پلاستیک سازی

پلاستیک ‌سازی فرآیندی صنعتی است که در آن پلیمرها به پلاستیک و محصولات پلاستیکی تبدیل می ‌شوند . این کار در مراحل متفاوتی انجام می پذیرد .

پلاستیک سازی

این فرایند از مراحل مختلفی تشکیل شده است که قصد داریم در این بخش آن را توضیح دهیم . تهیه مواد اولیه اولین قسمت از این کار است که در آن پلیمرهای اصلی مانند پلی ‌اتیلن ، پلی ‌پروپیلن ، پلی ‌وینیل کلراید و… از منابع نفتی یا گازی استخراج می ‌شوند . سپس این پلیمر ها با افزودن مواد شیمیایی دیگر ، خواص جدیدی به دست می آورند و از طریق فرآیند هایی مانند اکستروژن ، تزریق و قالب ‌گیری ، پلیمرها به محصولات پلاستیکی مختلف تبدیل می ‌شوند .محصولات پس از تولید ، ممکن است نیازمند فرآیند هایی مانند برش ، سوراخ‌ کاری ، پوشش ‌دهی و غیره باشند . در صورت کلی صنعت پلاستیک ‌سازی یک صنعت بسیار گسترده و پیچیده است که در تولید اقلام مختلف مانند ظروف ، قطعات خودرو ، لوازم خانگی و … کاربرد دارد . مطمئنا توضیح و تشریح جزئیات بیشتر آن در این نوشته نمی گنجد .

تجهیزات کارخانه های پلاستبک سازی

کارخانه‌ های پلاستیک ‌سازی برای تولید انواع محصولات پلاستیکی به فناوری‌های مختلفی مجهز هستند . این فناوری‌ ها به همراه تجهیزات کمکی دیگر ، کارخانه ‌های پلاستیک‌ سازی را قادر به تولید انواع محصولات پلاستیکی با کیفیت مطلوب و هزینه مناسب می ‌سازند . برخی از تجهیزات این فناوری‌ را در ادامه آورده ایم :

• ماشین ‌آلات اکستروژن : این ماشین‌ ها پلیمر ها را ذوب کرده و محصولاتی مانند لوله‌ ، پروفیل‌ و فیلم‌ های نایلونی را تولید می‌ کنند .
• ماشین‌ های تزریق‌ : با استفاده از این ماشین ‌ها، پلیمر های ذوب شده به داخل قالب‌ ها تزریق شده و قطعات پلاستیکی شکل می ‌گیرند .
• ماشین‌ های قالب ‌گیری : برای تولید محصولاتی مثل ظرف های پلاستیکی و قطعات حجیم از این ماشین‌ ها استفاده می ‌شود .
• دستگاه‌ های بادی : با دمیدن هوا به داخل قالب ‌ها ، محصولاتی هم چون بطری‌ و کانتینر ها ساخته می ‌شوند .
• دستگاه ‌های برش و پرس : برای ایجاد شکل‌ های ویژه روی محصولات پلاستیکی از این دستگاه‌ ها استفاده می‌ شود .
• سیستم‌ های اتوماسیون و کنترل فرآیند : برای افزایش کیفیت و بهره‌ وری تولید ، این سیستم‌ ها به کار گرفته می ‌شوند.

