایگزین مناسب برای شیشه

• چگالی کم (~1.38 g/cm³)
• کاهش هزینه‌های حمل‌ونقل و انرژی به دلیل وزن کمتر.

3) شفافیت و ظاهر خوب

• PET دارای شفافیت بالا (~90٪ عبور نور) است که برای کاربردهای بسته‌بندی و نمایش محصولات ایده‌آل است.
• پایداری رنگ و عدم تغییر ظاهری در طول زمان آن را در صنعت نساجی و بسته‌بندی بسیار محبوب کرده است.

4) مقاومت شیمیایی بالا

• مقاومت خوب در برابر اسیدهای ضعیف، الکل‌ها، روغن‌ها و حلال‌های آلی.
• عدم واکنش با مواد غذایی، که باعث می‌شود در صنایع بسته‌بندی نوشیدنی و غذا ایمن باشد.
• PET در برابر اکسیداسیون و خوردگی مقاوم است و در محیط‌های مختلف خواص مکانیکی خود را حفظ می‌کند.

5) مقاومت حرارتی قابل قبول

• دمای ذوب بالا (~250-260°C) که امکان استفاده از PET را در بسیاری از فرایندهای صنعتی فراهم می‌کند.
• در برابر دمای پایین (تا -40°C) نیز پایدار است، که در بسته‌بندی مواد منجمد مفید است.

6) قابلیت بازیافت بالا و دوستدار محیط زیست

• PET یکی از بیشترین پلیمرهای بازیافت‌شده در جهان است.
• می‌توان آن را به فیبرهای نساجی، بطری‌های جدید، و قطعات صنعتی تبدیل کرد.
• روش‌های جدید بازیافت شیمیایی و آنزیمی امکان تجزیه PET و استفاده مجدد از مونومرهای آن را فراهم کرده‌اند.

معایب :

1. حساسیت به دمای بالا و تغییر شکل حرارتی
2. حساسیت به هیدرولیز و تخریب در حضور رطوبت و دما
3. مقاومت پایین در برابر مواد قلیایی قوی
4. زیست‌تجزیه‌پذیری کم
5. هزینه‌های پردازش و تولید نسبتاً بالا
6. شکنندگی در دماهای پایین

کاربردهای صنعتی PET

1) صنعت بسته‌بندی:

بیش از 60٪ تولید جهانی PET در صنعت بسته‌بندی استفاده می‌شود. تحقیقات نشان داده‌اند که این پلیمر به دلیل شفافیت، مقاومت مکانیکی و خاصیت ممانعتی در برابر گازها (O₂ و CO₂) در تولید بطری‌های نوشیدنی، ظروف غذایی و فیلم‌های محافظ کاربرد گسترده‌ای دارد.

2) صنعت نساجی (الیاف پلی‌استر):

PET در شکل الیافی تحت عنوان پلی‌استر برای تولید پارچه، فرش و منسوجات صنعتی استفاده می‌شود. بر اساس مطالعات، این الیاف دارای مقاومت سایشی بالا، چروک‌ناپذیری و ثبات رنگ هستند.

3) کاربردهای پزشکی و زیست‌پزشکی:

تحقیقات علمی نشان داده‌اند که PET به دلیل زیست‌سازگاری و مقاومت شیمیایی بالا در تولید ایمپلنت‌های پزشکی، نخ‌های جراحی و فیلترهای همودیالیز استفاده می‌شود.

4) کاربردهای مهندسی:

فیلم‌های PET در صنعت الکترونیک، صفحات خورشیدی و قطعات خودروسازی به‌کار می‌روند. پژوهش‌ها نشان داده‌اند که کامپوزیت‌های PET تقویت‌شده با الیاف شیشه دارای مدول مکانیکی بالا و پایداری حرارتی بهتر هستند.

✅چالش زیست‌محیطی: برخی از پلاستیک‌های این دسته، مانند بطری‌های آب خاص و رنگ‌های اکریلیک، به دلیل ترکیب شیمیایی متنوع، در صورت عدم دفع صحیح، می‌توانند مشکلات زیست‌محیطی ایجاد کنند.

کدهای بازیافت پلیمرها یک سیستم استاندارد برای شناسایی انواع مختلف پلاستیک‌ها است که در سال 1988 توسط انجمن صنعت پلاستیک (SPI) معرفی شد. این کدها از اعداد 1 تا 7 تشکیل شده‌اند و معمولاً در داخل یک نماد مثلثی از فلش‌های بازیافت درج می‌شوند. هر عدد نشان‌دهنده نوع خاصی از پلیمر است که در صنعت بازیافت اهمیت دارد.

