پلاستیک چیست و چگونه ساخته می شود؟ + ترکیب شیمیایی

پلاستیک ها یکی از مهم ترین و پرکاربردترین مواد صنعتی در دنیای امروز هستند. این مواد، که عمدتاً از ترکیبات شیمیایی ساخته شده اند، به دلیل خصوصیات منحصر به فرد خود توانسته اند در انواع محصولات و صنایع مختلف جایگاه ویژه ای را پیدا کنند. از بسته بندی ها و لوازم خانگی گرفته تا صنعت خودرو و ساخت و ساز، پلاستیک ها در زندگی روزمره ما حضور دارند. در این مقاله، به بررسی تعریف پلاستیک، ترکیبات شیمیایی آن، انواع مختلف و خواص آن خواهیم پرداخت. این اطلاعات به ما کمک می کند تا بهتر درک کنیم چه چیزی پلاستیک را به ماده ای ارزشمند و پرکاربرد تبدیل کرده است.

تعریف و ترکیب پلاستیک

پلاستیک ها به عنوان پلیمرهای ارگانیک سنتزی یا نیمه سنتزی تعریف می شوند که در ترکیب شیمیایی خود همیشه شامل کربن و هیدروژن هستند. این مواد می توانند به گونه ای ساخته شوند که تقریباً هر نوع پلیمر ارگانیکی را شامل شوند، اما بیشتر پلاستیک های صنعتی از نفت خام و محصولات پتروشیمی به دست می آیند. دو نوع اصلی پلاستیک وجود دارد: پلیمرهای دماپذیر و پلیمرهای دماجاذب.

واژه "پلاستیک" به ویژگی پلاستیسیته اشاره دارد، که به معنای قابلیت تغییر شکل بدون شکستن است. به علاوه، پلیمرهای مورد استفاده برای ساخت پلاستیک معمولاً با مواد افزودنی مختلفی مانند رنگدانه ها، نرم کننده ها، پایدارکننده ها و تقویت کننده ها ترکیب می شوند. این افزودنی ها تأثیر قابل توجهی بر روی ترکیب شیمیایی، خواص شیمیایی، خواص مکانیکی و حتی هزینه نهایی پلاستیک دارند.

در نهایت، ترکیب شیمیایی این پلیمرها و نوع افزودنی های استفاده شده در آن ها به پلاستیک ها خواص منحصر به فردی می دهد که آن ها را برای کاربردهای مختلف مناسب می سازد. درک این عوامل می تواند به بهبود طراحی و تولید محصولات پلاستیکی کمک کند.

پلیمرهای دماپذیر و دماجاذب

پلاستیک ها به دو دسته اصلی تقسیم می شوند: پلیمرهای دماپذیر و پلیمرهای دماجاذب. هر یک از این دسته ها ویژگی ها و کاربردهای منحصر به فردی دارند که به نوع ساختار و رفتار آنها در برابر حرارت بستگی دارد.

پلیمرهای دماجاذب، همچنین به نام ترموست ها شناخته می شوند، به حالت جامد در شکل دائمی ای شکل می گیرند. این پلیمرها معمولاً فاقد ساختار بلوری هستند و به همین دلیل به عنوان پلیمرهای آمورف شناخته می شوند. ساختار مولکولی آن ها به گونه ای است که قابلیت تغییر شکل اولیه را ندارند و پس از سخت شدن به شکل جدیدی درنمی آیند. این ویژگی آن ها را برای کاربردهایی که نیاز به ثبات شکل دارند، مناسب می سازد.

مثال هایی از پلاستیک ها

پلاستیک ها به دلیل تنوع بسیار زیادشان، در صنایع مختلف برای تولید انواع محصولات مورد استفاده قرار می گیرند. هر یک از این پلاستیک ها به ویژگی های خاص خود شناخته می شوند و معمولاً با توجه به نام های اختصاری شیمیایی خود شناخته می شوند. در ادامه به برخی از معروف ترین انواع پلاستیک ها اشاره می شود:

• پلی اتیلن ترفتالات (PET یا PETE): این پلاستیک معمولاً برای تولید بطری های آب و نوشابه ها و همچنین بسته بندی های غذایی استفاده می شود.
• پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE): این نوع پلاستیک به طور گسترده ای در تولید لوازم خانگی، سطل ها، و بطری های شوینده ها به کار می رود.
• پلی وینیل کلراید (PVC): PVC برای تولید لوله ها، پنجره ها و پوشش های کف استفاده می شود و دارای مقاومت بالا در برابر آب و مواد شیمیایی است.
• پلی پروپيلن (PP): این پلاستیک به دلیل سبک وزنی و استحکام، در ساخت وسایل خانگی، بطری ها و بسته بندی های غذایی مورد استفاده قرار می گیرد.
• پلی استایرن (PS): پلی استایرن معمولاً در ساخت ظروف یکبار مصرف و بسته بندی های مواد غذایی استفاده می شود و می تواند به صورت جامد یا فوم تولید شود.
• پلی اتیلن با چگالی پایین (LDPE): این نوع پلاستیک در تولید کیسه های پلاستیکی و پوشش های فیلمی کاربرد دارد و به دلیل انعطاف پذیری بالایش شناخته شده است.

