پلیمر یک مولکول بزرگ است که از واحدهای ساختاری تکرار شونده تشکیل شده است که معمولاً توسط پیوندهای شیمیایی کووالانسی به هم متصل می شوند. این واحدهای تکرار شونده مونومر نامیده می شوند. پلیمرها بسته به ترکیب شیمیایی، ساختار و وزن مولکولی خود می توانند دارای طیف وسیعی از خواص و کاربردها باشند.

پلیمر یک مولکول بزرگ است که از واحدهای ساختاری تکرار شونده تشکیل شده است که معمولاً توسط پیوندهای شیمیایی کووالانسی به هم متصل می شوند.

دسته بندی پیلمرها

پلیمرهای مصنوعی: اینها پلیمرهای ساخته دست بشر هستند که از طریق واکنش های شیمیایی تولید می شوند. به عنوان مثال می توان به پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی استایرن و پلی وینیل کلراید (PVC) اشاره کرد.

پلیمرهای طبیعی: این پلیمرها به طور طبیعی وجود دارند و از منابع بیولوژیکی به دست می آیند. به عنوان مثال می توان به پروتئین ها (مانند ابریشم و کلاژن)، کربوهیدرات ها (مانند سلولز و نشاسته) و اسیدهای نوکلئیک (مانند DNA و RNA) اشاره کرد.

پلیمرهای زیست تخریب پذیر: این پلیمرها را می توان با فرآیندهای بیولوژیکی به ترکیبات ساده تری تجزیه کرد. آنها اغلب در برنامه ها و محصولات سازگار با محیط زیست استفاده می شوند.

ترموپلاستیک ها: این پلیمرها را می توان چندین بار حرارت داد و بدون تغییر شیمیایی قابل توجه تغییر شکل داد. به عنوان مثال می توان به پلی اتیلن، پلی پروپیلن و پلی استایرن اشاره کرد.

پلیمرهای ترموست: این پلیمرها هنگام گرم شدن تحت واکنش های شیمیایی برگشت ناپذیری قرار می گیرند و ساختاری صلب و متقاطع را تشکیل می دهند. پس از تنظیم، نمی توان آنها را تغییر شکل داد. به عنوان مثال می توان به رزین های اپوکسی و رزین های فنلی اشاره کرد.

پلیمرها به دلیل تطبیق پذیری، دوام و طیف وسیعی از خواص، نقش مهمی در صنایع مختلف از جمله تولید، بسته بندی، الکترونیک، خودروسازی، مراقبت های بهداشتی و ساخت و ساز دارند.

رابطه بین صنعت پلاستیک و پلیمر

پلاستیک ها زیر مجموعه ای از پلیمرها هستند و جزء مهمی از صنعت پلیمر هستند. صنعت پلیمر شامل تولید طیف گسترده ای از مواد، از جمله پلاستیک و انواع دیگر پلیمرها مانند الیاف، الاستومرها و رزین ها می شود.

پلاستیک ها پلیمرهای مصنوعی هستند که می توانند به اشکال مختلف قالب گیری شوند و آنها را به موادی فوق العاده همه کاره تبدیل کند. آنها به دلیل سبکی وزن، دوام، انعطاف پذیری و هزینه کم در کاربردهای متعدد در صنایع پلاستیک سازی و دستگاه های تزریق پلاستیک مورد استفاده قرار می گیرند. انواع متداول پلاستیک ها عبارتند از پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی وینیل کلراید (PVC)، پلی استایرن و بسیاری دیگر.

صنعت پلاستیک بخش مهمی از صنعت کلی پلیمر است که بخش بزرگی از تولید و مصرف پلیمر در سطح جهان را نشان می‌دهد. این شامل ساخت مواد پلاستیکی، پردازش آنها به محصولات نهایی و توزیع آنها برای استفاده در کاربردهای مختلف است.

رابطه بین صنعت پلاستیک و صنعت پلیمر گسترده میباشد. در حالی که پلاستیک ها محصول قابل توجهی از صنعت پلیمر هستند، نوآوری و رشد در صنعت را نیز هدایت می کنند. پیشرفت در علم و فناوری پلیمر اغلب منجر به توسعه انواع جدیدی از پلاستیک با خواص بهبود یافته، قابلیت بازیافت و پایداری می شود.

علاوه بر این، صنعت پلیمر فراتر از پلاستیک گسترش می یابد و انواع دیگر پلیمرها مانند الیاف مصنوعی مورد استفاده در منسوجات، الاستومرهای مورد استفاده در محصولات لاستیکی و رزین های مورد استفاده در پوشش ها و چسب ها را شامل می شود. این مواد کاربردهای متنوعی از لباس و قطعات خودرو گرفته تا وسایل پزشکی و مصالح ساختمانی دارند.