جدول زیر انواع پلاستیک ها و کد های بازیافتی مربوط به آنها را نمایش میدهد:

♻ نکات مهم درباره بازیافت پلاستیک‌ها:

• PET (کد 1) و HDPE (کد 2) بیشترین قابلیت بازیافت را دارند.
• PVC (کد 3) و PS (کد 6) به دلیل مشکلات زیست‌محیطی، کمتر بازیافت می‌شوند.
• پلاستیک‌های دارای کد 7 اغلب غیرقابل بازیافت یا بسیار دشوار برای بازیافت هستند.
• پلی‌پروپیلن (PP) (کد 5) در حال افزایش در فرایندهای بازیافت است، اما هنوز به سطح PET و HDPE نرسیده است.

دسته‌بندی انواع پلاستیک‌ها

1. پلاستیک‌های آمورف و کریستالی

پلاستیک‌ها از نظر آرایش مولکولی به دو گروه تقسیم می‌شوند:

✅ پلاستیک‌های آمورف Amorphous Plastics)): دارای زنجیره‌های مولکولی نامنظم، شفاف، انعطاف‌پذیر و با چگالی کمتر هستند.

• نمونه‌ها: پلی‌استایرن (PS) و پلی‌کربنات (PC)
• کاربردها: لنزهای نوری، بسته‌بندی مواد غذایی، تجهیزات پزشکی

✅ پلاستیک‌های کریستالی ((Crystalline Plastics: دارای ساختار منظم و متراکم با مقاومت بالا در برابر حرارت و مواد شیمیایی.

• نمونه‌ها: پلی‌اتیلن (PE) و پلی‌پروپیلن (PP)
• کاربردها: قطعات صنعتی، لوله‌کشی، بسته‌بندی‌های مقاوم

2. ترموپلاستیک‌ها و ترموست‌ها

✅ ترموپلاستیک‌ها (Thermoplastics):

• قابلیت ذوب و تغییر شکل مکرر دارند، که آن‌ها را برای فرآیندهای تولید و بازیافت ایده‌آل می‌کند.
• نمونه‌ها: پلی‌اتیلن (PE) و پلی‌پروپیلن (PP)
• ویژگی‌ها: مقاومت در برابر ضربه و انعطاف‌پذیری بالا

✅ ترموست‌ها (Thermosets):

• پس از سخت شدن، به‌طور دائمی شکل خود را حفظ می‌کنند و در برابر حرارت و تغییر شکل مقاوم هستند.
• نمونه‌ها: رزین‌های اپوکسی و فنولیک
• کاربردها: قطعات خودرو، بردهای الکترونیکی، چسب‌ها

شناخت این ویژگی‌ها و دسته‌بندی‌ها نقش مهمی در استفاده بهینه از پلاستیک‌ها، بهبود بازیافت، و کاهش اثرات زیست‌محیطی آن‌ها دارد.

ویژگی‌های خاص پلاستیک‌ها

1. ویژگی‌های مانع (Barrier Properties)

برخی پلاستیک‌ها، به‌ویژه پلی‌اتیلن ترفتالات (PET)، دارای ویژگی‌های مانع قوی در برابر نفوذ گازها و رطوبت هستند.

این خاصیت، PET را به گزینه‌ای ایده‌آل برای بسته‌بندی مواد غذایی و نوشیدنی‌ها تبدیل می‌کند، زیرا تازگی و ایمنی محتویات را حفظ می‌کند.

بی‌اثر بودن شیمیایی PET به این معناست که با مواد غذایی واکنش نشان نمی‌دهد، که آن را برای بسته‌بندی مواد حساس مناسب‌تر می‌کند.

2. مقاومت حرارتی و الکتریکی  (Thermal and Electrical Resistance)

پلاستیک‌ها به دلیل عایق بودن در برابر گرما و برق، در کاربردهای مهندسی پیشرفته به کار می‌روند.

این مواد می‌توانند شرایط دمایی شدید را بدون تخریب قابل توجه تحمل کنند، که آن‌ها را برای تجهیزات الکتریکی و حرارتی ایده‌آل می‌سازد.

دمای انتقال شیشه‌ای در پلاستیک‌ها متغیر است و عملکرد آن‌ها را در محیط‌های مختلف تعیین می‌کند.

پلاستیک‌های مهندسی:

پلاستیک‌های مهندسی از استحکام بالاتری نسبت به پلاستیک‌های استاندارد برخوردارند و برای کاربردهای صنعتی سنگین طراحی شده‌اند.

این مواد می‌توانند جایگزین فلزات در صنایع مختلف شوند و منجر به تولید محصولات سبک‌تر و کارآمدتر گردند.

