صنعت پلاستیک

صنعت پلاستیک یک بازار جهانی است که در ساخت یا استفاده از پلاستیک درگیر است. پلاستیک ها ترکیبات شیمیایی هستند که به دلیل سبک بودن، بادوام بودن و ارزان بودن تولید و به راحتی به اشکال مختلف شکل می گیرند. هزاران اقلام معمولی و تخصصی از پلاستیک تولید می شود که پلیمر نیز نامیده می شود. بنابراین، محصولات پلاستیکی تقریباً در همه جای زمین ظاهر می شوند، حتی اگر صنعت پلاستیک تنها از اوایل قرن بیستم وجود داشته است.

صنعت پلاستیک مواد پلیمری را تولید می کند - که معمولاً پلاستیک نامیده می شود - و خدماتی را در پلاستیک های مهم برای طیف وسیعی از صنایع از جمله بسته بندی، ساختمان و ساخت و ساز، الکترونیک، هوا فضا، ساخت و حمل و نقل ارائه می دهد.

علاوه بر تولید پلاستیک، مهندسی پلاستیک بخش مهمی از بخش صنعتی است. حوزه دوم به دلیل خواص مکانیکی و حرارتی بهتر آن نسبت به پلاستیک های کالایی که به طور گسترده استفاده می شود، تحت سلطه پلاستیک مهندسی به عنوان ماده خام است. تولید پلاستیک در سطح جهانی در حال رشد است. 

در 'گذشته، انسان ها از پلیمرهای به اصطلاح طبیعی مانند لاستیک، شیره درختان سخت شده یا شاخ حیوانات برای ساختن اشیاء تخصصی استفاده می کردند که نمی توانستند از فلز، سنگ یا سایر مواد خام معمولی ساخته شوند. این اشیاء خاص شامل پوشش پنجره، ظروف غذا و نوشیدنی و جواهرات بود. در دهه های 1800 و 1900، دانشمندان اولین پلیمرهای مصنوعی، مواد چکش خوار تولید شده از زغال سنگ، نفت یا سلولز را رونمایی کردند. این پلیمرها یا پلاستیک ها به زودی به عنوان ظروف پخت و پز، عایق های الکتریکی و مواد مسکن مورد استفاده قرار گرفتند. تا پایان دهه 1920، صنعت پلاستیک در حال ایجاد استاندارد جدیدی برای کالاهای تولید انبوه بود که بقیه قرن بیستم را شکل خواهد داد.

تاریخچه تولید پلاستیک

تولید انبوه پلاستیک در دهه 1950 شروع شد و از آن زمان تقریباً به طور تصاعدی افزایش یافته است: زمانی که در سال 1950 پلاستیک 1.7 میلیون تن در سال تولید می شد، در سال 2014 تولید جهانی سالانه به 311 میلیون تن رسید. در واقع، مقدار کل حتی بیشتر است زیرا این اعداد شامل الیاف ساخته شده از پلی اتیلن ترفتالات (PET)، پلی آمید (PA)، پلی پروپیلن (PP) و پلی اکریل نمی شود. تخمین زده می شود که اگر روند تولید و استفاده کاهش نیابد، تولید پلاستیک می تواند تا سال 2050 به حدود 2000 میلیون تن برسد.

پلاستیک یک ماده سبک وزن، بادوام، ارزان و به راحتی قابل تغییر است، احتمالاً به همین دلیل است که استفاده از آن به سرعت افزایش یافته و همچنان در حال رشد است. پلاستیک ها به طور گسترده در زندگی روزمره ما استفاده می شوند - به هر کجا که نگاه کنید، احتمالاً چیزی از پلاستیک خواهید یافت. در اروپا بزرگترین بخش‌هایی که از پلاستیک استفاده می‌کنند، بسته‌بندی (39.5%)، ساختمان و ساخت و ساز (20.1%) و صنعت خودرو (8.6%) است. علاوه بر این، پلاستیک در صنایع برق و الکترونیک (5.7%) و کشاورزی (3.4%) نیز کاربرد دارد. سایر کاربردها بخش بزرگی از استفاده از پلاستیک (22.7 درصد) را تشکیل می دهند و شامل بخش هایی مانند لوازم مصرفی و خانگی، مبلمان، ورزش، بهداشت و ایمنی می شود.

با این حال، همان خواصی که پلاستیک را به یک ماده خام محبوب برای طیف گسترده ای از محصولات تبدیل می کند، در مورد محیط زیست نیز دارای معایبی است: به عنوان یک ماده سبک وزن که می تواند در نهایت دور از منبع قرار بگیرد، دوام تضمین می کند که دوام طولانی داشته باشد. در محیط زیست و هزینه کم باعث می شود احتمال دور ریختن آن بیشتر شود. با توسعه استفاده های جدید از مواد پلاستیکی و در دسترس قرار گرفتن محصولات در دسترس افراد بیشتری، مقدار پلاستیک وارد شده به محیط زیست افزایش یافته است. پیشنهاد شده است که 10 درصد از کل زباله های پلاستیکی در نهایت به دریا ختم می شود و به زباله های دریایی تبدیل می شود.

