تعریف پلیمر

از سال 1340 که شرکت ملی صنایع پتروشیمی  مامور نصب ماشین­آلات خریداری شده جهت تولید پی وی سی در شهر صنعتی کرج شد تاکنون، صنعت پتروشیمی در ایران تحولات و دگرگونی­های فراوانی داشته است. واژه پلیمر از کلمات یونانی POLY به معنی بسیار و MEROS به معنی قسمت گرفته شده است. پلیمر به موادی گفته می­شود که از مولکول­های بسیار بزرگ (ماکرومولکول) درست شده­اند. این مولکول­های بزرگ خود را تکرار واتصال واحدهای کوچکتر (منومر) تشکیل یافته­اند. قسمت عمده خوراک محصولات پلیمری از مواد پایه پتروشیمی مانند اتیلن, پروپیلن, بنزن و زایلین تامین می­گردد. بنا به نوع و تعداد منومرها و همچنین چگونگی تکرار و طرز قرار گرفتن آنها در ابعاد مختلف در هر پلیمر ، مواد پلیمری باخواص گوناگون تولید می­شود.

تاریخچه پلیمر

پلیمرهای طبیعی مانند قیر، پوشش خارجی لاک­پشت، شاخ حیوانات و صمغ درختان (که در ساخت کهربا و لاستیک استفاده می­شده است) از دیرباز وجود داشته­اند که با استفاده از حرارت دادن و اعمال فشار، از آنها وسائل تزئینی ساخته می­شد. طی قرن نوزدهم با انجام عملیات شیمیایی بهبود دهنده بر روی پلیمرهای طبیعی, محصولات زیادی تولید گردید. باکلیت (Bakelite) , اولین پلیمر مصنوعی بود که درسال 1909 ساخته شد و پس از آن, الیاف نیمه مصنوعی"ریون" (Rayan) در سال 1911 ساخته شد. با شروع جنگ, موادی مانند نایلون, اکریلیک, نئوپرن, لاستیک, بوتادین- استایرن (SBR) , پلی اتیلن و سایر پلیمرها جایگزین مواد طبیعی کمیاب گردیدند. از آن زمان, سیر رشد صنایع پلیمر ادامه یافت, به طوری که در حال حاضر نیز جز سریعترین صنایع بالنده دنیا به شمار می­آید. تا سال 1980 ، 80 درصد مواد پایه پتروشیمی در کشورهای ایالات متحده آمریکا ، اروپای غربی و ژاپن توسط شرکت­هایی از قبیل: Exxon mobile corporation, BP Amoco plc, Dow Chemical, The royal Dutch/Shell group of companies, Chevron phillips, Equistar chemicals, LP, total fina ELF  تولید می­گردد که ضمن تامین نیاز داخل، به دیگر مناطق نیز مواد صادر می­کردند. از آن پس ساختار جهانی صنعت پتروشیمی تغییرات قابل توجهی پیدا کرد و در قسمت­های دیگر جهان نیز تسهیلات پتروشیمی راه­اندازی گردید.کشورهایی که از منابع عظیم نفت خام و گاز طبیعی بهره­مند بودند، همانند کشورهای خاورمیانه و کانادا، واحدهای پتروشیمی را عمدتاً به منظور افزایش ارزش افزوده منابع خود تاسیس نمودند.

