از ابتدای کار خود در طول و بعد از جنگ جهانی دوم ، صنعت تجاری برای مولکولهای مصنوعی پلیمرها-زنجیره ای که "پلاستیک" از آنها یک نادرست مشترک است-که به سرعت رشد می کند.در سال 2015، بیش از 320 میلیون تن پلیمر، به استثنای الیاف، در سراسر جهان تولید شد.
[نمودار: مکالمه] تا پنج سال گذشته ، طراحان محصول پلیمر به طور معمول در نظر نگرفته اند که پس از پایان عمر اولیه محصول خود چه اتفاقی خواهد افتاد.این در حال تغییر است و این موضوع نیازمند تمرکز بیشتر در سال های آینده است.
صنعت پلاستیک
"پلاستیک" به روشی نادرست برای توصیف پلیمرها تبدیل شده است.اینها معمولاً از نفت یا گاز طبیعی مشتق می‌شوند، مولکول‌هایی با زنجیره بلند با صدها تا هزاران حلقه در هر زنجیره.زنجیرهای طولانی خصوصیات بدنی مهم مانند استحکام و چقرمگی را منتقل می کنند که مولکول های کوتاه به سادگی نمی توانند مطابقت داشته باشند.
"پلاستیک" در واقع شکل کوتاه شده "ترموپلاستیک" است، اصطلاحی که مواد پلیمری را توصیف می کند که می توانند با استفاده از گرما شکل داده و تغییر شکل دهند.
صنعت پلیمر مدرن به طور موثر توسط والاس کاروترز در DuPont در دهه 1930 ایجاد شد.کار پرزحمت او روی پلی آمیدها منجر به تجاری سازی نایلون شد، زیرا کمبود ابریشم در زمان جنگ، زنان را مجبور کرد به دنبال جوراب ساق بلند بگردند.
هنگامی که مواد دیگر در طول جنگ جهانی دوم کمیاب شدند، محققان به دنبال پلیمرهای مصنوعی برای پر کردن شکاف‌ها بودند.به عنوان مثال ، تأمین لاستیک طبیعی برای لاستیک های وسیله نقلیه توسط فتح ژاپنی آسیای جنوب شرقی قطع شد و منجر به معادل پلیمر مصنوعی شد.
پیشرفت های کنجکاوی محور در شیمی منجر به توسعه بیشتر پلیمرهای مصنوعی ، از جمله پلی پروپیلن و پلی اتیلن با چگالی بالا که اکنون به طور گسترده استفاده می شود.برخی از پلیمرها مانند تفلون به طور تصادفی با آنها برخورد کردند.
در نهایت، ترکیبی از نیاز، پیشرفت‌های علمی و خوش‌بینی منجر به مجموعه کاملی از پلیمرهایی شد که اکنون می‌توانید به راحتی آنها را به عنوان «پلاستیک» تشخیص دهید.این پلیمرها به دلیل تمایل به کاهش وزن محصولات و ارائه جایگزین های ارزان قیمت برای مواد طبیعی مانند سلولز یا پنبه، به سرعت تجاری شدند.
انواع پلاستیکی
تولید پلیمرهای مصنوعی در سطح جهانی تحت سلطه پلی اولفین-پلی اتیلن و پلی پروپیلن است.
پلی اتیلن در دو نوع "چگالی بالا" و "چگالی کم" وجود دارد.در مقیاس مولکولی، پلی اتیلن با چگالی بالا مانند یک شانه با دندانه های کوتاه و منظم به نظر می رسد.از سوی دیگر، نسخه کم چگالی شبیه یک شانه با دندانه های نامنظم با طول تصادفی به نظر می رسد – اگر از بالا دیده شود تا حدودی شبیه رودخانه و شاخه های آن است.اگرچه هر دو پلی اتیلن هستند، اما تفاوت در شکل باعث می شود که این مواد هنگام قالب گیری به فیلم یا محصولات دیگر رفتار متفاوتی داشته باشند.
[نمودار: مکالمه]
پلی الیفین ها به چند دلیل حاکم هستند.اول ، آنها می توانند با استفاده از گاز طبیعی نسبتاً ارزان تولید شوند.دوم، آنها سبک ترین پلیمرهای مصنوعی هستند که در مقیاس بزرگ تولید می شوند.چگالی آنها به حدی کم است که شناور می شوند.سوم ، پلی الیفین ها در برابر آسیب در برابر آب ، هوا ، گریس ، تمیز کردن حلال ها مقاومت می کنند - همه چیزهایی که این پلیمرها می توانند هنگام استفاده با آن روبرو شوند.در نهایت، آنها به راحتی به محصولات تبدیل می شوند، در حالی که به اندازه کافی قوی هستند که بسته بندی ساخته شده از آنها در کامیون تحویلی که تمام روز در زیر نور خورشید نشسته است تغییر شکل نمی دهد.