نمونه‌ها :پلی‌استایرن ضربه‌پذیر (HIPS) در بسته‌بندی مواد غذایی و بدنه تجهیزات الکترونیک        پلی‌کربنات (PC) در تولید دیسک‌های فشرده (CD/DVD) و پنجره‌های امنیتی

محصولات مصرفی

پلاستیک‌ها به‌طور گسترده در زندگی روزمره مورد استفاده قرار می‌گیرند و در تولید مواد بسته‌بندی، منسوجات، لوازم خانگی و مبلمان نقش مهمی دارند.

ویژگی‌های سبکی و دوام بالا پلاستیک‌ها، آن‌ها را به انتخابی ایده‌آل برای بسته‌ بندی محصولات به‌ویژه در صنایع غذایی تبدیل کرده است.

پلاستیک‌ها مانع ورود رطوبت و آلاینده‌ها شده و کیفیت مواد غذایی را حفظ می‌کنند.

بسته‌بندی مواد غذایی

پلاستیک‌ها پرکاربردترین مواد در بسته‌بندی مواد غذایی به دلیل مقرون‌به‌صرفه بودن و تطبیق‌پذیری بالا هستند.آن‌ها می‌توانند در اشکال مختلف قالب‌گیری شوند و برای تولید ظروف و بسته‌بندی‌هایی که مواد غذایی را تازه نگه می‌دارند ایده‌آل هستند.

نوآوری‌های جدید در طراحی بسته‌بندی:

• کیسه‌های زیپ‌دار (resealable bags) برای استفاده چندباره
• ظروف مقاوم به مایکروویو که نیازهای مصرف‌کنندگان مدرن را برآورده می‌کند

استفاده گسترده از پلاستیک در بسته‌بندی مواد غذایی به افزایش راحتی، کاهش هدررفت غذا و افزایش ایمنی مواد غذایی کمک کرده است.

روندهای نوظهور در صنعت پلاستیک

افزایش استفاده از پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر و زیستی به‌عنوان بخشی از تلاش‌های جهانی برای کاهش اثرات زیست‌محیطی پلاستیک‌های سنتی در حال رشد است.

این مواد به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در شرایط خاص سریع‌تر تجزیه شوند و در نتیجه میزان زباله‌های پلاستیکی کاهش یابد.

تمرکز صنعت غذا و نوشیدنی بر راهکارهای پایدار بسته‌بندی:

• استفاده از جایگزین‌هایی مانند کاغذ، شیشه و مواد زیست‌تخریب‌پذیر
• ارائه گزینه‌های سازگار با محیط‌زیست بدون کاهش ایمنی و کارایی بسته‌بندی

تأثیرات زیست‌محیطی پلاستیک‌ها

با وجود کاربردهای گسترده و مزایای فراوان، پلاستیک‌ها چالش‌های زیست‌محیطی جدی ایجاد کرده‌اند.

انباشت زباله‌های پلاستیکی به یکی از نگرانی‌های مهم تبدیل شده است، به‌ویژه در اکوسیستم‌های آبی که تجزیه طولانی‌مدت پلاستیک‌ها بر حیات دریایی و تنوع زیستی تأثیر منفی می‌گذارد.

دوام بالای پلاستیک‌ها باعث می‌شود که در محیط باقی بمانند و به ذرات کوچک‌تر موسوم به میکروپلاستیک‌ها تجزیه شوند.

میکروپلاستیک‌ها می‌توانند توسط حیات وحش بلعیده شوند که منجر به اثرات سمی و اختلال در زنجیره غذایی می‌شود.

حقایق مهم درباره آلودگی پلاستیکی

• سالانه بیش از ۴۰۰ میلیون تن پلاستیک در جهان تولید می‌شود.
• تنها ۹٪ از کل پلاستیک‌های تولید شده تاکنون بازیافت شده‌اند، در حالی که ۷۹٪ از آن‌ها در طبیعت یا محل‌های دفن زباله باقی مانده‌اند.
• تخمین زده می‌شود که تا ۲۰۵۰ وزن زباله‌های پلاستیکی در اقیانوس‌ها از وزن ماهی‌ها بیشتر شود.
• سالانه بیش از یک میلیون پرنده دریایی و ۱۰۰,۰۰۰ پستاندار دریایی بر اثر بلعیدن پلاستیک یا گیر افتادن در آن جان خود را از دست می‌دهند.
• میکروپلاستیک‌ها (ذرات پلاستیکی کوچک‌تر از ۵ میلی‌متر) در بدن ماهی‌ها، صدف‌ها و دیگر موجودات دریایی یافت شده‌اند که در نهایت وارد زنجیره غذایی انسان می‌شوند.
• به همین دلیل، افزایش آگاهی عمومی، بهبود فناوری بازیافت و توسعه مواد جایگزین پایدار، از جمله اقدامات ضروری برای کاهش اثرات منفی پلاستیک‌ها بر محیط‌زیست محسوب می‌شود.
• میکروپلاستیک‌ها در آب آشامیدنی، نمک دریا و حتی مواد غذایی مانند عسل و آبجو یافت شده‌اند.
• تحقیقات نشان داده است که انسان‌ها سالانه بین ۳۹,۰۰۰ تا ۵۲,۰۰۰ ذره میکروپلاستیک مصرف می‌کنند.
• برخی مواد شیمیایی در پلاستیک‌ها، مانند بیسفنول A (BPA) و فتالات‌ها، با اختلالات هورمونی، مشکلات باروری و افزایش خطر بیماری‌های قلبی و سرطانی مرتبط هستند.