پلاستیک ها زیر مجموعه ای از پلیمرها هستند و جزء مهمی از صنعت پلیمر هستند. صنعت پلیمر شامل تولید طیف گسترده ای از مواد، از جمله پلاستیک و انواع دیگر پلیمرها مانند الیاف، الاستومرها و رزین ها می شود.

پلیمرها در صنعت پلاستیک و تزریق پلاستیک

در صنعت پلاستیک، پلیمرها در اشکال و فرآیندهای مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند که قالب‌گیری تزریقی پلاستیک یکی از رایج‌ترین روش‌ها برای شکل دادن به مواد پلاستیکی به محصولات نهایی است. قالب‌گیری تزریقی پلاستیک شامل تزریق مواد پلاستیکی مذاب به داخل حفره قالب است، جایی که سرد و جامد می‌شود تا شکل مورد نظر را ایجاد کند. پلیمرهای مورد استفاده در قالب‌گیری تزریقی باید دارای ویژگی‌های خاصی مانند ویژگی‌های جریان مذاب، پایداری حرارتی، استحکام مکانیکی و پایان سطح باشند تا از پردازش موفق و عملکرد محصول نهایی اطمینان حاصل شود.

پلیمرهای رایج در قالب گیری  و دستگاه های تزریق پلاستیک

پلی اتیلن (PE): PE یک پلیمر ترموپلاستیک همه کاره است که به دلیل هزینه کم، مقاومت شیمیایی عالی و سهولت پردازش شناخته شده است. در کاربردهای مختلفی از جمله بسته بندی، ظروف، اسباب بازی و قطعات خودرو استفاده می شود.

پلی پروپیلن (PP): PP یکی دیگر از پلیمرهای گرمانرم پرکاربرد است که به دلیل سختی بالا، مقاومت شیمیایی خوب و چگالی نسبتا کم ارزش دارد. این برنامه در بسته بندی، قطعات خودرو، لوازم خانگی و تجهیزات پزشکی کاربرد دارد.

پلی استایرن (PS): PS یک پلیمر ترموپلاستیک شفاف یا مات است که به دلیل سبکی، استحکام و سهولت پردازش شناخته شده است. معمولاً در بسته بندی، ظروف یکبار مصرف، عایق کاری و کالاهای مصرفی استفاده می شود.

اکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS): ABS یک ترکیب پلیمری ترموپلاستیک از اکریلونیتریل، بوتادین و استایرن است. مقاومت در برابر ضربه و پایداری آن ابعادی خوبی ارائه می‌دهد و برای کاربردهایی مانند لوازم الکترونیکی مصرفی، قطعات خودرو و لوازم خانگی مناسب است.

پلی وینیل کلراید (PVC): PVC یک پلیمر ترموپلاستیک است که به دلیل تطبیق پذیری، دوام و خواص ضد شعله شناخته شده است. در طیف گسترده ای از کاربردها از جمله لوله ها، اتصالات، کابل ها، کفپوش ها و تابلوها استفاده می شود.

پلی کربنات (PC): پلی کربنات یک پلیمر ترموپلاستیک شفاف است که به دلیل مقاومت بالا در برابر ضربه، مقاومت در برابر حرارت و شفافیت نوری شناخته شده است. در قالب‌گیری تزریقی برای قطعات خودرو، محفظه‌های الکترونیکی، عینک ایمنی و دستگاه‌های پزشکی استفاده می‌شود.

نایلون (پلی آمید): نایلون خانواده ای از پلیمرهای ترموپلاستیک است که به دلیل استحکام بالا، چقرمگی و مقاومت در برابر سایش شناخته شده است. آنها معمولاً در قالب‌گیری تزریقی برای قطعات خودرو، اتصالات الکتریکی، چرخ دنده‌ها، یاتاقان‌ها و کالاهای مصرفی استفاده می‌شوند.

پلی اتیلن ترفتالات (PET): PET یک پلیمر ترموپلاستیک است که به دلیل شفافیت، چقرمگی و ویژگی های مانع شناخته شده است. معمولاً در قالب‌گیری تزریقی برای بسته‌بندی ظروف، بطری‌ها و پریفرم‌ها استفاده می‌شود.

اینها تنها چند نمونه از پلیمرهای بسیار مورد استفاده در صنعت قالب گیری و ماشین آلات تزریق پلاستیک هستند. انتخاب پلیمر مناسب به عواملی مانند خواص مطلوب محصول نهایی، الزامات پردازش، ملاحظات هزینه و انطباق با مقررات بستگی دارد. پیشرفت‌ها در علم و فناوری پلیمر به نوآوری در صنعت پلاستیک ادامه می‌دهد و منجر به توسعه مواد جدید با عملکرد، پایداری و قابلیت بازیافت بیشتر می‌شود.