مزایا و معایب استفاده از پلاستیک

امروزه پلاستیک به عنوان محصولی جدید کاربرد های گوناگونی پیدا کرده است ولی بالطبع مانند هر محصول و موادی مزایا و معایبی دارد که بهتر است آن ها را بدانیم . در ابتدا چند مورد از مزایای آن را ذکر می کنیم . پلاستیک ‌ها نسبت به مواد سنتی مانند فلز یا شیشه بسیار سبک ‌تر هستند و می‌ توان آن ها را به شکل های مختلفی درآورد و مقاومت بالایی در برابر خوردگی و فرسایش دارند . فرآیند ساخت پلاستیک در مقایسه با مواد سنتی ارزان ‌تر است و بسیاری از پلاستیک‌ ها عایق خوبی برای حرارت و برق هستند . در کنار این مزایا ، معایبی هم دارند برای مثال پلاستیک ‌ها به سختی تجزیه ‌پذیر هستند و موجب آلودگی محیط زیست می ‌شوند . برخی پلاستیک‌ ها حاوی مواد شیمیایی سمی هستند که می ‌توانند برای سلامتی انسان و محیط زیست مضر باشند و حتی بعضا قابل بازیافت نیستند و به راحتی به زباله تبدیل می‌ شوند . علاوه بر این ها مواد اولیه تولید پلاستیک عمدتاً از منابع فسیلی مانند نفت و گاز طبیعی تأمین می ‌شود که منابع محدودی می باشند .

مواد اولیه مورد استفاده در کارخانه های پلاستیک سازی

بیش از 90% مواد اصلی مورد استفاده در کارخانه های پلاستیک سازی از نفت خام به دست می ‌آید ، نفت خام پس از عملیات تقطیر و فرآوری به محصولات هیدروکربنی تبدیل می ‌شود که ماده اصلی پلاستیک می باشند . گاز طبیعی نیز یکی دیگر از منابع اصلی تأمین مواد اولیه پلاستیک است که پس از فرآوری به محصولات هیدروکربنی تبدیل می ‌شود . در برخی موارد ، زغال سنگ نیز به عنوان ماده اولیه پلاستیک استفاده می‌ شود که پس از فرآیند های شیمیایی به مواد اولیه پلاستیک تبدیل می ‌گردد . در سال ‌های اخیر تلاش ‌هایی برای استفاده از منابع تجدید پذیر مانند نشاسته ، سلولز و روغن ‌های گیاهی برای تولید پلاستیک ‌های زیست‌ تخریب‌ پذیر صورت گرفته است ولی با این حال نفت خام و گاز طبیعی مهم ‌ترین مواد اولیه در صنعت پلاستیک ‌سازی هستند .

قالب سازی پلاستیک چیست ؟

قالب سازی پلاستیک فرآیندی برای ساخت قالب‌ هایی است که از آن‌ ها برای تولید انبوه قطعات پلاستیکی استفاده می‌ شود و نقش بسیار مهمی در صنعت تولید دارد . این فرآیند به تولید انبوه قطعات پلاستیکی با کیفیت بالا و قیمت مناسب کمک می‌ کند . طراحی اولین مرحله آن است که در این مرحله ، طراحی قطعه پلاستیکی مورد نظر با استفاده از نرم ‌افزارهای CAD انجام می ‌شود . طراح باید ابعاد ، شکل ، ضخامت ، جزئیات و ویژگی ‌های قطعه را به دقت مشخص کند . بعد از طراحی مواد ساخت قالب انتخاب می شود . مرحله سوم ساخت قالب است روش ساخت قالب به نوع ماده و پیچیدگی قطعه بستگی دارد ، فرزکاری ، ریخته ‌گری و پرینت سه بعدی روش ‌های رایج ساخت قالب پلاستیک هستند .

پس از ساخت قالب ، باید تست شود تا از سلامت و عملکرد صحیح آن اطمینان حاصل شود . در این مرحله ، قطعات پلاستیکی نمونه با استفاده از قالب تولید می ‌شوند و از نظر ابعاد ، شکل ، کیفیت و عملکرد مورد بررسی قرار می ‌گیرند . پس از تأیید تست ، قالب برای تولید انبوه قطعات پلاستیکی استفاده می ‌شود . در این مرحله ، مواد اولیه پلاستیکی به داخل قالب تزریق شده و پس از سرد شدن ، قطعه پلاستیکی نهایی از قالب خارج می ‌شود . تولید انبوه با سرعت بالا و قیمت مناسب ، قابلیت تولید قطعات با هندسه ‌های پیچیده ، دقت و کیفیت بالا و امکان تولید قطعات با رنگ‌ و طرح‌ های مختلف از مزایای قالب سازی می باشد .