تأثیرات پلاستیک بر حیات وحش

موجودات دریایی به‌طور ویژه در برابر آلودگی پلاستیکی آسیب‌پذیر هستند.

گزارش‌ها نشان می‌دهند که پستانداران دریایی بزرگ در معرض تهدید ناشی از ورود حجم بالای پلاستیک به اقیانوس‌ها هستند که می‌تواند منجر به بلعیدن پلاستیک و گرفتاری در آن شود.

حیوانات کوچک‌تر نیز ممکن است زباله‌های پلاستیکی را با غذا اشتباه بگیرند که می‌تواند منجر به سوء‌تغذیه یا مرگ ناشی از بلعیدن مواد شیمیایی سمی موجود در پلاستیک‌ها شود.

تصاویری از تاثیر پلاستیک ها بر محیط زیست

اقدامات کاهش و بازیافت پلاستیک

بازیافت به‌عنوان یک راه‌حل بالقوه برای کاهش زباله‌های پلاستیکی مطرح است، اما نرخ بازیافت در مقایسه با سایر مواد بسیار پایین است.برای مثال، تا سال ۲۰۱۵، تنها ۹٪ از حدود ۶.۳ میلیارد تن زباله پلاستیکی تولید‌شده بازیافت شده بود.

راهکارهای کاهش اثرات منفی پلاستیک بر محیط زیست:

• افزایش نرخ بازیافت از طریق توسعه فناوری‌های کارآمد
• سرمایه‌گذاری در تولید پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر
• کاهش هزینه‌های تولید پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر و افزایش کارایی آن‌ها در محیط‌های طبیعی

راهکارهای مدیریت بازیافت انجام گرفته در کشورهای مختلف:

این راهکارها در سه سطح اصلی

1. سیاست‌گذاری و مقررات
2. فناوری و نوآوری
3. فرهنگ‌سازی و مشارکت عمومی اجرا می‌شوند.

1. سیاست‌گذاری و مقررات دولتی

1.1 قوانین سخت‌گیرانه درباره مدیریت پسماند

• اتحادیه اروپا: “سیاست اقتصاد چرخه‌ای” که هدف آن کاهش تولید زباله و افزایش نرخ بازیافت تا ۷۵٪ تا سال ۲۰۳۰ است.
• آلمان: سیستم Dual System (DSD) که تولیدکنندگان را ملزم به پرداخت هزینه بازیافت بسته‌بندی‌های خود می‌کند.
• ایالات متحده: برخی ایالت‌ها مانند کالیفرنیا مالیات بر پلاستیک‌های یکبارمصرف وضع کرده‌اند.

1.2 سیستم مسئولیت تولیدکننده (EPR – Extended Producer Responsibility)

تولیدکنندگان ملزم به پرداخت هزینه بازیافت محصولاتشان هستند.

نمونه: در فرانسه و سوئد، شرکت‌های تولید پلاستیک و بسته‌بندی باید بخشی از درآمد خود را به سیستم بازیافت اختصاص دهند.

1.3 ممنوعیت دفن زباله‌های قابل بازیافت

برخی کشورهای اروپایی مانند سوئد و آلمان دفن زباله‌های پلاستیکی و کاغذی را ممنوع کرده و آن‌ها را برای بازیافت یا تبدیل به انرژی هدایت می‌کنند.

2. فناوری و نوآوری در بازیافت

2.1 استفاده از هوش مصنوعی و رباتیک در تفکیک زباله

• سوئد و هلند: روبات‌های مجهز به بینایی کامپیوتری زباله‌های مختلف را از هم تفکیک می‌کنند.
• شرکت AMP Robotics در آمریکا: توسعه سیستم‌های تفکیک خودکار زباله با هوش مصنوعی.