از آنجائی که بازار داخلی اکثر این کشورها، به ویژه کشورهای خاورمیانه – بسیار کوچک بود، مشارکت آنها در صادرات مواد پایه پتروشیمی به سایر مناطق بسیار قابل توجه می­باشد.از طرفی کشورهای سنگاپور و جمهوری کره و تایوان به منظور تامین نیاز صنایع داخلی خود و نیز صادرات به کشورهای همچون چین، افزایش ظرفیت زیادی در تولید مواد پایه پتروشیمی داشته­اند. همین­طور رشد مصرف در برخی کشورها که رشد جمعیتشان سریع است. تقاضای مواد پایه پتروشیمی را افزایش داد. از جمله این کشورها می­توان از چین و هند وسایر کشورهای آسیایی نام برد . با توجه به راه اندازی واحدهای پتروشیمی در مناطق دیگر جهان، که یا دسرسی به خوراک این صنعت داشته اند- مانند سابیک عربستان - و یا خود بازار هدف این محصولات بوده­اند مانند: Sinopec-China Petrochemical corporation در چین صادرات کشورهای ایالات متحده آمریکا، اروپای غربی و ژاپن را آسیب پذیر نموده، به طوری که رشد ظرفیت در این مناطق از تولید مواد پایه پتروشیمی از 81 درصد در دهه1970 به 64 درصد در دهه 1980 و 63 درصد در دهه 1990 رسیده که پیش­بینی می­گردد این رقم درسال 2005 میلادی به 49 درصد کاهش یابد . در ظرفیت سالانه جهانی مواد پایه پتروشیمی از قبیل اتیلن، پروپیلن، بنزن، متانول و زایلین، بالغ بر 341 میلیون تن است.

انواع پلیمرها 

لاستیک ها

پلاستیک ها

لاستیک‌ها

از ويژگي برجسته لاستيك‌ها مدل آلاستيسيته پايين آنها است همچنين مقاومت شيميايي و سايشي و خاصيت عايق بودن آنها باعث كاربردهاي بسيار در زمينه خوردگي ميگردد . مثلا لاستيكها با اسيد كلريدريك سازگارند و به همين دليل لوله ها و تانكهاي فولادي با روكش لاستيكي سالهاست مورد استفاده قرار مي‌گيرند . 

نرمي لاستيك‌ها نيز يكي ديگر از دلايل كاربرد فراوان اين مواد مي‌باشد مانند شيلنگها، نوارها و تسمه ها ، تاير ماشين ‍‍و … 

لاستيكها به دو دسته تقسيم ميشوند : 

1. لاستيك‌هاي طبيعي 

2. لاستيك‌ها‌ي مصنوعي 

بطور كلي لاستيك‌هاي طبيعي داراي خواص مكانيكي بهتري هستند مانند مدول آلاستيسيته پايينتر ، مقاومت در برابر بريدگي ها و توسعه آنها اما در مو رد مقاومت خوردگي لاستيك‌هاي مصنوعي داراي شرايط بهتري هستند.

لاستيكها‌ي طبيعي 

لاستيك داراي مولكولهاي از ايزوپرن ( پلي ايزوپرن ) مي‌باشد و به صورت يك شيره مايع از درخت گرفته مي‌شود ، ساختمان كويل شكل آن باعث الاستيسيته بالاي اين ماده مي شود (100 تا 1000 درصد انعطاف پذيري) محدوديت حرارتي لاستيك نرم حدود 160 درجه فارنهايت است ، اين محدوديت با آلياژ سازي تا حدود 180 درجه فارنهايت افزايش مي‌يابد. با افزايش گوگرد و حرارت دادن لاستيك سخت تر و ترد تر مي‌شود. اولين با ر در 1839 چارلز گودير اين روش را كشف كرد و آن را ولكا نيزه كردن ناميد ، حود 50% گوگرد باعث جسم سختي بنام ابونيت ميگردد كه براي ساخت توپ بولينگ مورد استفاده قرار مي‌گيرد . مقاومت خوردگي معمولا با سختي نسبت مستقيم دارد . 

مدول آلاستيسيته براي لاستيك‌ها‌ي نرم و سخت بين 500 تا 500000 پوند بر اينچ متغير است.