تزریق پلاستیک چیست ؟

تزریق پلاستیک برای تولید انبوه قطعات پلاستیکی استفاده می ‌شود . در این پروسه ، مواد اولیه پلاستیکی به صورت ذوب شده به داخل قالبی تزریق شده و پس از سرد شدن به قطعه پلاستیکی نهایی تبدیل می ‌شود . مراحل اصلی تزریق پلاستیک را در جدول زیر برایتان آورده ایم :

مراحل	توضیحات
آماده ‌سازی مواد	گرانول ‌های پلاستیکی (مواد اولیه) در قیف دستگاه تزریق ریخته می ‌شوند سپس در داخل محفظه گرم دستگاه ذوب شده و به مواد مذاب تبدیل می ‌شوند.
تزریق مواد	مواد مذاب توسط پیستون یا مسماری مار پیچی به داخل قالب تزریق می ‌شود . فشار تزریق باید به گونه ‌ای باشد که مواد مذاب تمام حفره‌ های قالب را پر کند .
نگه داشتن	پس از تزریق مواد ، قالب برای مدت کوتاهی تحت فشار قرار می‌ گیرد تا مواد مذاب به طور کامل سفت شود .
خنک ‌سازی	قالب با استفاده از سیستم خنک ‌کننده خنک می ‌شود تا مواد پلاستیکی به سرعت سفت شود .
بیرون ریختن قطعه	پس از سفت شدن کامل مواد پلاستیکی ، قالب باز می ‌شود و قطعه پلاستیکی نهایی از آن خارج می ‌شود .

 

 انواع پلاستیک

پلاستیک ها موادی مصنوعی یا نیمه مصنوعی هستند که از مولکول های بزرگ به نام پلیمر تشکیل شده اند . پلیمرها زنجیره های بلندی اتمی می باشند که می توانند از یک یا انواع مختلف اتم تشکیل شده باشند . انواع مختلفی از پلاستیک وجود دارد که هر کدام خواص و کاربردهای منحصر به فرد خود را دارند . در ادامه انواع پلاستیک را برایتان آورده ایم :

• پلی اتیلن (PE) : رایج ترین نوع پلاستیک است و برای ساخت کیسه های پلاستیکی و بطری استفاده می شود .
• پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) : این نوع پلاستیک سفت تر و چگال تر از PE است و برای ساخت بطری های شیر ، لوله و سایر ظروف استفاده می شود که باید در برابر ضربه و فشار مقاوم باشند .
• پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE) : نوعی پلاستیک نرم و انعطاف پذیر است و برای ساخت کیسه های خرید ، فیلم نایلونی و بسته بندی استفاده می شود .
• پلی پروپیلن (PP) : پلی پروپلین پلاستیکی سخت و با دوام است . این ماده برای ساخت فیبر ، قطعات خودرو و لوله استفاده می شود .
• پلی وینیل کلرید (PVC) : نوعی پلاستیک همه کاره برای ساخت طیف گسترده ای از محصولات از جمله لوله ، وینیل استفاده می شود . پنجره ها و لباس هایی که از این ماده ساخته می شود  با دوام ، ضد آب و مقاوم در برابر آتش است .
• پلی استایرن (PS) : پلی استایرن سخت و شکننده است . این ماده برای ساخت لیوان های یک بار مصرف ، ظروف غذا و به عنوان عایق استفاده می شود .
• پلی اتیلن ترفتالات (PET) : این ماده به طور گسترده برای ساخت بطری نوشابه و آب و الیاف استفاده می شود و بسیار بادوام ، شفاف و قابل بازیافت است .

پلیمر چیست ؟

کلمه “پلیمر” از دو کلمه یونانی “پلی” به معنای “بسیاری” و “مر” به معنای “بخش” یا “قسمت” تشکیل شده است . این نام به خوبی ماهیت پلیمر ها را توصیف می ‌کند ، زیرا آن ها از تعداد زیادی واحد کوچک به هم پیوسته ساخته شده ‌اند . پلیمر ها نقشی اساسی در زندگی مدرن ایفا می‌ کنند . آن ها به ما امکان می ‌دهند تا محصولات مختلفی را بسازیم که زندگی ما را آسان ‌تر و راحت ‌تر می‌کنند . اولین پلیمر مصنوعی سلولوئید بود که در سال 1869 توسط جان وسلی هایات ساخته شد .

