ویژگی الیاف مصنوعی

از مهمترین ویژگی این الیاف، رنگ­پذیری ، قابلیت شستشو و نیز مقاومت در برابر حرارت است، بطوریکه به سهولت قابل اتو کردن باشند. البته الیاف مصنوعی نیز طیف وسیعی از ویژگی­ها را در خود داراست، بطوریکه برخی از محصولات این الیاف، گاه خصوصیات متضادی دارند، بطوریکه برخی از الیاف، نفوذپذیر بوده و برخی دیگر غیر قابل نفوذ می­باشد که موارد استفاده آنها هم بسیار وسیع است. الیاف مصنوعی در تولید لباسهای زنانه، مردانه ، جوراب، دستکش ، انواع فرش­های ماشینی و موکت ، رویه مبلمان پرده ، تورهای ماهیگیری ، بالن­ها، چتر نجات ، عایق­های الکتریکی ، وسایل ورزشی، پوششهای ضد رطوبت ، ضد حرارت، لباس فضانوردان مورد استفاده قرار می­گیرند.

همچنین در صنایع مختلف مانند عروسک­سازی ، ساخت عایق برای موتورها و ژانراتورها ، ساخت کمربند، مچ­بند ، رویه کفش ، کیف ، چمدان ، بارانی، چتر ، نخ بخیه ، تولید کاموا، پتو و... نیز می­توان از انواع الیاف مصنوعی استفاده شود. تولید الیاف مصنوعی پس از جنگ جهانی دوم به شدن روبه گسترش گذاشت، بطوریکه در شرایط فعلی ، انواع الیاف ، مصنوعی همچون الیاف پلی­آمید، پلی­استر، پلی­اکریلونیتریل، پلی­ویتیل و ... در مقیاس بسیار وسیع و متنوع به بازار عرضه می­شوند.

گریدهای مختلف پلیمرها

این پلاستیک، امروزه در دنیا بیشترین بطور کل پلیمرها خود به دو دسته طبیعی و مصنوعی دسته­بندی می­شوند.

از انواع طبیعی پلیمر می­توان به صمغها (کائوچو) ، پروتئینها (کازئین) پلی ساکاریدها(نشاسته) اشاره کرد و انواع پلیمر مصنوعی بصورت الیاف (پلی آمیدها) ، لاستیک­ها (بوتادئینها) ، چسبها، پوششها (نیتروسلولز) و پلاستیکها که خود به دو دسته ترموپلاستها و ترموستها تقسیم می­شوند، اشاره کرد.

اما از لحاظ دسته­بندی پلیمرها در صنعت پتروشیمی، این ماده به پلیمرهای اساسی و مهندسی دسته­بندی می­شود که سهم پلیمرهای اساسی بالغ بر 90 درصد از این مجموع می­باشد. عمده پلیمرهای پرمصرف در صنعت پتروشیمی ، شامل پلی­اتیلن ، پلی­پروپیلن، پلی اتیلن ترفتالات ، پلی وینیل کلراید ، پلی استایرن و اکریلونیتریل – بوتادین – استایرن (ABS) است . پلی اتیلن با تولید در سه گرید مختلف، پرمصرف ترین پیلمر جهان است. در سال­های قبل ، پلی وینیل کلراید (PVC) ، دومین پلیمر پرمصرف جهان بود که با توجه به رشد سریعتر مصرف پلی پروپیلن و پلی­اتیلن ترفتالات (پلی استر) نسبت به پلی­وینیل­کلراید (PVC) ، این نسبت در حال حاضر تغییر یافته ، بطوریکه پلی پروپیلن دومین پلیمر پرمصرف جهان پس از پلی اتیلن و پلی ایتلن ترفتالات، سومین پیلمر و بعد از آنها پلی­وینیل­کلراید و پلی­استایرن قراردارند.