با این حال ، این مواد دارای نقص جدی هستند.آنها به آرامی دردناک تجزیه می شوند، به این معنی که پلی اولفین ها برای دهه ها تا قرن ها در محیط زنده می مانند.در همین حال، امواج و باد آنها را به طور مکانیکی ساییده می‌کند و ریزذراتی را ایجاد می‌کند که می‌توانند توسط ماهی‌ها و حیوانات بلعیده شوند و مسیر خود را تا زنجیره غذایی به سمت ما باز کنند.
بازیافت پلی اولفین ها به دلیل مشکلات جمع آوری و تمیز کردن آنقدر ساده نیست که می خواهید.اکسیژن و گرما باعث آسیب زنجیره ای در طول پردازش مجدد می شوند، در حالی که مواد غذایی و سایر مواد پلی اولفین را آلوده می کنند.پیشرفت های مداوم در شیمی ، نمرات جدیدی از پلی الیفین ها را با قدرت و دوام پیشرفته ایجاد کرده است ، اما اینها همیشه نمی توانند در هنگام بازیافت با سایر نمرات مخلوط شوند.علاوه بر این ، پلی الیفین ها اغلب با سایر مواد در بسته بندی چند لایه ترکیب می شوند.در حالی که این سازه های چند لایه به خوبی کار می کنند ، بازیافت آنها غیرممکن است.
پلیمرها گاهی اوقات به دلیل تولید از نفت و گاز طبیعی به طور فزاینده ای مورد انتقاد قرار می گیرند.با این حال ، کسری از گاز طبیعی یا نفت مورد استفاده برای تولید پلیمرها بسیار کم است.کمتر از 5 ٪ از نفت یا گاز طبیعی هر سال برای تولید پلاستیک استفاده می شود.علاوه بر این ، اتیلن را می توان از اتانول نیشکر تولید کرد ، همانطور که توسط Braskem در برزیل به صورت تجاری انجام می شود.
چه پلاستیک استفاده می شود
بسته به منطقه ، بسته بندی 35 ٪ تا 45 ٪ از پلیمر مصنوعی تولید شده در کل ، جایی که پلی الیفین ها حاکم هستند ، مصرف می کند.پلی اتیلن تفاتالات ، یک پلی استر ، بر بازار بطری های نوشیدنی و الیاف نساجی حاکم است.
ساختمان و ساخت و ساز 20 ٪ دیگر از کل پلیمرهای تولید شده را مصرف می کند ، جایی که لوله PVC و پسر عموی شیمیایی آن تسلط دارند.لوله های PVC سبک وزن هستند ، می توانند به جای لحیم یا جوشکاری چسبانده شوند و در برابر اثرات مضر کلر در آب مقاومت زیادی کنند.متأسفانه ، اتم های کلر که PVC را به این مزیت اعطا می کنند ، بازیافت را بسیار دشوار می کند - بیشتر در پایان زندگی دور ریخته می شود.
پلی اورتان ها، یک خانواده کامل از پلیمرهای مرتبط، به طور گسترده در عایق فوم برای خانه ها و لوازم خانگی و همچنین در پوشش های معماری استفاده می شود.
بخش خودرو از مقادیر فزاینده ای از ترموپلاستیک ها استفاده می کند، در درجه اول برای کاهش وزن و در نتیجه دستیابی به استانداردهای بازده سوخت بیشتر.اتحادیه اروپا تخمین می زند که 16 ٪ از وزن متوسط خودرو ، اجزای پلاستیکی است که مهمترین آنها برای قطعات داخلی و قطعات است.
بیش از 70 میلیون تن ترموپلاستیک در سال در منسوجات ، بیشتر لباس و فرش استفاده می شود.بیش از 90 ٪ از الیاف مصنوعی ، عمدتا پلی اتیلن تفاتالات ، در آسیا تولید می شوند.رشد استفاده از فیبر مصنوعی در لباس به هزینه الیاف طبیعی مانند پنبه و پشم رسیده است که به مقادیر قابل توجهی از زمین های کشاورزی نیاز دارند.صنعت فیبر مصنوعی به لطف علاقه به خواص ویژه مانند کشش ، رطوبت و تنفس ، رشد چشمگیری برای لباس و فرش دیده است.
همانطور که در مورد بسته بندی، منسوجات معمولا بازیافت نمی شوند.
زمان ارسال: ژوئیه-03-2023