پلیمر ( بسپار ) ماده‌ ای است که از مولکول ‌هایی به نام ماکرو مولکول تشکیل شده است و این ماکرو مولکول ‌ها از به هم پیوستن واحد های کوچک ‌تر به نام مونومر به وجود می ‌آیند . پلیمرها را می‌ توان به دو دسته کلی طبیعی و مصنوعی تقسیم کرد : پلیمرهای طبیعی  در طبیعت یافت می‌ شوند و از منابع گیاهی ، حیوانی یا معدنی به دست می ‌آیند . نمونه ‌هایی از پلیمر های طبیعی شامل سلولز ( در گیاهان ) ، پروتئین ( در حیوانات ) و لاستیک طبیعی ( از درختان کائوچو ) است .  پلیمرهای مصنوعی  توسط انسان در آزمایشگاه ساخته می ‌شوند . نمونه ‌هایی از پلیمر های مصنوعی شامل نایلون ، پلی استر ، پلی اتیلن و پلی وینیل کلرید ( PVC ) است .

آیا پلاستیک بازیاقتی وجود دارد ؟

جالب است که بدانید پلاستیک های بازیافتی وجود دارد و در واقع بازیافت پلاستیک یکی از راه ‌های مهم برای کاهش آلودگی محیط زیست و حفظ منابع طبیعی است . بازیافت پلاستیک راه مهمی برای محافظت از محیط زیست و حفظ منابع طبیعی است . با انجام سهم خود برای بازیافت پلاستیک ، می توانید به ایجاد آینده ای پایدار تر و محیطی تمیز تر کمک کنید . البته ناگفته نماند همه انواع پلاستیک ها قابل بازیافت نیستند . به طور کلی، پلاستیک هایی که می توان بازیافت کرد عبارتند از : پلی اتیلن ترفتالات ، پلی اتیلن با چگالی بالا ، پلی اتیلن با چگالی کم و … . بازیافت پلاستیک به کاهش مقدار زباله های پلاستیکی که به محل های دفن زباله و اقیانوس ها می رود کمک می کند و به نیاز به کاهش استخراج مواد خام جدید مانند نفت و گاز طبیعی کمک می کند .

تولید پلاستیک بازیافتی به انرژی کمتری نسبت به تولید پلاستیک جدید نیاز دارد و البته فرصت های شغلی زیادی ایجاد می کند . اولین قدم برای این کار ، جمع آوری آن از منابع مختلف مانند خانه ، مشاغل و صنایع است . پلاستیک های جمع آوری شده سپس بر اساس نوع مرتب و  شسته می شوند تا هرگونه آلودگی یا ناخالصی از بین برود . پلاستیک های تمیز شده به قطعات کوچک آسیاب و ذوب می شوند تا یک مایع تشکیل شود . مایع پلاستیکی ذوب شده سپس به شکل محصولات جدید قالب گیری می شود . هر شخصی می تواند با انجام موارد زیر به بازیافت پلاستیک کمک کند :

• محصولات ساخته شده از پلاستیک بازیافتی را خریداری کنید .
• پلاستیک های خود را جمع کرده و به مراکز بازیافت انتقال دهید .
• از پلاستیک کمتری استفاده کنید . به عنوان مثال ، می توانید به جای بطری های پلاستیکی ، از بطری های آب شیشه ای استفاده کنید و به جای کیسه های پلاستیکی ، از کیسه های پارچه ای استفاده نمایید .