پلی اتیلن

این پلاستیک، امروزه در دنیا بیشترین تولید سالانه را دارد. مصرف 3/69 میلیون تن در سال و اختصاص 33 درصد از مصرف پلیمرهای اساسی، موید این نکته است که پرمصرف ترین پلیمر جهان پلی اتیلن می­باشد . یکی از دلایل مصرف زیاد این نوع پلیمر، قیمت کم (مخصوصاً به دلیل دانسیته کم هر پوندش حجم زیادی دارد) و دیگر خواص فیزیکی منحصر بفرد آن می­باشد. پلی­اتیلن انعطاف­پذیری بی­نظیری داشته و نیازی به افزایش نرم­کننده ندارد. این امر موجب کاربرد آن در ساخت بطریهای فشرده، فیلم­ها و ورقها می­گردد. ثانیاً مقاومت خوبی در مقابل بازها، اسیدها و نمک­ها (به استثنای مواد اکسیدکننده قوی) نشان می­دهد . علت نگهداری پاک­کننده­ها در ظروف پلی اتیلن در مصارف خانگی همین امر است. ثالثاً پلی اتیلن مقاومت خوبی در مقابل آب دارد که این امر بیانگر خواص الکتریکی خوب آن و استفاده از آن در کابلهای الکتریکی است. پلی ایتلن بر اساس فشردگی زنجیره مولکولی و دانسیته در سه نوع پلی اتیلن سنگین (HDPE) پلی اتیلن سبک (LDPE) و پلی اتیلن سبک خطی (LLDPE) تولید می­شود.

پلی اتیلن سنگین (HDPE)

زنجیره مولکولی در این نوع پلیمر ، فشرده است که همین عامل، باعث افزایش دانسیته آن می­شود. لذا انعطاف پذیری به شدت کاهش می­یابد. این نوع پلیمر گرچه مقاومت ضربه­ای کمتری نسبت به پلی اتیلن سبک دارد اما مقاومت آن در برابر مواد شیمیایی همانند مقاومت آن در برابر تنشهای شکننده محیطی خوب است . لذا از این نوع پلیمر در انواع محصولات تجارتی مانند ظروف نگهدارنده سوخت، صندلی­های مورد استفاده در فضای باز ، اسباب­بازیها، جامه­دانها، لوله­ها و مجراها استفاده می­شود. نوعی دیگر از پلی­اتیلن با دانسیته بالا با نام (UHMWPE) وجود دارد که البته در حجم کمتری متداول است. این نوع پلیمر، ستخت­تر و سفت­تر از سایر انواع پلی­اتیلن است.

پلی اتیلن سبک (LDPE)

پلی اتیلن به لحاظ فشردگی کم و پایین مولکولی از دانسیته پایین برخوردار است که همین امر، باعث افزایش انعطاف­پذیری آن می­شود این خاصیت باعث شده که بیش از پنجاه درصد از تولید این محصول در ساخت فیلم و ورق جهت مصرف در روکش­های طلقی شفاف، آسترهای بسته­بندی، کاورها و چمدانها مصرف گردد. همچنین جهت ساخت ظروفی مانند بطریهای تحت فشار از این نوع پلیمر استفاده می­شود . مصرف دیگر پلی اتیلن سبک، عایق­کاری سیم و کابل و روکش کاغذ می­باشد.

پلی اتیلن سبک خطی (LLDPE)

دانسیته این نوع پلی­اتیلن از پلی­اتیلن سبک نیز کمتر می­باشد. این نوع پلیمر، در مقابل پارگی و سوراخ شدن مقاومت، استحکام وکشش بهتری را نشان می­دهد. آمریکای شمالی، آسیا، پاسیفیک به جز ژاپن و اروپای غربی به ترتیب بزرگترین تولید کنندگان پلی­اتیلن در جهان محسوب می­شوند.

تولید این پلیمر در سال 1998بالغ بر 9/10 میلیون تن بود که با رشد 2/6 درصدی درسال 2003 به 8/14 میلیون تن رسید و پیش­بینی می­شود که در سال 2008 این رقم به 5/19 میلیون تن درسال برسد. اما چیزی که جالب به نظر می­رسد . این است که پلی­اتیلن سبک خطی به دلیل ویژگیهای منحصر بفردش چندسالی است که مورد توجه قرار گرفته و روند رو به رشدی را در تولید طی می­کند. بطوریکه پیش­بینی می­شود. در سال 2013 مصرف این پلیمر، رقمی معادل 2/24 میلیون ، یعنی 29 درصد از انواع پلی­اتیلن باشد که با توجه به مصرف 25 درصدی کنونی ، نشان از رشد آن می­دهد.

