پلاستیک چگونه ساخته می شود؟ How Is Plastic Made?

پلاستیک‌ها گروهی از مواد متنوع هستند که هزاران کاربرد دارند و هر نوع خواص مکانیکی خاص خود را دارد. اما پلاستیک چگونه ساخته می‌شود؟ در دنیای امروز، مواد پلاستیکی بسیاری از محصولات روزمره ما را تشکیل می‌دهند. از لوازم آشپزخانه گرفته تا لوازم التحریر، از لوازم جانبی خودرو گرفته تا لوازم خانگی، همه چیز از پلاستیک ساخته شده است. اما آیا تا به حال فکر کرده‌اید که پلاستیک چگونه تولید می‌شود؟ پلاستیک یکی از پرکاربردترین مواد در زندگی روزمره ماست که در بیشتر جنبه‌های زندگی ما وجود دارد.

پلاستیک می تواند “مصنوعی” یا “زیست پایه” باشد. پلاستیک های مصنوعی از نفت خام، گاز طبیعی یا زغال سنگ به دست می آیند. در حالی که پلاستیک های زیستی از محصولات تجدیدپذیر مانند کربوهیدرات ها، نشاسته، چربی ها و روغن های گیاهی، باکتری ها و سایر مواد بیولوژیکی به دست می آیند.

اکثریت قریب به اتفاق پلاستیکی که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرد، به دلیل سهولت روش‌های تولید در پردازش نفت خام، مصنوعی است. با این حال، تقاضای فزاینده برای ذخایر محدود نفت، نیاز به پلاستیک های جدیدتر از منابع تجدیدپذیر مانند زیست توده زباله یا محصولات زائد حیوانی از صنعت را تحریک می کند.

در اروپا، تنها بخش کوچکی (حدود 4 تا 6 درصد) از ذخایر نفت و گاز ما صرف تولید پلاستیک می‌شود و بقیه برای حمل و نقل، برق، گرمایش و سایر کاربردها استفاده می‌شود.

اکثر پلاستیک های مورد استفاده امروزه از مراحل زیر بدست می آیند:

1. استخراج مواد خام (عمدتاً نفت خام و گاز طبیعی، بلکه زغال سنگ) – اینها مخلوط پیچیده ای از هزاران ترکیب هستند که پس از آن نیاز به پردازش دارند.
2. فرآیند پالایش نفت خام را به فرآورده‌های نفتی مختلف تبدیل می‌کند – این محصولات برای تولید مواد شیمیایی مفید از جمله “مونومرها” (مولکولی که بلوک‌های سازنده اساسی پلیمرها است) تبدیل می‌شوند. در فرآیند پالایش، نفت خام در یک کوره گرم می‌شود و سپس به واحد تقطیر فرستاده می‌شود، جایی که نفت خام سنگین به اجزای سبک‌تری به نام فراکسیون جدا می‌شود. یکی از اینها که نفتا نام دارد، ترکیب حیاتی برای ساختن مقدار زیادی پلاستیک است. با این حال، ابزارهای دیگری مانند استفاده از گاز وجود دارد.
3. پلیمریزاسیون فرآیندی در صنعت نفت است که در آن گازهای الفین سبک (بنزین) مانند اتیلن، پروپیلن، بوتیلن (یعنی مونومرها) به هیدروکربن های با وزن مولکولی بالاتر (پلیمر) تبدیل می شوند. این زمانی اتفاق می افتد که مونومرها از نظر شیمیایی به زنجیره ای متصل می شوند. دو مکانیسم مختلف برای پلیمریزاسیون وجود دارد:

الف. پلیمریزاسیون افزودنی

واکنش پلیمریزاسیون افزودنی زمانی است که یک مونومر به مونومر بعدی (دایمر) و دایمر به مونومر بعدی (تریمر) و غیره متصل می شود. این با معرفی یک کاتالیزور، معمولاً یک پراکسید به دست می آید. این فرآیند به عنوان پلیمرهای رشد زنجیره ای شناخته می شود – زیرا هر بار یک واحد مونومر اضافه می کند. نمونه های رایج پلیمرهای افزودنی پلی اتیلن، پلی استایرن و پلی وینیل کلراید هستند.

ب. پلیمریزاسیون تراکمی

پلیمریزاسیون تراکمی شامل اتصال دو یا چند مونومر مختلف با حذف مولکول های کوچک مانند آب است. همچنین برای انجام واکنش بین مونومرهای مجاور به یک کاتالیزور نیاز دارد. این به عنوان رشد پله ای شناخته می شود، زیرا برای مثال ممکن است یک زنجیره موجود را به زنجیره دیگری اضافه کنید. نمونه های رایج پلیمرهای متراکم پلی استر و نایلون هستند.

4. ترکیب / پردازش

در ترکیب، مخلوط‌های مختلفی از مواد با مذاب مخلوط می‌شوند (با ذوب مخلوط می‌شوند) تا فرمول‌هایی برای پلاستیک‌ها ساخته شود. معمولاً برای این منظور از اکسترودرهایی استفاده می شود که به دنبال آن مخلوط را گلوله می کنند. سپس اکستروژن یا فرآیند قالب‌گیری متفاوت، این گلوله‌ها را به یک محصول نهایی یا نیمه‌تمام تبدیل می‌کند. ترکیب اغلب روی یک اکسترودر دو مارپیچ اتفاق می افتد که در آن گلوله ها سپس به اشیاء پلاستیکی با طراحی منحصر به فرد، اندازه، شکل، رنگ مختلف با خواص دقیق مطابق با شرایط از پیش تعیین شده در دستگاه پردازش تبدیل می شوند.

نتیجه‌گیری

همانطور که در مطالب قبلی نشان داده شد، فرآیند ساخت پلاستیک و تولید پلاستیک از نفت خام پیچیده و گسترده است. این امر نیازمند فناوری‌های پیشرفته و فرآیندهای دقیقی است. این صنعت بسیار حساس و تأثیرگذار بر جوامع و محیط زیست است و برای کاهش اثرات منفی آن، نیاز به استفاده از روش‌ها و فناوری‌های پایدارتر و سازگارتر با محیط زیست وجود دارد.

از جمله نکات کلیدی در جمع‌بندی مقاله، می‌توان به اهمیت افزایش آگاهی عمومی در مورد فرآیند تولید پلاستیک، اهمیت استفاده از پلاستیک بازیافتی و کاهش مصرف پلاستیک قابل استفاده مجدد اشاره کرد. همچنین توجه به استفاده از فناوری‌های جدید برای بهبود فرآیند تولید و کاهش آلودگی محیط زیست از اهمیت بالایی برخوردار است.

با رعایت این نکات و رعایت اصول زیست‌محیطی، می‌توانید شاهد بهبود فرآیند تولید پلاستیک و کاهش اثرات منفی آن باشید. امیدواریم این راهنمای جامع فرآیند تولید پلاستیک به شما در کسب اطلاعات بیشتر و تصمیم‌گیری بهتر کمک کرده باشد.