تاریخچه پلاستیک و پلاستیک سازی

انسان ها از دیرباز از مواد طبیعی مانند عاج ، لاک و کهربا برای ساخت اشیاء استفاده می کردند . این مواد پلیمری بودند ، یعنی از مولکول های کوچک به هم پیوسته ساخته شده بودند . در اوایل قرن نوزدهم شیمیدانان شروع به مطالعه پلیمر ها و راه های مصنوعی ساخت آن ها کردند . در سال 1828، ادوارد برندی اولین پلاستیک مصنوعی را به نام گوتا پرکا ساخت در واخر قرن نوزدهم الکساندر پارکس اولین پلاستیک مصنوعی را که به طور گسترده تولید می شد ، به نام سلولوئید در سال 1862 تولید کرد . سلولوئید از نیتروسلولز بودند که از پنبه به دست می آمدند . اوایل قرن بیستم لئو بیکلند اولین پلاستیک کاملاً مصنوعی را به نام باکلیت در سال 1907 ساخت و پلی اتیلن اولین بار در سال 1933 به طور تصادفی توسط کارل ویلد ساخته شد.

پلی اتیلن به دلیل استحکام، انعطاف پذیری و مقاومت شیمیایی خود به سرعت محبوب شد. در دهه 1930 و 1940 پلیمرهای جدید مانند پلی وینیل کلراید (PVC)، پلی پروپیلن (PP) و پلی استایرن (PS) توسعه یافتند . این پلاستیک ها به دلیل قیمت پایین، سهولت تولید و تنوع خواص خود به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفتند. در دهه 1950 و 1960 استفاده از پلاستیک به طور تصاعدی افزایش یافت . در  دهه 1970 و 1980 نگرانی های زیست محیطی در مورد پلاستیک شروع به افزایش یافت . مردم نگران اثرات پلاستیک بر محیط زیست بودند ، مانند آلودگی و زباله های پلاستیکی . سپس تلاش هایی برای بازیافت و کمپوست پلاستیک آغاز شد و پلاستیک های جدید توسعه یافتند که زیست تخریب پذیر یا قابل بازیافت بودند . امروزه پلاستیک یکی از مهم ترین مواد در جهان است  که در میلیون ها محصول مختلف استفاده می شود . با این حال ، چالش های زیست محیطی مرتبط با پلاستیک هم چنان یک نگرانی عمده است .

کاربرد های پلاستیک

پلاستیک ها به دلیل تنوع و خواص منحصر به فردشان ، کاربرد های بسیار گسترده ای در صنایع مختلف دارند . به دلیل سبکی ، انعطاف پذیری و مقاومت در برابر رطوبت و مواد شیمیایی به طور گسترده برای بسته بندی مواد غذایی، نوشیدنی ها، داروها و محصولات دیگر استفاده می شوند . هم چنین به دلیل قیمت پایین ، سهولت تولید و تنوع خواص خود در لوازم خانگی کاربرد دارد . برخی از نمونه های رایج لوازم خانگی پلاستیکی عبارتند از مبلمان، لوازم آشپزخانه، اسباب بازی ها، ابزارآلات و لوازم الکترونیکی. سبکی، استحکام و مقاومت در برابر خوردگی پلاستیک ها  باعث می شود در صنعت خودرو استفاده می شوند .

برخی از نمونه های رایج قطعات پلاستیکی خودرو عبارتند از داشبورد، سپر، پنل های درب، روکش صندلی و قطعات موتور . از کاربرد های دیگر پلاستیک می توان به استفاده در صنعت ساختمان و سازه ، منسوجات ، تجهیزات پزشکی ، کشاورزی و لوازم الکترونیکی اشاره کرد . با توسعه پلاستیک های جدید و بهبود خواص آن ها ، انتظار می رود کاربرد های پلاستیک در سال های آینده هم چنان افزایش یابد . با این حال ، مهم است که به یاد داشته باشید که پلاستیک می تواند اثرات زیست محیطی منفی نیز داشته باشد . پلاستیک های تجزیه ناپذیر می توانند در محیط زیست جمع شده و باعث آلودگی شوند . بنابراین ، استفاده مسئولانه از پلاستیک و افزایش تلاش ها برای بازیافت و کمپوست آن مهم است.