لاستيكهاي مصنوعي 

در جنگ جهاني دوم وقتي منابع اصلي لاستيكها بدست دشمن افتاد نياز شديدي براي جايگزيني آن توسط يك ماده مصنوعي احساس مي شد. در اوايل دهه 1930 نئوپرن توسط دوپنت بدست آمد ،اين ماده پنجمين ماده استراتژيك در جنگ جهاني بود. امروزه لاستيكها ي مصنوعي زيادي شامل تركيباتي با پلاستيكها وجود دارند. 

فيلرهاي نرم كننده و سخت كننده مختلفي براي بدست آوردن خواصي چون الاستيسيته ، مقاومت در برابر خوردگي و مقاومت در برابر حرارت با هم تركيب مي شوند كه در ادامه به معرفي چند تا از اين مواد ميپردازيم : 

1. نئوپرن و لاستيك نيتريل در مقابل نفت و گاز مقاومند. يكي از اولين كاربردهاي آن در شيلنگ‌هاي پمپ بنزين است . 

2. لاستيك بوتيل : خاصيت برجسته اين لاستيك عدم نفوذ پذيري در مقابل گازهاست اين خاصيت باعث استفاده آن در لوله‌هاي داخلي و تجهيزات كارخانجات مواد شيميايي مثلا آبندي تانكرهاي حمل گاز مي باشد. همچنين اين لاستيك مقاومت خوبي در برابر محيطهاي اكسيد كننده مانند هوا و اسيد نيتريك رقيق دارد . 

3. لاستيك سيليكون : مقاومت حرارتي اين لاستيك در حدود 580 درجه فارنهايت مي باشد . 

4. پلي اتيلن كلرو سولفاته شده : داراي مقاومت عالي در محيطهاي اكسيد كننده مثل 90% اسيد نيتريك در درجه حرارت محيط ميباشد . 

لاستيكهاي نرم در مقابل سايش بهتر عمل مي كنند . روكشها مي توانند از لايه هاي سخت و نرم تشكيل شوند. 

پلاستيك ها 

در 15 سال اخير كاربرد پلاستيك ها بشدت افزايش يافته است . يكي از انگيزه هاي اوليه براي بدست آوردن اين مواد جايگزيني توپ‌هاي عاجي بيليارد بوسيله يك ماده ارزانتر بود. 

پلاستيك ها توسط ريختن در قالب ، فرم دادن ، اكستروژن و نورد توليد مي شود و به صورت قطعات توپر، روكش، پوشش، اسفنج، الياف و لايه هاي نازك وجود دارند . پلاستيك ها مواد آلي با وزن مولكولي بالا هستند كه مي توانند به شكلهاي مختلف در آيند .بعضي از آنها به صورت طبيعي يافت مي شوند ولي اكثر آنها به صورت مصنوعي به دست مي آيند . 

بطور كلي پلاستيك ها در مقايسه با فلزات و آلياژها خيلي ضعيفتر ، نرمتر ، مقاومتر در برابر يونهاي كلر و اسيد كلريدريك ، مقاومت كمتر در برابر يونهاي اكسيد كننده مثل اسيد نيتريك ، مقاومت كمتر در برابر حلالها و داراي محدوديت حرارتي پايينتر مي باشد . خزش در درجه حرارتهاي محيط يا سيلان سرد از نقطه ضعف‌هاي پلاستيك ها بويژه ترموپلاستها مي باشد. 

 پلاستيك ها : ترموپلاست ها و ترموست ها 

ترموپلاست ها با افزايش درجه حرارت نرم مي شوند و موقعي كه سرد مي شوند به سختي اوليه باز مي گردند . اكثر آنها را مي توان ذوب نمود . 

ترموست ها با افزايش درجه حرارت سخت مي شوند و با سرد شدن سختي خود را حفظ مي كنند و با حرارت دادن تحت فشار شكل مي گيرند و تغيير شكل مجدد آنها ممكن نيست ( قراضه آن قابل استفاده نيست) 

خواص پلاستيكها را مي توان با افزودن مواد نرم كننده ، سخت كننده و فيلر بطور قابل ملاحظه اي تغيير داد . پلاستيكها مانند فلزات خورده نمي شوند . 