2.2 بازیافت شیمیایی (Chemical Recycling)

تجزیه پلاستیک‌های سخت به مواد اولیه مانند نفت خام مصنوعی برای استفاده مجدد.

شرکت Agilyx در نروژ و BASF در آلمان: توسعه فناوری تبدیل پلی‌اتیلن و پلی‌استایرن به مونومرهای اولیه.

2.3 بازیافت بیولوژیکی (Biodegradation & Composting)

استفاده از میکروارگانیسم‌ها و آنزیم‌ها برای تجزیه پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر.

مثال: تحقیقات دانشگاه لیپزیگ (آلمان) برای تجزیه PET با آنزیم‌های خاص.

3. فرهنگ‌سازی و مشارکت عمومی

3.1 سیستم تشویقی برای شهروندان

• ماشین‌های “Reverse Vending” در آلمان و نروژ: تحویل بطری‌های پلاستیکی و دریافت پول یا تخفیف خرید.
• ایالت اورگان (آمریکا): ارائه پاداش نقدی برای بازگرداندن بطری‌ها.

3.2 آموزش و آگاهی‌بخشی

برنامه‌های آموزشی در مدارس و رسانه‌ها برای تشویق تفکیک زباله.

سوئد: کودکان از سنین پایین در مدرسه نحوه تفکیک زباله را آموزش می‌بینند.

3.3 مدل‌های جدید مصرف و کاهش تولید زباله

• استفاده از ظروف چندبار مصرف: در فروشگاه‌ها و کافه‌ها، مانند سیستم “Bring Your Own Cup” در استارباکس.
• سوپرمارکت‌های “Zero Waste” در فرانسه و بریتانیا: فروش بدون بسته‌بندی و امکان پر کردن مجدد ظروف.

خطرات بهداشتی مرتبط با پلاستیک‌ها

پلاستیک‌ها در طیف گسترده‌ای از محصولات مصرفی مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما ترکیبات آن‌ها اغلب شامل مواد افزودنی و شیمیایی مضر است که ممکن است خطرات جدی برای سلامت انسان ایجاد کند.

راه‌های اصلی مواجهه با مواد شیمیایی مضر در پلاستیک‌ها:

• بلعیدن (از طریق مواد غذایی و نوشیدنی‌های بسته‌بندی‌شده در پلاستیک‌های نامناسب)
• استنشاق (از طریق انتشار گازهای شیمیایی حاصل از پلاستیک‌ها، به‌ویژه در دمای بالا)
• تماس پوستی (از طریق استفاده از محصولات پلاستیکی که حاوی مواد مضر هستند)

کنترل تولید و استفاده از این مواد و همچنین آگاهی‌بخشی عمومی در مورد خطرات آن‌ها، نقش مهمی در کاهش اثرات منفی پلاستیک‌ها بر سلامت انسان دارد.

افزودنی‌های موجود در پلاستیک‌ها

پلاستیک‌ها به‌ندرت به‌صورت مواد خالص فروخته می‌شوند، بلکه معمولاً با افزودنی‌های مختلفی مانند تثبیت‌کننده‌ها، نرم‌کننده‌ها و رنگ‌ها ترکیب می‌شوند.

افزودنی‌های موجود در پلاستیک‌ها ترکیبات شیمیایی هستند که به منظور بهبود خواص فیزیکی، مکانیکی، حرارتی و شیمیایی پلاستیک‌ها به آن‌ها اضافه می‌شوند. این افزودنی‌ها به چند دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

1. پایدارکننده‌ها (Stabilizers):

  1.1 پایدارکننده‌های حرارتی (Thermal Stabilizers)

• جلوگیری از تخریب زنجیره‌های پلیمر در دماهای بالا.
• مثال: ترکیبات سربی (Pb-based stabilizers) در PVC
• نمونه جدیدتر: پایدارکننده‌های کلسیم-روی (Ca-Zn) به عنوان جایگزین دوستدار محیط‌زیست.

  1.2 پایدارکننده‌های نوری (UV Stabilizers)

• محافظت در برابر اشعه فرابنفش و افزایش دوام پلیمر.
• مثال: بنزوفنون‌ها و بنزوتریازول‌ها در پلی‌اتیلن و پلی‌پروپیلن

2. نرم‌کننده‌ها (Plasticizers):

• افزایش انعطاف‌پذیری و کاهش دمای انتقال شیشه‌ای (Tg).
• مثال سنتی: فتالات‌ها مانند DEHP و DINP در PVC.
• نمونه زیست‌سازگار: دی‌اکتیل تری‌ملیتات (DOTP) به عنوان جایگزین کم‌ سمیت.