همچنین پیش بینی می­شود در سال 2013 ، HDPE مصرفی معادل 37 تن در سال یعنی حدود 45 درصد کل پلی­اتیلن­ها داشته باشد. که نسبت به رقم 43 درصدی حال حاضر نیز افزایش نشان می­دهد. اما در بین انواع پلی­اتیلن­ها، این پلی اتیلن سبک است که با کاهش مصرف روبروست، چرا که درسال 2013 مصرف جهانی این پلیمر 6/21 میلیون تن و معادل 26 درصد کل پلی­اتیلن­ها خواهد بود که نسبت به مصرف 33 درصدی کنونی، کاهش مصرف را نشان می­دهد.

پلی پروپیلن (PP)

این نوع پلیمر با مصرف سالانه 35 میلیون تن و اختصاص 21 درصد از مصرف جهانی پلیمرهای اساسی ، رتبه دوم پرمصرف­ترین پلیمر را به خود اختصاص داده است. قابلیت افزایش پرکننده ، تقویت کننده و دیگر اصلاح کننده­ها، پلی­پروپیلن را مبدل به یک پلیمر پرمصرف و پرطرفدار کرده است. بطوریکه با بهبود خاصیت­های قابل توجه در مواردی جایگزین پلیمرهای مهندسی نیز شده است. در سال 1998 ظرفیت تولید جهانی این نوع پلیمر 7/29 میلیون تن بود که با رشد 3/6 درصد در سال 2003 به حدود 3/40 میلیون تن رسید. موارد استفاده این پلیمر، صنعت اتومبیل، تزئینات داخلی ، پروانه­ها، کف­پوش اتومبیل ، جعبه باطری می­باشد. همچنین در ساخت کابینت ، رادیو و تلویزیون، اجزای ماشین ظرفشویی ، همزن­های شستشوگر و لوله کشی به کار می­رود. از پلی­پروپیلن در ساخت فیلم جهت استفاده در صنایع بسته بندی مواد غذایی و نیز ساخت تک رشته­ها والیاف جهت استفاده در ساخت پشتی، فرش و گونی استفاده می­شود، زیلوها، پوششهای چمن مصنوعی ، طناب ضدپوسیدگی و تورهای ماهیگیری و قلم­موها از دیگر موارد استفاده پلی­پروپلین می­باشد. پیش­بینی می­شود که مصرف جهانی پلی­پروپیلن درسال 2013 بالغ بر حدود 8/60 میلیون تن باشد.

پلی­وینیل کلراید (PVC)

این پلیمر از لحاظ تولید، سرعت رشد خوبی را از خود نشان می­دهد. از دلایل مهم این امر، تنوع زیاد این پلیمر است. PVC می­تواند به عنوان یک پلاستیک قوی وسفت بکار رود، یا با انواع نرم­کننده­ها آمیزه کاری شده ، پلاستیک انعطاف­پذیرتولید کند. در تولید کیسه­های خون که به وفور مورد استفاده قرار گرفته و جنبه حیاتی دارد، از همین پلیمر استفاده می­شود. چرا که این پلیمر در عین انعطاف­پذیر بودن، مقاومت بالایی از خود نشان می­دهد.

از مزایای این پلیمر مقاومت خوب آن در مقابل چربیها ، روغنها و اسیدها و بازها می­باشد. همچنین خواص نارسایی الکتریکی خوبی دارد و در برابر شعله مقاوم است. به علاوه PVC در مقابل آب، مقاومت خوبی دارد. بالاخره از مهمترین مزیتهای این پلیمر نسبت به سایر پلاستیک­ها، کیفیت بی­نظیر آن است که سبب می­شود به راحتی با انواع نرم­کننده­ها آمیخته گشته ، محصولات پلاستیکی از سخت­ترین شکل تا انعطاف پذیرترین شکل را تولید کند. چنین تنوعی را هیچ پلاستیک دیگری نشان نمی­دهد.

