ماده اولیه پلیمر چیست؟

ماده اولیه پلیمر چیست؟ ماده اولیه پلیمرها ممکن است شامل یک یا چندین ترکیب شیمیایی باشد که با هم ترکیب شده‌اند. برای ساخت پلیمرها، معمولاً از مونومرها استفاده می‌شود که با هم ترکیب شده و پلیمرهای بلند و زنجیره‌ای را تشکیل می‌دهند. به عنوان مثال، پلی‌اتیلن یک پلیمر است که از مونومر اتیلن ساخته شده است.

مواد اولیه پلیمرها می‌توانند از مختلف منابع باشند، از جمله نفت، گاز طبیعی، ذغال سنگ، سلولز و… با توجه به منبع مواد اولیه، پلیمرها می‌توانند متفاوت باشند و ویژگی‌های مختلفی داشته باشند.

پلیمر چیست؟

پلیمر ماده‌ای است متشکل از مولکول‌های بسیار بزرگ یا درشت مولکول‌هایی که از زیر واحدهای تکراری زیادی تشکیل شده‌اند. پلیمرهای مصنوعی و طبیعی به دلیل طیف وسیعی از خواص، نقش مهمی در زندگی روزمره دارند. پلیمرها از پلاستیک های معمولی ساخته شده مانند پلی استایرن گرفته تا بیوپلیمرهای طبیعی مانند DNA و پروتئین ها که برای ساختار و عملکرد موجودات زنده ضروری هستند، متغیر است.

پلیمرها، چه طبیعی و چه مصنوعی، از پلیمریزاسیون بسیاری از مولکول های کوچک که به عنوان مونومر شناخته می شوند، تشکیل می شوند. اندازه سلولی بزرگ آنها، در رابطه با مولکول های شیمیایی کوچک، ساختارهای مختلف بدن از جمله استحکام، دوام بالا، ویسکوالاستیسیته و تمایل به تشکیل ساختارهای آمورف و نیمه بلوری را نسبت به کریستال ها ایجاد می کند. بنابراین، مواد اولیه برای تولید پلیمر چیست؟ در این مقاله نگاهی خواهیم داشت به مواد اولیه تولید پلیمر به ویژه در ساخت پلاستیک.

ماده اولیه پلیمر

پلیمرها معمولا از نفت به دست می‌آیند و هزینه پایین آن‌ها ریشه در تامین مواد، نبوغ مهندسان شیمی که فرآیندهای مصنوعی را ابداع می‌کنند، به صرفه‌بودن مقیاس و افزایش استفاده دارد. کمتر از 5 درصد از مخزن سوخت برای پلیمرها استفاده می شود. بنابراین احتمالاً نفت برای اولین بار در آینده نزدیک به عنوان ماده خام باقی خواهد ماند. پلیمرها بخشی از پایه با ارزش مشتریان نفت را تشکیل می دهند. منجر به افزایش رقابت بین المللی در تولید کالاها و مهندسی ترموپلاستیک ها و پلیمرهای خاص می شوند.

پلیمرها در صنعت

پلیمرها یکی از مهمترین موادی هستند که در صنایع مختلف از جمله پلاستیک، لاستیک، فیبرهای مصنوعی، رنگ‌ها، چسب‌ها، آرایشی و بهداشتی، داروسازی، الکترونیک و… استفاده می‌شوند. برای ساخت پلیمرهای مختلف، مواد اولیه متفاوتی مانند مونومرها، کاتالیست‌ها، حلال‌ها، پیگمنت‌ها و… استفاده می‌شود.

پلیمرها در واقع از ترکیب تعداد زیادی مونومر ساخته شده‌اند که هر کدام از آن‌ها از یک واحد ساختاری تشکیل شده‌اند. برای مثال، پلی‌اتیلن از مونومر اتیلن و پلی‌وینیل کلراید از مونومر وینیل کلراید ساخته می‌شوند.

مواد اولیه پلیمرها

مواد اولیه پلیمرها می‌توانند از منابع طبیعی و یا ناشی از فرآیندهای صنعتی باشند. به عنوان مثال، پلیمرهایی مانند پلی‌لاکتیک اسید (PLA) و سلولزی، از منابع طبیعی مانند گیاهان و باکتری‌ها ساخته می‌شوند. همچنین، پلیمرهایی مانند پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن، پلی‌استایرن و… از منابع نفتی ساخته می‌شوند.

مواد اولیه پلیمرها برای تولید پلیمرهای با ویژگی‌های مختلف، از جمله سختی، انعطاف‌پذیری، شفافیت، عایق بودن، مقاومت در برابر حرارت و شیمیایی‌ها و… به کار می‌روند. در این راستا، انتخاب مواد اولیه مناسب بسیار مهم است و باید با توجه به نیازهای هر صنعت و کاربرد خاص، انتخاب شود.