3. آنتی‌اکسیدان‌ها (Antioxidants):

جلوگیری از تخریب اکسیداتیو پلیمر در اثر حرارت یا نور.

 دو دسته اصلی:

1. آنتی‌اکسیدان‌های اولیه (Primary Antioxidants): مانند فنول‌های ممانعت‌کننده (BHT, BHA).
2. آنتی‌اکسیدان‌های ثانویه (Secondary Antioxidants): مانند فسفیت‌ها

مثال: افزودن آنتی‌اکسیدان Irganox 1010 به پلی‌پروپیلن

4. پرکننده‌ها (Fillers) و تقویت‌کننده‌ها:

  4.1 پرکننده‌های معدنی (Inorganic Fillers)

• افزایش استحکام و کاهش هزینه تولید.
• مثال: نانوسیلیکا و نانورس در پلی‌پروپیلن

  4.2 پرکننده‌های زیستی (Bio-fillers):

• کاهش وابستگی به منابع پتروشیمی.
• مثال: استفاده از نانو‌سلولز در PLA

5. ضد شعله‌ها (Flame Retardants):

• کاهش اشتعال‌پذیری پلیمرها در صنایع خودروسازی، الکترونیک و ساختمان.
• مثال سنتی: ترکیبات بروم‌دار مانند Decabromodiphenyl ether (DecaBDE)
• نمونه جدیدتر: فسفات‌های آلی و نانوذرات گرافنی

6. رنگدانه‌ها و مستربچ‌ها (Pigments & Masterbatches):

انواع مستربچ ها:

1) مستربچ‌های رنگی (Color Masterbatch)

• هدف: افزودن رنگ به پلاستیک بدون نیاز به رنگدانه‌های خام.
• ترکیبات: ترکیبی از رنگدانه‌ها یا مواد آلی/معدنی همراه با پلیمر حامل (PP، PE، PS، ABS و غیره).
• انواع بر اساس نوع رنگدانه:

مستربچ‌های پایه معدنی: دی‌اکسید تیتانیوم (TiO₂) برای سفید، اکسید آهن برای قرمز و زرد، کربن بلک برای مشکی.

مستربچ‌های پایه آلی: رنگ‌های فتالوسیانین برای آبی و سبز، آزو برای قرمز و نارنجی.

مثال: مستربچ سفید بر پایه TiO₂ در تولید فیلم‌های بسته‌بندی.

2) مستربچ‌های تقویت‌کننده (Reinforcement Masterbatch)

• هدف: افزایش استحکام مکانیکی، سختی و مدول کششی پلاستیک.
• ترکیبات: نانوذرات، الیاف شیشه، نانورس، نانوکربن.
• مثال:
• مستربچ حاوی نانوکربنات کلسیم (CaCO₃) برای بهبود خواص پلی‌پروپیلن.
• مستربچ الیاف شیشه‌ای در قطعات خودرویی.

3) مستربچ‌های ضد شعله (Flame Retardant Masterbatch)

• ترکیبات: ترکیبات بروم‌دار (DecaBDE)، فسفات‌ها، هیدروکسید آلومینیوم و منیزیم.
• مثال: مستربچ فسفر آلی برای کاهش اشتعال پلی‌اتیلن در کابل‌های برق.

4) مستربچ‌های پایدارکننده (Stabilizer Masterbatch)

4.1 مستربچ پایدارکننده UV

• هدف: جلوگیری از تخریب پلاستیک در برابر نور خورشید.
• ترکیبات: بنزوتریازول‌ها، بنزوفنون‌ها.
• مثال: استفاده در لوله‌های پلی‌اتیلن کشاورزی.

4.2 مستربچ پایدارکننده حرارتی

• هدف: افزایش مقاومت پلاستیک‌ها در برابر حرارت بالا.
• ترکیبات: ترکیبات قلع، سرب، کلسیم-روی.
• مثال: در تولید PVC مورد استفاده در سیم و کابل.

5) مستربچ‌های آنتی‌باکتریال (Antibacterial Masterbatch)

• هدف: جلوگیری از رشد میکروب‌ها روی محصولات پلاستیکی.
• ترکیبات: نانوذرات نقره، کیتوزان، ترکیبات آلی فلزی.
• مثال: در بسته‌بندی مواد غذایی و تجهیزات پزشکی.

6) مستربچ‌های آنتی‌استاتیک (Antistatic Masterbatch)

• هدف: کاهش تجمع الکتریسیته ساکن در محصولات پلاستیکی.
• ترکیبات: ترکیبات آمونیوم چهارظرفیتی، پلی‌اتیلن‌گلیکول.
• مثال: در قطعات الکترونیکی و فیلم‌های بسته‌بندی صنعتی.

