پلی استایرن (Polystyrene - PS)

پلی‌استایرن یک پلیمر مصنوعی از مونومر استایرن (یک ماده پتروشیمی) می‌باشد که به سه نوع معمولی، مقاوم و انبساطی وجود دارد.

ساختار پلی استایرن

از نظر شیمیایی، پلی استیرین یک هیدروکربن طویل زنجیر است که در آن مراکز متغیر کربنی به گروه‌های فنیل (نامی که به بنزن حلقه‌ای داده می‌شود) متصلند. فرمول شیمیایی پلی استایرن (n(C8H۸ می‌باشد؛ این ماده حاوی موله‌های عناصر شیمایی کربنی و هیدروژن می‌باشد.

ویژگی‌های ماده توسط جذب کوتاه مدت وان در والسی بین زنجیرهای پلیمری تعیین می‌شود. از آنجایی که مولکول‌ها هیدروکربن‌های بلند-زنجیری هستند که از هزاران اتم تشکیل می‌شوند، نیروی کششی کلی بین مولکول‌ها بزرگ می‌باشد. هنگام حرارت دادن (یا به سرعت بدشکل شدن به علت ترکیب با ویژگی‌های ویسکوالاستیک viscoelastic و عایق حرارتی) زنجیره‌ها سازگاری بیشتری بدست آورده و از کنار یکدیگر سر می‌خورند. این سستی بین مولکولی (در مقابل قدرت بالای بین مولکولی به علت استقامت هیدروکربنی) حالت انعطاف پذیری و کشسانی به این ماده می‌دهد. قابلیت سیستم برای بدشکل شدن آن در دمای بالاتر از دمای تبدیل شیشه‌ای اش، به پلی استرین (و بطورکلی پلیمرهای نرمش پذیر در مقابل حرارت) این امکان را می‌دهد تا هنگام حرارت دادن به راحتی نرم شده و به شکل‌های گوناگون درآید.

تاریخچه

اولین بار پلی استایرن توسط ادوارد سایمون در سال ۱۸۳۹ کشف شد که خودش نمی‌دانست چه مادهٔ با ارزشی کشف کرده. تهیه تجاری منومر استایرن و پلیمریزاسیون آن به سال ۱۹۳۴ بر می‌گردد که کمپانی "داو" توانست استایرن را از فراورده‌های نفتی سنتز نماید و سپس آن را پلیمریزه کند. در همان زمان مشابه این فرایند مراحل تکمیلی خود را در آلمان غربی می گذراند. تجربیات به دست آمده از این محصول در زمان جنگ جهانی دوم موجب گردید تا در سال‌های بعد از جنگ، پلی استایرن نه تنها به عنوان یک عایق الکتریسیته گران قیمت شناخته نشود، بلکه به عنوان یک پلاستیک گرمانرم، ارزان و با خواص خوب معرفی شود. با طی گذر زمان و با انتشار تئوری‌های مختلف (از جمله تئوری هرمان اشتاودینگر در سال ۱۹۲۲ در مورد پلیمر)، در نهایت شرکت BASF در ابتدای سال ۱۹۵۰ یک فرایند دو مرحله‌ای برای تولید فوم پلی استایرن را گسترش داد. در این فرایند مرحله اول شامل تهیه دانه‌های حاوی توزیع یکنواخت عامل پف زا توسط روش پلیمریزاسیون سوسپانسیونی مونومر استایرن بوده که در مرحله دوم این ماده در داخل یک قالب فرایند می‌گردد. سهولت تولید محصول به هر شکل و اندازه از مزایای این روش بوده که باعث توسعه آن شد. این ماده اولین بار در سال ۱۹۵۰ تولید گردید.

طبقه بندی

پلی استایرن به چهار نوع تقسیم می شود: 1-PS نیمه بلوری با کاربرد عمومی و چند منظوره (MIPS) PS medium modified Rubber ) (GPPS)  2-PS  اصلاح شده با لاستیک High)(MIPS)(HIPS) PS با مقاومت ضربه ای بالا (HIPS) (PS  Expandable)و  4-ps  قابل انبساط (EPS).

فرایند تولید

پلی استایرن‌ها ، پلاستیکهایی هستند که در ساخت آنها ، از منومر استایرن استفاده شده باشد. معروفترین پلاستیکها از این خانواده پلی استایرن ، پلی استایرن اصلاح شده ایمپکت پلی استایرن، استایرن آکریلونیتریل (SAN ) و آکریلونیتریل بوتادین استایرن ( ABS ) است .