مواد پلیمری صنعتی چیست؟

مواد پلیمری صنعتی به دسته وسیعی از مواد پلیمری اطلاق می شود که به طور گسترده در کاربردهای صنعتی استفاده می شود. این مواد به طور خاص طراحی و مهندسی شده اند تا نیازهای مورد نیاز فرآیندهای مختلف صنعتی و کاربردهای نهایی را برآورده سازند. مواد پلیمری صنعتی طیف وسیعی از پلیمرها و محصولات مبتنی بر پلیمر را در بر می گیرد که متناسب با نیازهای صنعتی خاص است.

در صنعت پلاستیک، پلیمرها در اشکال و فرآیندهای مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند که قالب‌گیری تزریقی پلاستیک یکی از رایج‌ترین روش‌ها برای شکل دادن به مواد پلاستیکی به محصولات نهایی است. قالب‌گیری تزریقی پلاستیک شامل تزریق مواد پلاستیکی مذاب به داخل حفره قالب است، جایی که سرد و جامد می‌شود تا شکل مورد نظر را ایجاد کند.

چند نمونه از مواد پلیمری صنعتی

پلاستیک های با کارایی بالا در مهندسی: پلاستیک های با کارایی بالا هستند که برای مقاومت در برابر محیط های سخت، دماهای بالا و تنش های مکانیکی طراحی شده اند. به عنوان مثال می توان به پلی آمید (نایلون)، پلی اترترکتون (PEEK)، پلی اتیلن ترفتالات (PET) و پلی فنیلن سولفید (PPS) اشاره کرد. پلاستیک های مهندسی در قطعات خودرو، قطعات الکترونیکی، اجزای ماشین آلات و کاربردهای ساختاری استفاده می شوند.

رزین های گرما سخت یا ترموست: رزین های ترموست پس از پخت تحت واکنش های شیمیایی برگشت ناپذیری قرار می گیرند و ساختارهای سفت و بادوام را تشکیل می دهند. به عنوان مثال می توان به رزین های اپوکسی، رزین های فنولیک و رزین های پلی استر غیر اشباع اشاره کرد. آنها در مواد کامپوزیت، چسب ها، پوشش ها و اجزای قالب گیری استفاده می شوند.

ترکیبات لاستیکی: ترکیبات لاستیکی مواد الاستومری هستند که برای نشان دادن خواص خاصی مانند انعطاف پذیری، انعطاف پذیری و مقاومت در برابر سایش، مواد شیمیایی و هوازدگی فرموله شده اند. به عنوان مثال می توان به لاستیک طبیعی، لاستیک مصنوعی (به عنوان مثال، لاستیک استایرن-بوتادین، لاستیک نیتریل) و لاستیک سیلیکونی اشاره کرد. ترکیبات لاستیکی در لاستیک ها، مهر و موم ها، واشرها، شیلنگ ها و سایر کاربردهای خودرو و صنعتی استفاده می شود.

الیاف با کارایی بالا: الیاف مصنوعی با استحکام، مدول و مقاومت در برابر حرارت استثنایی هستند. به عنوان مثال می توان به الیاف آرامید (به عنوان مثال، کولار)، الیاف کربن، و الیاف پلی اتیلن با استحکام بالا (به عنوان مثال، Dyneema) اشاره کرد. الیاف با کارایی بالا در کاربردهای هوافضا، دفاع، خودرو و کالاهای ورزشی استفاده می شود.

مواد مرکب: مواد کامپوزیتی از ترکیبی از پلیمرها و مواد تقویت کننده مانند الیاف، ذرات یا پرکننده ها تشکیل شده است. آنها خواص مکانیکی برتر، سبک وزن و مقاومت در برابر خوردگی را در مقایسه با مواد سنتی ارائه می دهند. مواد کامپوزیت در کاربردهای هوافضا، خودروسازی، دریایی، ساخت و ساز و کالاهای ورزشی استفاده می شود.

پلیمرهای عملکردی: اینها پلیمرهایی هستند که اصلاح شده یا سنتز شده اند تا عملکردهای خاصی مانند رسانایی، بازدارندگی شعله، مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش یا خواص ضد میکروبی را ارائه دهند. به عنوان مثال می توان به پلیمرهای رسانا، پلیمرهای بازدارنده شعله، پلیمرهای تثبیت شده با اشعه ماوراء بنفش و پلیمرهای ضد میکروبی اشاره کرد. پلیمرهای کاربردی در الکترونیک، منسوجات، ساخت و ساز و محصولات بهداشتی کاربرد دارند.

مواد پلیمری صنعتی اجزای حیاتی در فرآیندهای تولید مدرن هستند که راه حل هایی را برای بهبود کارایی، عملکرد و دوام در طیف وسیعی از بخش های صنعتی ارائه می دهند. توسعه مداوم فرمول‌های جدید پلیمری و فناوری‌های پردازش، قابلیت‌ها و کاربردهای مواد پلیمری صنعتی را بیشتر گسترش می‌دهد.

