پلاستیک و ترکیبات پلیمری و انواع پلاستیک

پلاستیک و ترکیبات پلیمری

مقدمه

• در اواسط قرن 19 توسعه یافتند.
• تا اواسط دهه 1950 منبع اصلي ماده اوليه براي صنعت پلاستيک در اروپا زغال سنگ بود
• امروزه صنعت پلاستیک شدیداً با صنعت نفت در ارتباط است.علت آن توسعه صنایع پتروشیمی و نفت و تغییر در الگوهای مصرف بشر است
• کاربرد وسیع ازجمله لوازم معمول ( بطری، کیف،…) تا حوزه تکنولوژی ( الکترونیک، هوا-فضا،…)
• تولید بیش از 150 میلیون تن سالانه در جهان
• یکی از بهترین مصنوعات بشری و عمده ترین آلاینده های محیط زیست

پلاستیک با ماندگاری حدود 500-300 سال یک ماده تجزیه ناپذیر محسوب می شود.زباله های پلاستیکی به جا مانده از محصولات غذایی که به عنوان بسته بندی مواد خوراکی و بهداشتی در قالب یک معضل بزرگ مطرح است.بارزترین آنها آلودگی های بصری و زیست محیطی و خسارت های جبران ناپذیر بر آب ، خاک ، هوا و جانداران است

مواد اولیه ساخت پلاستیک پلیمرها هستند.

Polymer + additives = plastics + processing = plastic objects + utilisation = plastic waste

پلیمر

• پلیمر (یونانی) = بسپار (فارسی)
• پلیمرها : از اتصال یک یا چند منومر با زنجیرهای طولانی کربن وهیدروژن
• پلیمرها بنابر واکنششان به صورت های خطی، شاخه دار، عرضی هستند.

انواع پلیمر

1. هموپلیمر
2. کوپلیمر

پلیمرهای طبیعی : پلی نوکلئوتیدها، پلی ساکاریدها، پلی پپتیدها

 پلیمرهای مصنوعی : لاستیک های مصنوعی، باکلیت ها، نایلون ها، پلی استرها

سنتز پلیمرها : آزمایشگاهی، بیولوژیکی و پلیمرهای طبیعی اصلاح شده

سنتز آزمایشگاهی

•  پلیمریزاسیون افزایشی : پلی اتن، نئوپان، پلی ونیل کراید
•  پلیمریزاسیون تراکمی : نایلون (پلی آمید)، داکرون، کولار

ویژگی پلیمر ها

• استحکام پلیمر
• افزایش نقاط جوش، ذوب و ویسکوزیته پلیمر با افزایش طول زنجیر
• افزایش قدرت کشسانی
• استحکام بالا پلیمرها به دلیل ساختار کریستالی
• قابلیت رنگ پذیری بالا

 انواع پلیمر

ترموپلاستیک (گرما نرم)

مي توانند با حرارت به صورت مایع شوند – قابلیت شکل پذیری دارند و پس از این که سرد می شود قابل استفاده هستند. مانند : پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی ونیل کلراید، پلی استیرن

ترموست (گرما سخت)

ذوب نمی شوند و در صورت حرارت دیدن پس از مدتی می سوزند و نابود می شوند. مانند : فنل فرمالدئيد، اوره فرمالدئيد، رزينهاي اپوكسي، پلي استرهاي غير اشباع، پلي اورتان ها، پلي استال ها، پلي آميدها،پلي كربنات ها

پلی وینیل کراید ( PVC)

PVC

•  يكي از اعضاي خانواده پليمرها و كوپليمرها است ، داراي گروه مشترك وینيل -CH2-CH
• 60 درصد PVC را كلر تشكيل مي دهد كه از نمك طعام حاصل مي شود
•  از شفافیت ناچیزی برخوردار بوده اما به علت زنجیرهای حجیم پلیمر (نتیجه استخلاف بزرگ کلر) دارای استحکام و سختی است.

VC

• تحت شرایط هوای آزاد گازی بی رنگ و قابل اشتعال با کمی بوی شیرین
• فشار بخار بالا و حلالیت نسبتاً پایین در آب
• تحت فشار بصورت مایع

در دمای محدود و بدون حضور هوا بسیار پایدار و غیر خورنده اما در دمای بالاتر از 450 درجه سانتیگراد و در حضور سدیم یا پتاسیم هیدروکسید تا حدودی تجزیه می شود

در ایالات متحده آمریکا حدود 97 درصد VC براي تركيب PVC  و بقيه براي توليد كوپليمرها،  متيل كلروفرم و مصارف ديگر

تشکیل پلی مرهای وینیل کلراید از مونومرهای وینیل کلراید

پلی استایرن (PS)

پلي ‌استیرن از نظر بيولوژيك خنثي و شفاف است، در برابر جذب آب مقاومت خوبی داشته و عایق حرارتی و الکتریکی بسیار خوبی است.مشكل اصلي تماس با منومراستيرن است و در تجزيه حرارتي محصولاتي همچون فرمالدئيد، بنزآلدئيد، آمونياك، مونوكسيد كربن و … نيز ايجاد مي شوند

 استیرن

• استیرن از نظر تجاري در اثر دي هيدروژنه كردن اتيل بنزن بدست مي آيد
• استيرن به طور گسترده در توليد پلي استيرن، ساخت پلاستيك ها، پلي استرها، پوششهاي حفاظتي و رزين ها مورد استفاده مي باشد.
• استيرن مايعي بي رنگ و البته كمي مايل به زرد و روغني با بوي تند آروماتيك
• اين ماده كمي محلول در آب و قابل حل در الكل، اتر، استون، بنزن، دي سولفيد كربن
• استيرن سنگين تر از هوا بوده و در محدوده 1.1 تا 6.1 درصد از هوا، مخلوط قابل انفجار توليد مي كند.