بطور کلی ، پلیمریزاسیون زنجیری به واکنش ترکیب مولکول‌های منومر با یکدیگر و تشکیل مولکول‌های بزرگ پلیمری گفته می‌شود. در این روش ، تغییر در ترکیب عنصری بوجود نمی‌آید و در روند پلیمریزاسیون ، به هیچ وجه ، محصول جانبی بدست نمی‌آید. واکنش پلیمریزاسیون زنجیری ، برای ترکیباتی که دارای یک و یا چند بند سیر نشده می‌باشند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مواد اولیه لازم برای سنتز منومر PS، اتیلن وبنزن می باشند که در فرایند سنتز با هم واکنش می دهند تا اتیل بنزن تشکیل شود که در ادامه فرایندهای بیشتری (دیهروژناسیون) بر روی آن انجام می شود تا به منومر وینیل بنزن یا همان استایرن (Styrene) تبدیل شود،مواد اضافی لازم دیگر،اکریلونیتریل (AN) ولاستیک بوتا دی ان می باشد. با استفاده از واکنش گرمایی یا کاتالیز شده منومر استایرن، فرایند پلیمریزاسیون آن آغاز می شود تا پلیمری آمورفتولید شود. برای بخشیدن و ایجاد خواص مطلوب در PS، افزودنیهای گوناگونی به آن اضافه می شود، همانند لاستیکها، نرم کننده ها،عوامل آزادکننده یا رها کننده و پایدار کننده ها. همچنین در فرمولاسیونهای بر پایه PS از گروههای مختلف افزودنی دیگر همچون رنگین سازها،به تاخیراندازهای شعله (FRs)، پایدارکننده های UV، یا اصلاح کننده های ضربه،استفاده می شود.نوعا GPPS، به علت شفافیت، صلب و سخت بودن و مناسب بودن با کاربردهای گوناگون انتخاب می شود.وقتی که به انعطاف پذیری بیشتریا مقاومت ضربه ای زیاد نیاز باشد،از MIPS یا  HIPSاستفاده می شود. HIPS   و  MIPSشامل لاستیک بوتا دی ان به عنوان عامل کوپلیمریزاسیون به منظور افزایش چقرمگی می باشند که سبب مات و کدر شدن رنگ محصول می گردد.

پلی استایرن معمولی

پلی استایرینی با نام اختصاری GPPS که جهت مصارف عمومی مورد استفاده قرار می‌گیرد، معمولاً بایستی دارای خواص نظیر مقاومت خوب در برابر حرارت، قدرت ضربه پذیری مناسب و سیالیت خوبی در هنگام فرایند باشد. این پلی استایرنها خواص دی الکتریکی و استحکام بالایی دارند به همین دلیل در مصارف الکتریکی کاربرد بالایی دارند. نام تجاری این محصول در بازار ایران کریستال می‌باشد.

موارد مصرف

برای تولید ظروف یک بارمصرف، وسایل الکترونیکی، بدنه ساعت، تلویزیون، رادیو، لوازم ورزشی، اسباب بازی، عایق برودتی دربدنه یخچال‌ها، فریزرها و وسایل خانگی

پلی استایرن مقاوم

این نوع پلی استایرن با نام اختصاری high-impact polystyrene) HIPS) مقاوم به ضربه است و به همین دلیل در ساخت ظروف و بدنهٔ لوازم خانگی کاربرد دارد. نام تجاری این ماده در بازار ایران هایمپک می‌باشد.

موارد مصرف

برای تولید لوازم ورزشی، اسباب بازی، عایق برودتی دربدنه یخچال‌ها، فریزرها و وسایل خانگی

ويژگيهاي بلوك سبك پلاستوفوم سقفي EPS

توليد بلوكهاي پلاستوفوم سقفي

بلوك سقفي جديد از مواد پلي استايرن انبساطي ساخته شده و بهترين جايگزين بلوكهاي سيماني و سفالي مي باشد .

ويژگيهاي بلوك سبك پلاستوفوم سقفي EPS

1- سبكي

2- بسرعت و سهولت در اجراي سقف

3- پايدار در مقابل زلزله : به دليل كاستن بار مرده در مقابل زلزله پايدارري بيشتري دارد و در هنگام زلزله خرد نمي شود .

4- صرفه جوئي در گچ و خاك : براي اولين بار شيارهائي در سمت تحتاني بلوك مذكور ايجاد شده و در قسمت زير سقف قرار مي گيرد .

5- صرفه جوئي در آهن آلات : در هر متر مربع 22% كاهش مي يابد .

6- ضربه پذير

7- حمل و نقل سريع و آسان

8 - كاهش 15 تن وزن در هر 100 متر مربع

9- سرعت زياد در اجرا و كاهش هزينه هاي دستمزد

10 - صرفه جوئي در تير هاي بتني سقف مي شود به طوري كه مي توان فاصله محور تيرچه بتني را از 50 سانت به حداقل 60 سانت تغيير داد

پلی استایرن انبساطی



این نوع پلی استیرن با نام اختصاری Expanded polystyrene) EPS) نوعی پلیمر سفید رنگ که به آنها یک عامل فوم کننده اضافه شده است. که در ایران با نام یونولیت شناخته می شود.

موارد مصرف

برای تولید بلوک‌های پلاستوفوم سقفی به منظور استفاده به عنوان عایق صوتی و حرارتی در ساختمان‌ها و مکان‌های مختلف.

عایق برودتی در سردخانه‌ها و یخچالهای صنعتی.

ساخت انواع فوم‌های بسته بندی و انواع یخدان و ترموس.


گریدهای مختلف پلی استایرن انبساطی

گریدهای یونولیت (EPS) معمولاً بر اساس اندازه ذرات و نوع پوشش سطح آنها انجام می‌شود. البته گریدهای خاصی از آن نظیر کندسوز شده (F) و آنتی استاتیک نیز وجود دارد.
 