مونومر ماده اولیه پلیمرها

ماده اولیه پلیمرها معمولاً مونومرها هستند، به اصطلاح یک انحلال‌پذیر کوچک مولکولی که توسط واکنش‌های شیمیایی به یکدیگر متصل شده و به فرمول بلندمدتی تشکیل دهنده پلیمر تبدیل می‌شوند. به عبارت دیگر، پلیمرها به دست آمده از تکرار همان واحد مولکولی به نام مونومر هستند.

به عنوان مثال، پلی‌اتیلن یک پلیمر است که از تکرار مونومر اتیلن تشکیل شده است. همچنین، پلی‌وینیل کلراید یک پلیمر است که از تکرار مونومر وینیل کلراید تشکیل شده است. مونومرها می‌توانند از انواع مختلفی شامل اتم‌های کربن، هیدروژن، نیتروژن، اکسیژن و غیره باشند و با توجه به نوع مونومر استفاده شده، ویژگی‌های مختلفی برای پلیمرها به وجود می‌آید.

طبقه بندی پلیمرها

پلیمرها را به دلیل ساختار پیچیده، رفتارهای متمایز و استفاده گسترده نمی‌توان در یک کلاس طبقه‌بندی کرد. بنابراین، می‌توان پلیمرها را بر اساس دسته‌های زیر طبقه‌بندی کرد:

اولین دسته: پلیمرهای طبیعی
دومین دسته: پلیمرهای مصنوعی
سومین دسته: پلیمرهای نیمه مصنوعی

انواع پلیمرها

دو نوع اصلی پلیمر بر اساس زنجیره ستون فقرات وجود دارد:

پلیمرهای غیر آلی
پلیمرهای آلی

نفت خام به عنوان ماده خام

پلاستیک مبتنی بر نفت از پلیمرهای آلی مصنوعی ساخته شده است که از گاز طبیعی یا نفت به دست می‌آیند و تقریباً در هر جنبه‌ای از جامعه مدرن از جمله خانه، محل کار و اتومبیل استفاده می‌شوند. رشد جمعیت در نواحی ساحلی در طول قرن بیستم به تدریج افزایش یافته است. استفاده از مواد پلاستیکی مبتنی بر نفت برای کاربردهای مختلف به ویژه پزشکی، صنعتی، تجاری و شهری به طور پیوسته افزایش یافته است.

این مواد به طور ناخواسته یا عمدی در محیط منتشر شده اند و به یک مشکل زیست محیطی مهم کمک می کنند. علیرغم این واقعیت که پلاستیک های مبتنی بر نفت می توانند شکسته شوند، به دلیل پایداری بسیار زیاد، قادر به تجزیه خود به خود نیستند.

پلاستیک ها

اصطلاح “پلاستیک” به طور گسترده در فرهنگ لغت به عنوان “پلیمر” استفاده می شود، اما معنای “پلیمر” بر اساس اندازه سلول ها است در حالی که “پلاستیک” بر اساس ناتوانی تعریف می شود. پلاستیک‌ها مواد پلیمری هستند که از سه نوع مختلف، معمولاً با فرآیندهای اکستروژن شکل‌دهی یا ذوب ساخته می‌شوند. آنها بر خلاف سایر پلیمرها مانند الاستومرها که بسته به دما به حالت اولیه خود باز می گردند، ساختار خود را با حذف قدرت غیرفعال حفظ می کنند.

مواد جدید PBTL

ساخت دسته‌های جدید PBTL از مونومرهای باقی‌مانده از این روش نشان داد که پلاستیک جدید می‌تواند تشکیل، شکسته و دوباره ایجاد شود. به گفته محققان، در صورت لزوم ممکن است این روند برای همیشه تکرار شود.

محققان همچنین ادعا می‌کنند که مواد جدید آنها ممکن است برای تولید طیف گسترده‌ای از محصولاتی که در حال حاضر با پلاستیک‌های معمولی تولید می‌شوند مورد استفاده قرار گیرد، بنابراین مقدار پلاستیکی که به محیط زیست می‌رسد به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد. لازم به ذکر است که چنین پلیمرهایی باید قبل از بازیافت از مواد دیگر جدا شوند، که تنها محدودیت در این سناریو است.

می توان ماده ای را به نام PBTL با کنار هم قرار دادن بلوک های سازنده شیمیایی معروف به تیولاکتون های دو حلقه ای ایجاد کرد. از آنجایی که PBTL دارای استحکام، چقرمگی و پایداری استثنایی است، این پتانسیل را دارد که در کاربردهای مختلفی مانند بسته بندی پلاستیکی، تجهیزات ورزشی، قطعات خودرو، مصالح ساختمانی و موارد دیگر به کار رود.

اختصاصی بازار نفت و گاز / پتروشیمی