فرایند ساخت پلاستیک 

پلاستیک از پلیمرهایی تشکیل شده است که مولکول‌های آلی بزرگی هستند که از واحدها یا زنجیره‌های مبتنی بر کربن مکرر تشکیل شده‌اند. پلیمرها زمانی تولید می شوند که مولکول هایی به نام مونومر زنجیره های بلندی را در فرآیندی به نام پلیمریزاسیون تشکیل دهند. از این رو، مونومرها را می توان به عنوان بلوک های سازنده پلیمرها در نظر گرفت. اگر پلیمر از مونومرهای تکرار شونده یکسان تشکیل شده باشد، هموپلیمر یا اگر انواع مونومرهای مختلف داشته باشد، کوپلیمر نامیده می شود. مونومرهای مورد استفاده خواص اساسی، ساختار و اندازه پلیمرها را تعیین می کنند.

برخی از مونومرهای رایج مورد استفاده در تولید پلاستیک عبارتند از اتیلن، پروپیلن، وینیل کلرید و استایرن. این مونومرها معمولاً از نفت یا سایر سوخت‌های فسیلی به دست می‌آیند و در حال حاضر تقریباً 4 تا 6 درصد از نفت تولیدی جهان برای تولید پلاستیک مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد. علاوه بر سوخت‌های فسیلی، از زیست توده مانند روغن‌های گیاهی نیز می‌توان برای تولید پلاستیک‌های زیستی استفاده کرد. سهم آنها هنوز بسیار کم است، اما به آرامی در حال رشد است. با این حال، روغن یا زیست توده فقط اجزای اساسی یک پلیمر را فراهم می کند و از این رو خواص محصول نهایی تحت تأثیر مواد خام مورد استفاده قرار نمی گیرد.

هنگامی که پلاستیک تولید می شود، از انواع مواد شیمیایی به عنوان حلال، آغازگر و کاتالیزور فرآیند تولید استفاده می شود. آغازگرها و کاتالیزورها به پلیمریزاسیون کمک می کنند و فقط در مقادیر کم اضافه می شوند. کاتالیزورها معمولاً بر اساس فلزاتی مانند روی، قلع، منیزیم، تیتانیوم یا آلومینیوم هستند و برای مثال شامل پراکسیدها هستند.

افزودنی‌های بعدی با پلیمر مخلوط می‌شوند تا به فرآیندهای تولید آن‌ها کمک کنند یا خواص محصول نهایی را اصلاح کنند. تولید پلاستیک کاملاً به مواد افزودنی وابسته است، زیرا آنها مواد ضروری در تولید یا بهبود بسیاری از خواص حیاتی پلاستیک هستند. اهمیت آنها در تنوع افزودنی ها نیز دیده می شود - هزاران افزودنی وجود دارد که در صنعت پلاستیک استفاده می شود. به عنوان مثال، افزودنی ها می توانند انعطاف پذیری یا دوام پلیمر را بهبود بخشند یا آن را در برابر تخریب و سوختن اشعه ماوراء بنفش مقاوم کنند. آنها همچنین برای افزودن رنگ به محصول نهایی استفاده می شوند. افزودنی ها همچنین می توانند شامل پرکننده هایی مانند گچ، تالک و خاک رس باشند که برای کاهش اضافه می شوند
 

کاربرد های پلاستیک در صنایع مختلف

در دوران مدرن، پلاستیک ها شامل مواد مصنوعی متعددی از جمله پلی وینیل کلراید (PVC)، پلی استر و پلی استایرن هستند که بیشتر به نام Styrofoam™ شناخته می شوند. پلاستیک‌ها را می‌توان به اشکال، وزن‌ها و استحکام‌های مختلف برای مصارف مختلف شکل داد. بسیاری از محصولات یا قطعات محصول از پلاستیک های مختلف از جمله قطعات خودرو و ماشین آلات، مواد عایق و بالشتک و حتی کفش و لباس ساخته می شوند. بنابراین صنعت پلاستیک در اکثر کشورهای توسعه یافته فراگیر شده است.

برخی نگرانی های زیست محیطی در مورد استفاده گسترده از پلاستیک وجود دارد. از آنجایی که ساخت پلاستیک ارزان است، بسیاری از بسته بندی های پلاستیکی باید یک بار استفاده شوند و سپس دور ریخته شوند. این امر باعث افزایش ضایعات می شود و برخلاف مواد طبیعی مانند کاغذ، بیشتر پلاستیک ها تجزیه زیستی نمی شوند یا در طول زمان به مواد طبیعی بی ضرر حل نمی شوند. برخی از پلاستیک ها همچنین می توانند دیوکسین، یک ترکیب شیمیایی مرگبار، در هنگام سوختن ایجاد کنند. بسیاری از جوامع و مشاغل از برنامه های بازیافت پلاستیک برای کاهش اثرات زیست محیطی صنعت پلاستیک حمایت می کنند.