نکته ساده برای افزایش کیفیت پرک بازیافتی پلاستیک ها

 

در همکاری با شرکتهای بازیافتی و تولید کنندگان گرانول, بسیاری از موارد از کیفیت پایین پرک های تولیدی در این صنعت ابراز نارضایتی می نمایند . لذا به دوستانی که در زمینه بازیافت و خصوصا شستشو فعالیت می نمایند پیشنهاد می گردد به نکات زیر توجه  کنند.این نکات اگرچه در برخی موارد ساده و ابتدایی به نظر می رسد ولی جالب است مطلع گردید همین نکات ساده نیز در بسیاری از کارگاهها رعایت نمی گردد.

1. هنگام خرید بار باید دقت شود آفتاب خورده نباشد. برای تشخیص این موضوع می توان به تغییر رنگ پلاستیک ها در مقابل آفتاب  نام برد.

2. برخی از موارد متاسفانه به طور عمدی و یا غیر عمدی بار های  زنده با کیفیت بالا با بارهای زنده با کیفیت پایین مخلوط می گردند مثلا پت با پی وی سی و یا رنگهای سفید و روشن با ضایعات رنگی ,بنابراین پیش از خرید بار زنده لازم است از کیفیت آن مطلع گردید.مثلا بار بادی با ظروف یکبار مصرف و نایلون های فریزر و لوله پلیکا.

3.  بار زنده می بایست بصورت پرس و یا آسیابی خریداری گردد. تا هزینه حمل و نقل کاهش یابد .

4. هنگام خرید بار پرسی می بایست دقت شود که اجسامی برای سنگین شدن  بسته های پرس شده گذاشته نشده باشد.غیر از این موضوع به طور معمول علاوه بر این موارد , کسر کردن از بار تحت عنوان افت بار در بسیاری از موارد عرف بازار است.برای مثال 5-6% در مورد پت.

5. پس از خرید بار پرسی و یا آسیابی  باید دقت شود تفکیک  به درستی انجام گیرد.

6. تفکیک  بار پرسی روی تسمه نقاله و تفکیک بار آسیابی زمان شستشو قابل انجام می باشد.

7. تفکیک مناسب یکی از نکات بسیار مهم و کلیدی است که متاسفانه اکثر موارد به دلیل عدم شناخت مواد بدرستی انجام نمی شود . برای مثال بار تزریقی به همراه بار بادی آسیاب و شسته می شود و یا ظروف یکبار مصرف با نایلون مخلوط می گردد . این موضوع موجب عدم استفاده و خرید آن این مواد است.

8. آسیاب مناسب از عوامل دیگری است که موجب می گردد کمتر پلاستیک ضایعاتی هنگام خرد شدن تبدیل به پودر گردد.توضیح بیشنر این مورد در مقاله شماره 12 داده شده است.

9. بهتر است در مرحله شستشو از آب تمیز استفاده شود تا مواد ضایعاتی خوب تمیز گردد. برخی کارگاهها به منظور صرفه جویی در آب , چندین بار از آب داخل مخزنهای شستشو استفاده می کنند . این مسئله موجب می گردد شستشو به خوبی انجام نشده و ضمنا بوی بدی نیز داشته باشد.داشتن سیستم برگردان آب و یا به عبارتی تصفیه به کمک شایانی در کمتر شدن میزان آب مصرفی می کند.

10. اگر میزان کثیفی و آلودگی  بار زیاد باشد حتما از شستشوی با آب گرم نیز باید استفاده گردد.

11. در شستشوی پیشرفته مثلا در مورد پت از شستشوی  با آب گرم همراه سود با اصطلاح هات واش استفاده می گردد, این موضوع به شفافیت بیشتر بار و کنده شدن چسب ها کمک می کند.

12. شستشوی سایشی نوع دیگر شستشو می باشد که در موارد بازیافت پت استفاده می گردد.

13. در زمان شستشو در فلات تانکها و هنگام عبور از ماردونهای ارتباطی دستگاهها بار خروجی تمیز تر نیز می گردد.در حالیکه در سیستم سنتی از ماردون ارتباطی استفاده نمی گردد.

14. هر گونه اجسام همراه پرک اصلی نظیر لیبل کاغذی, آلومینیومی و پلاستیکی باید در مرحله شستشو و خشک کردن جداسازی گردد.

15.  بهتر است آبگیری توسط سانتری فیوژ انجام شود. از مزیت های دیگر استفاده از سانتری فیوژ به دلیل سرعت بالا در زمان آبگیری, تمیزی بیشتر بار خروجی می باشد. در یک تجربه هنگام نصب سانتری فیوژ در یک خط بازیافت پت , با وجود اینکه بار قبل از سانتری فیوژ از دو عدد فلات تانک بزرگ با آب گرم  به همراه سود عبور می کرد و سپس وارد سانتری فیوژ می شد,آب خروجی سانتری فیوژ بسیار کثیف بود.این مسئله نشان دهنده تاثیر سانتری فیوژ روی کیفیت ضایعات است که نه تنها باعث آبگیری می گردد بلکه موجب تمیزی بیشتر بار نیز می گردد.