7) مستربچ‌های زیست‌تخریب‌پذیر (Biodegradable Masterbatch)

• هدف: افزایش قابلیت تخریب زیستی پلاستیک‌ها در محیط.
• ترکیبات: استرهای گیاهی، پلی‌لاکتیک‌اسید (PLA)، مواد اکسو-زیست‌تخریب‌پذیر.
• مثال: در کیسه‌های پلاستیکی دوستدار محیط زیست.

8) مستربچ‌های روان‌کننده و فرآیند کمکی (Lubricant & Processing Aid Masterbatch)

• هدف: بهبود فرایندپذیری، کاهش اصطکاک و بهبود سطح نهایی محصول.
• ترکیبات: پلی‌سیلوکسان، پلی‌اتیلن و موم‌های فلورینه.
• مثال: در قالب‌گیری تزریقی و فیلم‌های بسته‌بندی.

9) مستربچ‌های ضد مه (Anti-Fog Masterbatch)

• هدف: جلوگیری از تشکیل بخار روی بسته‌بندی‌های پلاستیکی شفاف.
• ترکیبات: استرهای گلیسرول، سورفکتانت‌ها.
• مثال: در بسته‌بندی مواد غذایی و فیلم‌های گلخانه‌ای.

7. افزودنی‌های آنتی‌باکتریال و ضد قارچ (Antimicrobial Additives)

جلوگیری از رشد میکروب‌ها روی محصولات پلاستیکی.

مثال سنتی: نانوذرات نقره

نمونه جدیدتر: افزودنی‌های بر پایه کیتوزان و پلی‌هگزامتیلن بی‌گوانیدین (PHMB).

8. افزودنی‌های زیست‌تخریب‌پذیر (Biodegradable Additives)

افزایش تخریب‌پذیری پلاستیک‌ها در محیط‌زیست.

مثال: ترکیب اکسو-زیست‌تخریب‌پذیر d2w در پلی‌اتیلن

9. افزودنی‌های آنتی‌استاتیک (Antistatic Agents)

کاهش بار الکتریسیته ساکن در پلاستیک‌ها.

مثال: پلی‌اتیلن‌گلیکول (PEG) و ترکیبات آمونیوم چهارظرفیتی

10. افزودنی‌های خاص دیگر

10.1 مواد ضد مه (Anti-Fogging Agents)

جلوگیری از تشکیل قطرات بخار آب روی پلاستیک‌های شفاف.

مثال: ترکیبات استری مانند Glycerol monooleate در بسته‌بندی مواد غذایی

10.2 عوامل هسته‌زا (Nucleating Agents)

افزایش سرعت تبلور و بهبود استحکام مکانیکی.

مثال: ترکیبات ارگانوفوسفاتی مانند sodium benzoate در پلی‌پروپیلن

میکروپلاستیک‌ها و آلودگی محیط زیست

میکروپلاستیک‌ها از تجزیه پلاستیک‌های بزرگ‌تر به ذرات ریز ایجاد می‌شوند و می‌توانند در زنجیره غذایی انباشته شده و برای سلامتی انسان خطر ایجاد کنند.

اثرات منفی میکروپلاستیک‌ها بر سلامت انسان و محیط زیست

• ورود مواد سمی از طریق مصرف آبزیان آلوده به میکروپلاستیک‌ها به بدن انسان
• مشاهده اجزای پلاستیکی در بافت‌های انسانی از طریق مطالعات پایش زیستی
• پایداری طولانی‌مدت این آلاینده‌ها در بدن انسان و محیط زیست

نگرانی‌های بهداشتی مرتبط با برخی پلاستیک‌ها

برخی از انواع پلاستیک‌ها به دلیل مواد شیمیایی سمی که آزاد می‌کنند، با خطرات شدیدتری برای سلامت انسان مرتبط هستند.

نمونه‌هایی از خطرات پلاستیک‌های رایج

پلی‌اتیلن ترفتالات (PET) که در بطری‌های نوشیدنی استفاده می‌شود، آنتیموان تری‌اکسید و فتالات‌ها آزاد می‌کند که با سرطان و مشکلات باروری مرتبط هستند.

افزودنی‌های دیگر مانند مواد ضدحریق، فلزات سنگین و ترکیبات سمی دیگر نیز می‌توانند در محیط پراکنده شوند و خطرات بهداشتی عمومی را تشدید کنند.

برای کاهش این خطرات، نظارت بر استفاده از مواد افزودنی در محصولات پلاستیکی و افزایش آگاهی عمومی در مورد تأثیرات آن‌ها بر سلامت، ضروری است.