PVC در دو دسته عمده تولید می­شود: نوع سخت و نوع انعطاف­پذیر، اگر PVC با نرم­کننده آمیخته نشود و یا با مقدار کمی از آن آمیخته گردد، یک پلاستیک قوی و سخت بدست می­آید . حوزه مصرفی نوع سخت این پلیمر، لوله و اتصالات ساختمانی و نیز استفاده در پوشش­های خارجی و پاتل­های ساختمانی می­باشد. PVC سخت در موارد از قبیل مجاری فاضلاب، ناودانها، لاستیکهای درزگیر در و پنجره قطعات اتومبیل، کارت­های اعتباری و قالب­گیری بادی بطری­ها به مصرف می­رسد.

مصارف PVC انعطاف­پذیر، متنوع است. از تولید انواع کاغذ دیواری و رومبلی تا تولید ورق و فیلم از جمله موارد استفاده این پلیمر می­باشد. سایر کاربردهای آن در خط کشی استخرهای شنا، اسباب بازیهای متورم شونده، شیلنگ­های باغچه­ای، پرده­های حمام، رومیزیها و ... خلاصه می­گردد. در حال حاضر ، مصرف جهانی این پلیمر 4/27 میلیون تن است که رقمی معادل 16 درصد از مصرف پلیمرهای اساسی را به خود اختصاص داده است. پیش­بینی می­شود که تا سال 2013 مصرف این پلیمر در جهان بالغ بر حدود 8/38 میلیون تن گردد. بررسی ظرفیت­های تولید و میزان مصرف جهانی PVC بین سال­های 1990 تا 2001 به طور متوسط رشد سالانه 5/4 درصد را نشان داده است.

پلی اتیلن ترفتالات (PET)

بدون تردید همه ما برای یکبارهم که شده نوشابه­ها و نوشیدنی­های گاز کربنیک دار را در ظرف پلاستیکی مخصوص دیده­ایم، این پلاستیک­ها که تحول عظیمی را در نگهداری مواد غدایی (مایعات) ایجاد کرده­اند. گونه­ای از پلیمرها تحت عنوان پلی­اتیلن ترفتالات یا (PET) می­باشند. این پلیمر از گستره مواد پلی­استر است که با مصرف 32 میلیون تن در حال حاضر معادل 18 درصد از کل مصرف جهانی پلیمرهای اساسی را به خود اختصاص داده است. این پلیمر سالهاست در تولید الیاف برای مصارف نساجی مورد استفاده قرار می­گیرد. با این همه در سالهای اخیر، مصرف آن به عنوان یک پلاستیک رو به رشد بوده است. استحکام بالای این پلیمر باعث شده که فشار بیش از psi 100 را تحمل کرده و نیز در مقابل عبور دی­اکسید کربن از خود مقاومت خوبی نشان دهد به همین دلیل است PET برای نگهداری انواع نوشیدنی­های گازکربنیک­دار مورد استفاده قرار می­گیرند. PET در صنایع بسته­بندی نیر کاربرد خوبی دارد.مخصوصاً در بسته­بندی مواد غدایی که می­تواند جوشانده شود. از دیگر موارد استفاده این پلیمر، ساخت فیلم PET می­باشد که در فیلم­های عکاسی و نوارهای ضبط مغناطیسی از آن استفاده فراوان می­شود. پلی­اتیلن ترفتالات در دو گرید الیاف و بطری تولید می­شود

گرید بطری

همانطور که قبلاً ذکر شد از این نوع پلیمر به سبب ویژگیهای خاص خود در نگهداری انواع نوشیدنی­ها از جمله نوشیدنی­های گازکربنیک­دار استفاده می­شود. مصرف کنونی جهان از این گرید ، 3/9 میلیون تن درسال است که رقمی معادل 5 درصد از مصرف جهانی انواع پلیمرهای می­باشد. پیش­بینی می­شود مصرف گرید بطری درسال 2013 به حدود 19 میلیون تن برسد.