16. مزیت دیگر استفاده از سانتری فیوز بحث اقتصادی این قضیه است.به این معنا که  ضایعات پلاستیک که خرد و شستشو داده شده اند و  بصورت سنتی  نیز آبگیری می شوند, در صورت داشتن آب باقی مانده از شستشو ,هنگام فروش توسط خریدار از وزن بار کسر می گردد یعنی اصطلاحا افت بار 5-6% زده می شود.

17. برای خشک کردن پرک های شسته شده می بایست در محفظه بسته انجام شود .برخی کارگاهها با ریختن روی سرند سیمی و گذاشتن در هوای آزاد این کار را انجام می دهند  که موجب وارد شدن گرد و خاک به درون این مواد می گردد.

در مقالات بعدی در مورد کیفیت گرانول می پردازیم.

منبع : تجارب شخصی

نویسنده :فاطمه ارشادی

شما به این مقاله چه امتیازی میدهید؟

Rating: 3.2/5 (5 votes cast)

Rating: +1 (from 3 votes)

پلي وينيل كلرايد (PVC) سومین پلاستیک پرمصرف دنیا

پلي وينيل كلرايد ازگسترده ترين پليمرهاي استفاده شده در گروه  پليمرهاي وينيلي است .

 PVC  به دو صورت نرم (همراه نرم كننده)  و سخت وجود دارد. PVC نرم را در سفره, پرده حمام , انواع كاغذ ديواري و نوع سخت آن را در اسباب بازي ها , درو پنجره,لوله ها ,مجاري فاضلاب ها , ناودان ها و درزگير ها ميبينيم.

نحوه توليد PVC :

 به طور عمده از طريق پليمريزاسيون محلولي شروع شونده با راديكال آزاد, و هم چنين به وسيله گستره اي از روش هاي پليمريزاسيون توده اي يا محلولي توليد ميشود. پليمريزاسيون محلولي براي توليد دو نوع متفاوت PVC به كار ميرود. نوع اول نيمه بلورين بوده و از قسمتهاي كروي تشكيل شده است در حاليكه نوع دوم نواحي آمورف (بي نظم) دارد. همچنين كنترل پليمريزاسيون محلولي آسانتر است و فقط افت خاصيت شفافيت و عايق بودن بسيار كمي را داراست. PVC با خلوص بيشتر را به وسيله پليمريزاسيون توده اي ودر اتمسفر گاز بي اثر جهت جلوگيري از توليد  پراكسايد توليد ميكنند. شكل زير ساختار و نحوه پليمريزاسيون Pvc  را نشان ميدهد.



معرفی رشته مهندسی پلیمر

 

دیباچه: هرکجا هستید باید بدانید که‌ یکی‌ از فرآورده‌های‌ صنعت‌ پلیمر در اطراف‌ شما است‌. چرا که‌ این‌ صنعت‌ در ساخت‌ رنگ‌ درها و دیوارهای‌ خانه‌ها و پوشاک‌، پوشش‌ کابل‌ها و سیم‌ها و هرآنچه‌ که‌ از لاستیک‌ یا پلاستیک‌ ساخته‌ شده‌ است‌، نقش‌ کلیدی‌ دارد. پلیمرها به‌ دو دسته‌ طبیعی‌ و مصنوعی‌ تقسیم‌ می‌شوند. پلیمرهای‌ طبیعی‌ موادی‌ مانند ترکیب‌های‌ سلولزی‌، چوب‌، کاغذ و پشم‌ هستند و از مواد نفتی‌ نیز می‌توان‌ مواد پلیمری‌ مصنوعی‌ را ساخت‌. مهندسی‌ پلیمر دارای‌ دو گرایش‌ اصلی‌ صنایع‌ پلیمر و تکنولوژی‌ و علوم‌ رنگ‌ است‌.

گرایش‌ صنایع‌ پلیمر :

هدف‌ رشته‌ مهندسی‌ صنایع‌ پلیمر تولید کلیه‌ محصولات‌ پلیمری‌ از قبیل‌ لاستیک‌، پلاستیک‌، الاستومر، رزین‌ و سایر مواد مورد نیاز صنعت‌ است‌. پلیمرها کاربرد پزشکی‌ نیز دارند. مثلاً دندان‌ مصنوعی‌ و لنزهای‌ چشمی‌ همه‌ از مواد پلیمری‌ ساخته‌ می‌شوند. در کل می‌توان گفت که مهندسی صنایع پلیمر شناخت، طراحی،‌ فرمولاسیون، آنالیز و بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی سه ماده عمده لاستیک،‌ پلاستیک و کامپوزیت است.