توصیه‌هایی برای کاهش تماس با مواد مضر پلاستیک

برای کاهش خطرات بهداشتی، خانواده‌ها می‌توانند اقداماتی را برای به حداقل رساندن تماس با افزودنی‌های پلاستیکی انجام دهند.

راهکارهای عملی

• از گرم کردن غذا در ظروف پلاستیکی در مایکروویو خودداری کنید، زیرا گرما می‌تواند روند نفوذ مواد شیمیایی مضر به غذا را تسریع کند.
• از پلاستیک‌هایی که برای استفاده در مواد غذایی ایمن‌تر هستند استفاده کنید و به علامت‌های بازیافت توجه کنید تا از انتخاب مواد مناسب اطمینان حاصل شود.

روندهای آینده در توسعه پلاستیک‌ها

با افزایش آگاهی جهانی از مسائل زیست‌محیطی، توسعه جایگزین‌های پایدار برای پلاستیک‌های سنتی اهمیت بیشتری پیدا کرده است.

پلاستیک‌های زیستی و پایداری

پلاستیک‌های زیستی (Bioplastics) از منابع تجدیدپذیر مانند نشاسته ذرت و نیشکر ساخته می‌شوند و به عنوان جایگزینی دوستدار محیط زیست در حال گسترش هستند.

پیش‌بینی می‌شود تا سال 2025، استفاده از نفت در تولید پلاستیک‌های زیستی 15-20% کاهش یابد.

با این حال، بسیاری از پلاستیک‌های زیستی به‌راحتی در محیط طبیعی تجزیه نمی‌شوند و نیاز به شرایط خاصی برای دفع مؤثر دارند.

نوآوری‌ها در فناوری‌های بازیافت

آینده‌ی توسعه پلاستیک‌ها به پیشرفت در فناوری‌های بازیافت نیز بستگی دارد.

بازیافت شیمیایی یکی از نوآوری‌های مهم است که می‌تواند پلاستیک‌ها را به مونومرهای اولیه‌شان تجزیه کند و امکان استفاده مجدد از طیف وسیع‌تری از انواع پلاستیک‌ها را فراهم کند.حرکت به‌سوی اقتصاد چرخه‌ای می‌تواند تأثیرات زیست‌محیطی پلاستیک‌ها را به‌طور قابل‌توجهی کاهش دهد، جایی که ضایعات به حداقل می‌رسد و منابع برای مدت طولانی‌تری در چرخه استفاده باقی می‌مانند.

این پیشرفت‌ها می‌توانند به تغییر الگوی مصرف و مدیریت پلاستیک کمک کنند، به‌طوری که آسیب‌های زیست‌محیطی به حداقل برسد و پایداری منابع حفظ شود.

تغییرات قانونی و ترجیحات مصرف‌کنندگان

تغییرات در مقررات نیز انتظار می‌رود که آینده توسعه پلاستیک را تحت تأثیر قرار دهد.

مقررات سخت‌گیرانه‌تر درباره پلاستیک‌های یک‌بار مصرف:

دولت‌ها در سراسر جهان در حال اعمال محدودیت‌های شدیدتری بر پلاستیک‌های یک‌بار مصرف هستند.

این سیاست‌ها شرکت‌ها را وادار کرده است که در تحقیق و توسعه (R&D) مواد جایگزین و راه‌حل‌های بسته‌بندی قابل استفاده مجدد سرمایه‌گذاری کنند.

تغییر ترجیحات مصرف‌کنندگان:

تقاضای مصرف‌کنندگان برای گزینه‌های پایدارتر افزایش یافته است.

این روند تولیدکنندگان را به سمت طراحی محصولاتی با قابلیت بازیافت بهتر و افزایش استفاده از مواد بازیافتی در محصولات جدید سوق داده است.

پلاستیک‌های هوشمند و مواد کاربردی جدید

ظهور پلاستیک‌های هوشمند، که به محرک‌های محیطی پاسخ می‌دهند، فرصت‌های جدیدی را ارائه می‌دهد.

ویژگی‌های پلاستیک‌های هوشمند:

• این مواد می‌توانند در واکنش به دما، نور یا رطوبت تغییر خاصیت دهند.

    کاربردهای نوین:

• بسته‌بندی‌های هوشمند که می‌توانند تازه بودن یا ایمنی غذا را نشان دهند.
• مواد پیشرفته‌ای که می‌توانند در صنایع پزشکی، الکترونیک و حمل‌ونقل استفاده شوند.

این نوآوری‌ها علاوه بر بهبود عملکرد محصولات، می‌توانند به کاهش ضایعات و استفاده کارآمدتر از منابع کمک کنند.

منابع:

Plastics Engineerin (R.F.Crawford)

Plastics Materials & Processing (A.Brent.Strong)