این مثال ها تنها بخشی از تنوع گسترده پلاستیک ها هستند که در صنعت روزمره ما استفاده می شوند. انتخاب نوع مناسب پلاستیک بستگی به کاربرد مورد نظر و ویژگی های مورد نیاز دارد.

خواص پلاستیک ها

خواص پلاستیک ها به طور قابل توجهی تحت تأثیر ترکیب شیمیایی زیر واحدها، ترتیب این زیر واحدها و روش های پردازش قرار دارد. به عنوان مثال، هر پلاستیک می تواند ویژگی های متفاوتی داشته باشد که آن را برای کاربردهای خاص مناسب می سازد. در زیر به برخی از خواص کلی و اصلی پلاستیک ها اشاره می کنیم:

• سختی و شکل پذیری: اکثر پلاستیک ها به عنوان مواد جامد شناخته می شوند و می توانند در اشکال مختلفی وجود داشته باشند، از جمله جامدات آمورف و جامدات بلوری.
• عایق حرارتی و الکتریکی: پلاستیک ها معمولاً عایق های خوبی برای حرارت و الکتریسیته هستند و بسیاری از آن ها دارای مقاومت بالایی در برابر جریان الکتریکی هستند.
• خاصیت الاستیسیته: برخی پلاستیک ها مانند الاستومرها می توانند تحت تنش های کششی، کشیده شوند و پس از آزاد شدن تنش به حالت اولیه خود برگردند.
• مقاومت در برابر آسیب: پلاستیک ها معمولاً با سرعت کم تری نسبت به مواد دیگر تجزیه می شوند و مقاومت بالایی در برابر خوردگی و آسیب فرسایشی دارند.
• تنوع در ویژگی ها: خواص پلیمرهای پلاستیکی تحت تأثیر نوع مونومرها، نحوه پیوند آن ها، و وجود افزودنی ها متغیر است. این ویژگی ها می تواند شامل شفافیت، رنگ، و میزان انعطاف پذیری باشد.

درک خواص مختلف پلاستیک ها به طراحان و تولیدکنندگان این امکان را می دهد تا بهترین گزینه را برای تولید محصولات خاص انتخاب کنند، و این امر می تواند منجر به بهبود عملکرد و کارایی این محصولات شود.

حقایق جالب درباره پلاستیک

پلاستیک ها بسیار بیش از آنچه به نظر می رسند، دارای تاریخچه و ویژگی های جالبی هستند. در ادامه به برخی از حقایق جالب و مهم درباره پلاستیک ها اشاره می شود:

• تاریخچه ایجاد: اولین پلاستیک مصنوعی کاملاً سنتزی، با نام باکلیت (Bakelite)، در سال 1907 توسط لئو بایک لند (Leo Baekeland) ساخته شد. او همچنین واژه "پلاستیک" را ابداع کرد.
• منشأ واژه: واژه "پلاستیک" از کلمه یونانی «پلاستیکوس» (plastikos) گرفته شده است که به معنای قابلیت شکل پذیری و قالب گیری است.
• کاربردها: تقریباً یک سوم پلاستیکی که تولید می شود، به بسته بندی اختصاص دارد. یک سوم دیگر به ساخت و ساز و لوله کشی مربوط می شود.
• حلالیت و خطرات: پلاستیک های خالص معمولاً در آب نامحلول و غیرسمی هستند. با این حال، بسیاری از افزودنی های موجود در پلاستیک ها سمی هستند و می توانند به محیط زیست نشت کنند. به عنوان مثال، فتالات ها به عنوان افزودنی های سمی شناخته می شوند.
• تجزیه و آسیب به محیط زیست: پلاستیک ها به دلیل ساختار پایداری که دارند، معمولاً به آرامی تجزیه می شوند و این مسأله منجر به تجمع آنها در محیط زیست می شود.

با درک این حقایق جالب، ما می توانیم تأثیرات پلاستیک ها را بهتر بشناسیم و همچنین راه های مؤثرتری برای مدیریت و استفاده از آنها پیدا کنیم.