درس‌های‌ این‌ رشته‌ در طول‌ تحصیل

دروس‌ مشترک‌ در‌ گرایش‌های‌ مختلف مهندسی‌ پلیمر:

ریاضیات‌ عمومی‌، فیزیک‌ عمومی‌، شیمی‌ عمومی‌، برنامه‌نویسی‌ کامپیوتر، کارگاه‌ عمومی‌، شیمی‌ آلی‌، مبانی‌ مهندسی‌ برق‌، موازنه‌ انرژی‌ و مواد، ترمودینامیک‌ مهندسی‌، شیمی‌ پلیمریزاسیون‌، انتقال‌ حرارت‌، مکانیک‌ سیالات‌، انتقال‌ جرم‌، عملیات‌ واحد، کنترل‌ فرآیندها، اقتصاد و طرح‌ مهندسی‌، نقشه‌کشی‌ صنعتی‌، استاتیک‌ و مقاومت‌ مصالح‌، ترمودینامیک‌ مهندسی‌، مکانیک‌ سیالات‌، انتقال‌ حرارت‌، موازنه‌ انرژی‌ و مواد، عملیات‌ واحد، سینتیک‌ و طرح‌ راکتور، کنترل‌ فرایندها، شیمی‌ فیزیک‌، انتقال‌ جرم‌، ریاضیات‌ مهندسی‌، روش‌های‌ اندازه‌گیری‌ کمیت‌های‌ مهندسی‌، شیمی‌ فیزیک‌ پلیمرها، شیمی‌ سینتیک‌ پلیمریزاسیون‌، وسائل‌ اندازه‌گیری‌ مشخصات‌ مولکولی‌ پلیمرها، روش‌های‌ اندازه‌گیری‌ مشخصات‌ پلیمرها، مهندسی‌ و کارگاه‌ پلاستیک‌، رئولوژی‌ پلیمرها، اصول‌ مهندسی‌ پلیمریزاسیون‌، خواص‌ فیزیکی‌ و مکانیکی‌ پلیمرها، تکنولوژی‌ و خواص‌ فیزیکی‌ الیاف‌، مهندسی‌ و کارگاه‌ الاستومر، تکنولوژی‌ و کارگاه‌ کامپوزیت‌ها، خواص‌ و کاربرد پلیمرهای‌ طبیعی‌.

دروس‌ تخصصی‌ گرایش‌ صنایع‌ پلیمر :

رئولوژی‌ پلیمرها، مهندسی‌ الاستومر، مهندسی‌ پلاستیک‌، تکنولوژی‌ کامپوزیت‌ها، تکنولوژی‌ و خواص‌ فیزیکی‌ الیاف‌. (بسیاری‌ از درس‌های‌ این‌ گرایش‌ همراه با آزمایشگاه‌ است‌.)

گرایش‌ تکنولوژی‌ و علوم‌ رنگ‌ :

امروزه 4 الی 5% از در آمد ناخالص دولت‌ها صرف خوردگی فلزات می‌شود. البته در ایران هنوز آماری در این مورد ارائه نشده است، اما "کمیته تحقیقات رنگ و خوردگی" که زیر نظر "شرکت ملی پخش فرآورده‌های نفتی ایران" دایر شده است، معتقد است که از دیر باز یکی از معضلات شرکت ملی پخش فرآورده‌های نفتی ایران، مشکلات ناشی از خوردگی مخازن و لوله‌ها بوده است.بدون شک پاسخگوی این مشکل متخصصان رشته تکنولوژی و علوم رنگ هستند زیرا یک بخش مهم از دروس این رشته در مورد پوشش‌دهی (یکی از راه‌های مبارزه با خوردگی) است. در کل دروس‌ گرایش‌ در دوره‌ کارشناسی‌ به‌ دو بخش‌ تقسیم‌ می‌شود. یک‌ بخش‌ در مورد سنتز مواد رنگزا است‌ که‌ کاربرد آن‌ در صنعت‌ نساجی‌، چاپ‌ و چرم‌سازی‌ است و بخش‌ دوم‌ پوشش‌دهی‌ است‌ که‌ روی‌ سطوح‌ فلزی‌ یا غیرفلزی‌ مانند پلیمرها، چوب‌ یا بتن‌ استفاده‌ می‌گردد.

دروس‌ تخصصی‌ گرایش‌ تکنولوژی‌ و علوم‌ رنگ‌:

مهندسی‌ رزین‌های‌ صنعتی‌، تکنولوژی‌ تولید رنگ‌، شیمی‌ و تکنولوژی‌ مواد رنگزا، کنترل‌ رنگ‌، تکنولوژی‌ جوهرهای‌ چاپ‌. (بسیاری‌ از درس‌های‌ این‌ گرایش‌ همراه با آزمایشگاه‌ است‌.)

توانایی‌های‌ لازم :

واحدهای‌ کارگاه‌ و آزمایشگاه‌ در هر دو گرایش‌ مهندسی‌ پلیمر اهمیت‌ بسزایی‌ دارد. به‌ همین‌ دلیل‌ دانشجوی‌ این‌ رشته‌ باید قوی‌ بوده‌ و تحمل‌ ساعت‌ها کار در آزمایشگاه‌ را داشته‌ باشد. دانشجوی‌ گرایش‌ تکنولوژی‌ و علوم‌ رنگ‌ نیز نباید حساس‌ باشد و باید‌ بوی‌ مواد شیمیایی‌ مختلف‌ را تحمل کند و بیماری‌ کوررنگی‌ نیز نداشته‌ باشد تا هنگام‌ ساخت‌ رنگ‌ دچار مشکل‌ نگردد. در کل‌ یک‌ دانشجوی‌ مهندسی‌ پلیمر لازم است شیمی‌ را بداند تا بتواند پلیمر را بفهمد. همچنین‌ این‌ رشته‌ مثل‌ همه‌ رشته‌های‌ مهندسی‌ نیاز به‌ ریاضیات‌ قوی‌ دارد و بالاخره‌ دانشجوی‌ این‌ رشته‌ باید به‌ زبان‌ انگلیسی‌ مسلط‌ بوده‌ و طریقه‌ استفاده‌ از رایانه‌ را نیز بداند.