موارد و استفاده صنایعی از پلیمرها

پلیمرها به دلیل تطبیق پذیری، دوام و مقرون به صرفه بودن در طیف وسیعی از صنایع و کاربردها استفاده می شوند. برخی از صنایع اولیه و مواردی که معمولاً از پلیمرها استفاده می شود عبارتند از:

• بسته بندی
• خودرو
• صنایع پلاستیک سازی
• ساخت و ساز
• الکترونیک
• پزشکی و مراقبت های بهداشتی
• منسوجات و پوشاک
• هوا فضا و صنایع دفاعی
• حفاظت از محیط زیست

اینها تنها چند نمونه از صنایع و کاربردهای متنوعی است که در آن از پلیمرها استفاده می شود. تطبیق پذیری و تطبیق پذیری پلیمرها به نوآوری و توسعه در بخش های مختلف ادامه می دهد و به پیشرفت های تکنولوژیکی، پایداری و رشد اقتصادی کمک می کند.

استفاده از پلیمر در پلاستیک سازی plasticization

در صنعت پلیمر، پلاستی‌سازی (plasticization) به فرآیند افزودن نرم‌کننده‌ها به پلیمرها برای بهبود انعطاف‌پذیری، کارایی و فرآیندپذیری آن‌ها اطلاق می‌شود. نرم کننده ها افزودنی هایی هستند که در پلیمرها گنجانده می شوند تا خاصیت ارتجاعی آنها را افزایش یابد، شکنندگی را کاهش دهند، دمای پردازش را کاهش دهند و عملکرد کلی مواد پلیمری را بهبود بخشند.

استفاده از نرم کننده ها به ویژه در تولید محصولات PVC انعطاف پذیر (پلی وینیل کلراید) رایج است. پی وی سی در شکل خالص خود یک پلیمر سفت و شکننده است. با این حال، با ترکیب نرم‌کننده‌هایی مانند فتالات‌ها یا آدیپات‌ها، PVC را می‌توان انعطاف‌پذیر کرد و به آن اجازه می‌دهد به راحتی قالب‌گیری، اکسترود یا شکل‌دهی به محصولات مختلف مانند کف‌پوش وینیل، کابل‌ها، شیلنگ‌ها و دستگاه‌های پزشکی داده شود.

فرآیند پلاستیک سازی شامل مخلوط کردن رزین پلیمری با نرم کننده با استفاده از تکنیک های ترکیب مکانیکی مانند ترکیب یا اکستروژن است. در طی این فرآیند، مولکول‌های نرم‌کننده با زنجیره‌های پلیمری برهمکنش می‌کنند و نیروهای بین مولکولی را کاهش می‌دهند و تحرک زنجیره را افزایش می‌دهند. در نتیجه، پلیمر نرم تر و انعطاف پذیرتر می شود و در عین حال استحکام مکانیکی و سایر خواص ضروری خود را حفظ می کند.

به غیر از PVC، پلاستیک سازی در سایر سیستم های پلیمری نیز برای اصلاح خواص آنها برای کاربردهای خاص استفاده می شود. به عنوان مثال، نرم کننده ها به پلی اولفین ها (به عنوان مثال، پلی اتیلن و پلی پروپیلن) برای بهبود انعطاف پذیری و مقاومت در برابر ضربه، و همچنین به الاستومرهای ترموپلاستیک (TPEs) برای افزایش نرمی و کشسانی آنها اضافه می شوند.

در صنعت پلیمر، پلاستیک سازی نقشی حیاتی در فرمولاسیون و فرآوری مواد پلیمری ایفا می کند و به سازندگان اجازه می دهد تا خواص پلیمرها را برای برآوردن نیازهای کاربردهای مختلف تنظیم کنند. با انتخاب دقیق و ترکیب نرم‌کننده‌های مناسب، مهندسان و دانشمندان مواد می‌توانند به ویژگی‌های عملکردی مطلوب مانند انعطاف‌پذیری، دوام و فرآیندپذیری در محصولات پلیمری نهایی دست یابند.

به طور کلی، پلاستیک سازی یک تکنیک ضروری است که در صنعت پلیمر برای افزایش تطبیق پذیری و کاربرد پلیمرها استفاده می شود و امکان استفاده گسترده از آنها را در بخش ها و کاربردهای مختلف صنعتی فراهم می کند.

به طور خلاصه، در حالی که پلاستیک ها زیرمجموعه ای حیاتی از صنعت پلیمر هستند، رابطه بین این دو به هم پیوسته و مکمل است. هر دو بخش به پیشرفت های تکنولوژیکی، رشد اقتصادی و توسعه مواد نوآورانه برای کاربردهای مختلف کمک می کنند.