- ترمو پلاست‌ها 

 
فلورو كربنها : 

تفلون و كل اف و فلورو كربنها فلزات نجيب پلاستيكها هستند به اين معني كه تقريبا در تمام محيطهاي خورنده تا دماي 550 درجه فارنهايت مقاوم هستند . اينها از كربن و فلور ساخته شده اند اولين تترا فلوراتيلن توسط دوپنت توليد شد و تفلون نام گرفت .تفلون علاوه بر مقاومت خوردگي ، داراي ضريب اصطكاك كمي است كه مي تواند مانند يك روغن كار سطح فلزاتي كه بر روي هم سايش دارند از خورده شدن در اثر اصطكاك (خوردگي فيزيكي) محافظت كند. 

پلي ونيل كلرايد(پی وی سی) : 

اين ماده اساسا سخت است ولي با اضافه كردن مواد نرم كننده و وينيل استات ميتوان آنرا نرم نمود . كاربرد اين ماده در لوله ها و اتصالات ، دودكشها ، هواكشها، مخازن و روكشها مي باشد . 

پلي پروپيلن : 

پلي پروپيلن ، پرو فاكس و اسكان براي اولين بار در ايتاليا بوجود آمدند و داراي مقاومت حرارتي و خوردگي بهتري نسبت به پلي اتيل بوده و همچنين از آن سخت تر هستند .براي ساخت والو ها ، بطريهايي كه توسط حرارت استريل مي شوند و لوله و اتصالات به كار مي رود. 

ترموستها 

 
سيليكونها : 

سيليكونها داراي مقاومت حرارتي بسيار خوبي هستند . خواص مكانيكي با تغيير درجه حرارت تغيير كمي ميكند .يكي از مواد تشكيل دهنده اين ماده سيليسيم است كه ديگر پلاستيكها چنين نيستند. سيليكونها بعنوان تركيبات قالبگيري ، رزينهاي ورقه اي و بعنوان عايق در موتورهاي برقي استفاده مي شود اما مقاومت آنها در مقابل مواد شيميايي كم است. 

پلي استرها : 

پلاستيك‌هاي پلي استر ، داكرون ، ديپلون و ويبرين داراي مقاومت خوردگي شيميايي ضعيفي هستند .مورد استفاده اصلي پلي استر ها در كامپوزيتها بصورت الياف مي‌باشد . مثلا كامپوزيت پلي استر تقويت شده و شيشه داراي چنان مقاومتي ميشود كه در بدنه اتومبيل و قايق مورد استفاده مي‌گردد. 

فنوليكها : 

مواد فنوليكي(باكليت) ،دارز ، رزينوكس از قديمي ترين و معروفترين پلاستيك‌ها هستند .اين مواد عمدتا بر اساس فنول فرم آلدئيدها هستند. كاربردهاي آن عبارتند از : بدنه راديو ، تلفن ، پريز ، پمپ ، سر دلكو و غلط‌كها. 

 منابع :

لوله پلی اتیلن/منحول پلی اتیلن/اتصالات پلیاتیلن

technicaltoolworld 

polyethylene industry

سایت صنعت پلی اتیلن پايگاهي با گستره‌ی وسيع و متغير از موضوعات مرتبط به صنعت لوله پلی اتیلن را برای استفاده عموم گردآوری نموده به طوری که تمامی اطلاعات ، جديد و قابل اعتماد بوده و همچنین امکان جستجو بر اساس سرفصل‌ها ، زيربخش ها و متنهای مورد نظر نیز وجود دارد . علاوه بر این کاربران میتوانند عضو سایت صنعت لوله پلی اتیلن شده و خود را به نویسنده حرفه‌ای سایت مبدل نموده و مطالب خود را در بخش‌ مقالات، انجمنهای تخصصی و وبلاگ سایت منتشر نمایند.