موقعیت‌ شغلی‌ در ایران‌ :

امروزه‌ بیش‌ از 50% قطعات‌ خودروها از مواد پلیمری‌ ساخته‌ می‌شود. در صنایع‌ برق‌، الکترونیک‌ و مخابرات‌ نیز پلیمرهای‌ مصنوعی‌ به‌ عنوان‌ عایق‌های‌ الکتریکی‌ جایگاه‌ بسیار مهمی‌ دارند. در صنعت‌ پوشاک‌ نیز پلیمرها مؤثر هستند. در صنایع‌ حمل‌ و نقل‌، صنایع‌ نظامی‌، پزشکی‌، کشاورزی‌ و بسته‌بندی‌ کاربرد مواد پلیمری‌ بسیار گسترده‌ است‌. فارغ‌التحصیلان‌ مهندسی‌ پلیمر گرایش‌ تکنولوژی‌ و علوم‌ رنگ‌ نیز می‌توانند در کارخانجات‌ رنگ‌سازی‌ به‌ تولید رنگینه‌های‌ مصنوعی‌ بپردازند. از سوی دیگر امروزه‌ صنعت‌ پوشش‌دهی‌ بسیار گسترش‌ یافته‌ است‌ تا جایی‌ که‌ در کنار هر صنعت‌ مادر حتماً یک‌ صنعت‌ پوشش‌دهی‌ حضوری‌ فعال‌ دارد؛ از دگمه‌های‌ یک‌ پیراهن‌ و سگک‌ کفش‌ گرفته‌ تا دستگیره‌ درها، پوشش‌های‌ صنعتی‌ مثل‌ ضد خوردگی‌ و پوشش‌های‌ تزئینی‌. در حال حاضر در بسیاری‌ از شرکت‌ها یک‌ لیسانس‌ شیمی‌ کار یک‌ مهندس‌ پلیمر را انجام‌ می‌دهد اما هر شرکتی‌ که‌ یک‌ مهندسی‌ پلیمر استخدام‌ کرده‌ تازه‌ به‌ کارآیی‌ فارغ‌التحصیلان‌ این‌ رشته‌ پی‌ برده‌ است‌.

منبع: کتاب آشنایی با رشته های دانشگاهی سازمان سنجش آموزش کشورتالیف خانم فیروزه سودایی ونرم افزار سامان رشته ی سازمان سنجش

پلیمر چیست؟

ما در زندگی روزمره‌امان همواره با پلیمر سر و کار داریم. آن‌ها می‌توانند مصنوعی یا طبیعی باشند و اما هر طوری باشند همواره در کنار ما هستند، اما یک سؤال پیش می‌آید که واقعا پلیمر چیست؟

 

کلمه‌ی پلیمر یک کلمه‌ی یونانی است که از دو بخش (پلی) به معنای بسیار و (مر) به معنای پاره یا جز می‌باشد که معادل فارسی آن را می‌توان (بسپار) گذاشت. پلیمرها زنجیرهای طولانی هستند از یک یا چند منومر که به هم وصل می‌شوند و تولید یک مولکول درشت‌تر را می‌دهند. پلیمرها می‌توانند بنابر واکنششان به صورت‌های خطی (یعنی منومرها به صورت یک خط راست به هم وصل می‌شوند) یا به صورت شاخه‌دار (علاوه بر زنجیره اصلی شاخه‌هایی نیز اطراف آن است) و یا به صورت اتصال عرضی (شاخه‌ها نیز به هم وصل شوند) باشند.

 

همان‌طور که اشاره شد پلیمرها به دو صورت طبیعی و مصنوعی هستند. برای مثال:       پلیمر طبیعی: پلی‌نوکلئوتیدها (DNA,RNA)، پلی‌ساکاریدها (سلولوز)، پلی‌پپتیدها و .... . پلیمر مصنوعی: لاستیک‌های مصنوعی، باکلیت‌ها، نایلون‌ها، پلی‌استرها و .... .      

 

سنتز پلیمرها

 

پلیمرها می‌توانند هم به صورت طبیعی و هم به صورت مصنوعی تولید کرد؛ عملیات سنتز پلیمری را می‌توان به سه دسته‌ی: آزمایشگاهی، بیولوژیکی و سنتز پلیمرهای طبیعی اصلاح‌شده دسته‌بندی کرد.