پلی اتیلن (PE)

پلی اتیلن پلیمری است که از اتیلن درست می شود.اتیلن سبکترین الفین، گازی بی رنگ، قابل اشتعال، با بویی تقریبا شیرین

رزین های پلی اتیلن دارای انعطاف پذیری بالا، مقاومت خوب در مقابل اسیدها، بازها و نمک‌ها (به استثنا مواد اکسید کننده قوی) و آب

سه گروه اصلی پلی اتیلن : پلی اتیلن سنگین (HDPE)، پلی اتیلن سبک (LDPE) و پلی اتیلن سبک خطی

• پلی اتیلن سنگین : کاهش انعطاف پذیری، مقاومت در برابر مواد شیمیایی تنش‌های شکننده محیطی
• پلی اتیلن سبک : دانسیته پایین و انعطاف پذیری خوب
• پلی اتیلن سبک خطی : استحکام و کشش بهتر، در مقابل پارگی و سوراخ شدن مقاوم

پلی پروپیلن (PP)

• پلی پروپیلن پلیمر ترموپلاست، مات، سفت و سخت، مقاوم به حرارت، حلال‌های شیمیایی، بازها و اسیدها
• از مهم ترین خصوصیات پلی پروپیلن عدم جذب رطوبت می‌باشد که آن را به عنوان گزینه‌ای مناسب برای بسیاری از کاربردها تبدیل کرده است.
• سهولت قالب سازی برای تولید به شیوه تزریق و سیالیت قابل قبول در قالب
• قابلیت مخلوط شدن با پرکننده هایی همچون خاک اره و ایجاد کامپوزیت
• قابلیت جوش حرارتی
• قابلیت بازیافت

فتالات ها

• فتالات ها به عنوان نرم كننده به طور گسترده  در تولید PVC  استفاده می شوند
• استفاده از فتالات ها به عنوان یک افزودنی با توجه به افزایش ابتلا به سرطان و آسیب های کبدی از نگرانی های سالهای اخیر است.
• در میان بیش از 30 فتالات مختلف موجود در بازار : DEHP  پر مصرف ترین نرم کننده
• DEHP  روشن و به رنگ روغن است
• به طور گسترده در توليد محصولات پلاستيكي و PVC توليدي در محصولات پزشكي، توليد كيسه هاي خون، لوله هاي جراحي، پوششهاي مواد غذايي و اسباب بازي هاي كودكان كاربرد دارد
• DEHP  می تواند از لحاظ پزشکی چالش برانگیز باشد زیرا در فراورده های خونی مقادیر قابل ملاحظه ای از آن یافت شده که می تواند سلامت را با خطراتی ناشی از آزاد شدن کلر روبرو سازد.

پلي اتيلن ترفتالات (PET)

بر خورداری از استحکام بالا، تحمل فشار بیش از PSI100، مقاومت در برابر عبور گاز CO2

کاربرد بسیار وسیعی در نگهداری انواع نوشابه های گاز کربنیک دار و تحول عظیمی در نگهداری مواد غذایی (مایعات) ایجاد کرده است.

دو گروه اصلی پلي اتيلن ترفتالات

1. گرید بطری : نگهداری انواع نوشیدنی‌های گاز کربنیک دار
2. گرید الیاف : تولید انواع پارچه و پوشاک و بهترین تشابه با پنبه طبیعی

پلاستیک

Polymer + additives = plastics

عمدتاً پلاستیک‌ها برای عرضه به بازار به مواد کمکی متعددی از قبیل : مواد ضد بلوک، آنتی اکسیدان ها، عوامل ضدشکاف، پایدارکننده‌های گرمایشی، لغزنده کننده ها، رنگ‌ها و تأخیراندازهای شعله وری آغشته می‌کنند.

پلاستیک دسته‌ای از مواد مصنوعی و یا نیمه مصنوعی است که از فرایند پلیمریزاسیون بدست می‌آیند.

پلاستیک‌ها دسته‌ای از پلیمرهای افزایشی یا تراکمی هستند که می‌توان به شکل‌های مختلف درآورد.

پس از دفع پلاستیک به صورت زباله، هر یک از این مواد می‌توانند در اثر حرارت غذا با مواد غذایی وارد واکنش شیمیایی شوند.

استفاده از محصولات پتروشیمی در مصارف بهداشتی

پدیده مهاجرت

واژه مهاجرت به معنی فرآیند انتقال جرم از مواد بسته‌بندی به محتویات آن می‌باشد.

در پدیده مهاجرت خواص مکانیکی و نفوذپذیری بسته‌بندی تغییر زیادی نمی‌کند

اهمیت مهاجر

• تغییرات نامطلوب چشایی محصول
• سلامت مصرف کننده (پایش خطر)

ترکیباتی که در پلیمرهای بسته بندی امکان مهاجرت دارند

• مونومرها و الیگومرها ( طبق استانداردها مقدار مونومرهای باقیمانده نباید از 0/1 بیشتر باشد.)
• حلال ها
• خالصی های موجود در بسته بندی (ترکیبات غیر پلاستیکی، افزودنی ها)
• مواد مهاجر می توانند مواد حاصل از برهمکنش ها نیز باشند.

پایان .

امیدواریم که این مطلب از سایت مهندسی بهداشت محیط نیز مورد استفاده شما عزیزان قرار بگیره .