 

سنتز آزمایشگاهی

 

سنتز آزمایشگاهی پلیمر می‌تواند به دو صورت پلیمریزاسیون (همان سنتز پلیمر) افزایشی (یا پلیمریزاسیون زنجیره‌ای) وپلیمریزاسیون تراکمی (یا پلیمریزاسیون مرحله‌ای) دسته‌بندی کرد.

پلیمریزاسیون افزایشی: در این واکنش، منومرها یکی یکی به هم متصل شده و مولکول درشت‌تری را تولید می‌کنند. این عمل تا جایی ادامه دارد که تمام منومرها مصرف شوند، پس هیچ یک از اتم‌ها یا مولکول‌ها هدر نمی‌رود و همگی به پلیمر تبدیل می‌شوند. (یعنی محصول جانبی نداریم وتنها پلیمر تولید می‌شود) مثال‌هایی از پلیمرهایی که بدین روش تولید می‌شوند: پلی‌اتن، نئوپان، پلی‌ونیل‌کراید (PVC) و .... . واکنش تولید پلی اتن:

 

پلی‌اتن <- اتن + اتن

 

پلیمریزاسیون تراکمی: در این روش منومرهای مختلفی با هم واکنش می‌دهند تا به فرم پلیمر برسد. یعنی در ابتدا منومر ما مشخص نیست پس از انجام واکنش منومر ما تولید می‌شود. این واکنش می‌تواند میان دو یا چند منومر یا یک دیمر و یک منومر یا یک منومر و یک اولیگومر (مولکول‌های درشتی که تعداد منومرهای آن‌ها آن‌قدر نیست که که آن‌ها را پلیمر نامید) مثال‌هایی از پلیمرهایی که از این روش تولید می‌شوند: نایلون (پلی‌آمید)، داکرون، کولار و ... . واکنش اولیه برای تولید منومر پلیمر پلی‌آمید در زیر آمده:

 

آب + گروه آمیدی <- دی‌آمین + دی کربوکسیلیک اسید

 

همان‌طور که مشاهده می‌کنید در واکنش‌های تراکمی برای تولید منومر همواره یک محصول جانبی که معمولا آب می‌باشد (برخی موارد HCl یا آمونیاک) تولید می‌شود.

 

سنتز بیولوژیکی

 

سنتزهای بیولوژیکی در حضور آنزیم‌ها ایجاد می‌شوند، مثل تولید DNA که از آنزیم‌ها سنتز شده است. بیوپلیمرها به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند: پلی‌ساکاریدها، پلی‌پپتیدها و پلی‌نوکلؤتیدها. عملیات پلیمریزاسیون بیولوژیکی به صورت طبیعی با حضور آنزیم‌های طبیعی انجام می‌گیرد. برای مثال: گلوکز یک قند ساده است که منومر پایه‌ی پلیمرهای نشاسته، سلولوز و گلیکوژن است. 

 

سنتز پلیمرهای طبیعی اصلاح‌شده

 

پلیمرهای زیادی به صورت طبیعی وجود دارد که کاربرد بسیار زیادی در زندگی روزمره‌ی ما دارند. این پلیمرهای طبیعی در آزمایشگاه‌ها تولید می‌شوند؛ برای مثال: حرارت دادن لاستیک در حضور سولفور باعث تبدیل آن به لاستیک جوش‌خورده که دارای ویژگی جالبی است، می‌شود. یا واکنش نیتریک‌اسید با سلولوز (پنبه) وتولید نیترو‌سلولوز که به عنوان باروت بدون دود می‌شناسیم.

 

مشخصات پلیمرها

 

پلیمرها به دلیل ویژگی‌هایی که دارند جایگاه متمایزی در علم شیمی دارند.

 

1) استحکام یک پلیمر بستگی به تعداد منومرها یعنی طول زنجیر آن‌ها، گروه‌های جانبی، اتصالات عرضی و شاخه‌هایش دارد. 2) اگر پلیمر تنها از یک نوع منومر تشکیل شده باشد به آن هموپلیمر گویند و در صورت وجود بیش از یک منومر در زنجیر پلیمر آن را کوپلیمر می‌نامند. 3) با افزایش طول زنجیر نقاط جوش، ذوب و ویسکوزیته (گرانروی) پلیمر افزایش می‌یابد. 4) اتصالات عرضی و پیوندهای میان مونومرها، باعث افزایش قدرت کشسانی پلیمر می‌شود. 5) پلیمرها دو صورت می‌باشند ترموپلاستیک (گرمانرم) و ترموست (گرماسخت). پلیمر ترموپلاستیک می تواند به صورت مایع شود و قابلیت شکل‌پذیری دارد و پس از این‌که سرد می‌شود قابل استفاده است، ولی پلیمرهای ترموست ذوب نمی‌شوند و در صورت حرارت دیدن پس از مدتی می‌سوزند و نابود می‌شوند. 6) پلیمرها به دلیل ساختار کریستالی که دارند دارای استحکام بالایی هستند. 7) پلیمرها قابلیت رنگ‌پذیری بالایی دارند به همین دلیل می‌توان آن‌ها را در رنگ‌های مختلف یافت.

(ABS) پلاستیکی پرکاربرد در صنایع خودرو سازی 

معرفي:

يكي از مهم ترين و پر مصرفترین ترپليمرهايي كه به صورت تجاري توليد ميشوند ABS͵ است  .این ترپلیمر که از سه جزئ آکریلو نیتریل و بوتادی ان و استایرن تشکیل شده است,با تغییر در درصد هر یک از مونومر ها می توان برای  كاربري خاص اصلاح كرد.البته باید در نظر داشت در صد بیشتر به پلی استایرن اختصاص دارد. این پلیمر  را ميتوان در بدنه لوازم خانگي مثل: تلفن͵ جاروبرقي͵ چايي ساز و لولزم الکتریکی و قطعات خودرو... مشاهده كرد.

 

نحوه توليد ABS:

ABS. به وسيله روش هاي گوناگوني قابل تهيه است. روش اول شامل مخلوط كردن كوپليمر مكانيكي بوتا دي ان_اكريلونيترات (BAN) با كوپليمر استايرن_اكريلونيترات (SAN) است. گوناگوني حالت ها در مخلوط كردن SAN با پلي بوتا دي ان است. معمولا كوپليمریزاسيون استايرن و اكريلونيترات با تركيب با پلي بوتا دي ان به دست مي آيد .هر كدام از روش ها منجر به توليد پليمري ميشود كه خواص بسيار برتري نسبت به پلي استايرن با مقاومت ضربه اي بالا دارد.

 

خواص ABS:

ABS شامل سه مونومر  با شاخص هاي متفاوت است و منجر به توليد پليمري با تركيب خوبي از خواص مكانيكي͵ حرارتي و الكتريكي ميشود . شاخصه هاي هركدام از مونومر ها عبارتند از:

البته ميزان هر كدام از مونومر ها بايد متعادل باشد تا خواص لازم را ایجاد نماید. چنانچه افزايش ميزان يك جز ميتواند تاثير سودمندي بر خواص حاصله از آن جز و تاثير زيان باري بر دو خاصيت ديگر بگذارد. برای مثال افزايش ميزان بوتادي ان موجب افزايش مقاومت ضربه اي و در مقابل كاهش مقاومت حرارتي است.

لازم به ذکر است که اینکار توسط پتروشیمی انجام می گیرد و منجر به تولید گریدهای مختلف ABS براي تزریق و اکستروژن و غیره می گردد.

بنابراین به طور کلی این پلاستیک ترکیب فوق العاده ای از خواص سختی, براقیت, چقرمگی و خاصیت عایق بودن نسبت به برق را دارد.

 

كاربرد ABS:

در بسياري از كاربرد هاABS به وسيله تزريق͵ قالبگيري دمشي و اكستروژن  توليد ميشود.كاربرد اصليABS در صنايع خودرو سازي و در ساخت قطعات بدنه خودرو است.

ديگر كابرد هاي عمده آن شامل لوله ها و اتصالات

 

 

قطعات تزریقی مانند اسباب بازی های لوگو

 

تلفن ها ͵بدنه لوازم خانگي و  پوشش ابزار آلات الكتريكي دستي از دیگر کاربردهای این پلاستیک است.

 

نكاتي در مورد بازيافت این ماده در ایران:

از اصلي ترين فرآيندهاي بازيافت ABS͵حرارت دهي و خرد كردن است. هنگام گرانول کردن تنظیم دما  برای جلوگیری از تخریب حرارتی و زرد شدن بسیار مهم است.

يكي از اصلي ترين مشكلاتي كه در بازيافتABS رخ ميدهد ͵آلودگي از جانب پلي استايرن با مقاومت ضربه اي بالا یا های ایمپکت است كه تاثيرات جدي  بر روي خواص مواد بازيافتي ميگذارد. در ایران این جداسازی قبل از آسیاب کردن از طریق استفاده از بنزین صورت می گیرد که اگر حل کند های ایمپکت است و اگر حل نکند ABS می باشد.اگر این مخلوط با های ایمپکت به صورت آسیابی باشد از طریق آب نمک جداسازی صورت می گیرد .در دنیا برای تفکیک با دقت بالا از روش الکتروستاتیک و کف شناوری استفاده می گردد.

آلياژهاي ABS:

تعداد زيادي از آلياژهاي متداولABS عبارتند از: آلياژهاي /PCABS با مقاومت حرارتي͵ مقاومت ضربه اي و فرآيندپذيري بهبود يافته ;آلياژ ABS/PVC با تاخير اندازندگي شعله و مقاومت ضربه اي بهود يافته آلياژهاي نايلون/ ABS با مقاومت شيميايي و حرارتي بهبود يافته و آلياژهاي پلي سولفات  ABS/ با سفتي محيطي و مقاومت حرارتي و شيميايي.

آیا این پلیمر در پتروشیمی ها ی ایران تولید می شود؟

پتروشیمی قائد بصیر و پتروشیمی تبریز از تولید کنندگان این محصول در ایران می باشند.

ABS‌ در 50 گرید تولید می گردد كه گریدهای معمولی ، گریدهای مقاوم در برابر حرارت ، ضد شعله و قابل آبكاری را شامل می شود و بسیاری از این ها در پتروشیمی قائد بصیر تولید می گردد.