پروپیلن چیست؟ صفر تا صد ویژگی‌ها، نحوه تولید و کاربرد آن
یکی از اصلی‌ترین و پرمصرف‌ترین پلیمرهای دنیا پلی پروپیلن است. پلی پروپیلن یا به اختصار PP، یکی از انواع پلیمرهای ترموپلاستیک است که از مونومر پروپیلن تولید می‌شود. این پلاستیک عموماً به صورت جامد است و برای تولید محصولات متنوعی مانند لوله‌ها، فیلم‌ها، قطعات صنعتی، بطری‌ها، تجهیزات ماشینی، تجهیزات آشپزخانه و... استفاده می‌شود. پلی پروپیلن برخلاف پلی اتیلن دارای خواصی مانند مقاومت بالا در برابر حرارت، سازگاری خوب با محلول‌های شیمیایی و ضدخش بوده و همچنین قابلیت بازیافت بالایی دارد.
ویژگی‌های پلی پروپیلن
پلی‌پروپیلن (PP) یک ترموپلاستیک با چگالی کم و مقاوم در برابر تنش است که از یک مونومر پروپن (یا پروپیلن) ساخته شده است. از ویژگی‌های این پلیمر می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- مقاوم بودن در برابر حرارت
- بی‌رنگ بودن
- شفافیت
- وزن کم
- قیمت مناسب
- درخشندگي
- چاپ پذيري بالا
- مقاومت بالا در برابر بوی محيط و رطوبت
- قابليت شکل پذيري بالا
- فرآيند توليد نه چندان پيچيده
عناصر سازنده پلی پروپیلن چیست؟
این پلیمر از اتصال مونومرهاي پروپيلن تشکيل شده است. به عبارت دیگر، زنجیره‌های طولانی از واحدهای پروپیلن (C3H6) در ساختار PP وجود دارد و عناصر سازنده اصلی آن عبارتند از:
- کربن(Carbon) : عنصر کربن گروه اصلی و اساسی در ساختار PP است. این عنصر در واحدهای پروپیلن موجود در زنجیره‌های پلیمری حضور دارد و می‌تواند به صورت پیوندهای کربن-کربن در این زنجیره‌ها متصل شود.
- هیدروژن(Hydrogen) : عنصر هیدروژن نیز در ساختار این پلیمر به وفور موجود است. همانند عنصر کربن، هیدروژن نیز با پیوندهای کربن-هیدروژن در زنجیره‌های پلیمری پیوند می‌شود.
در کل، ساختار پلی پروپیلن از زنجیره‌های طولانی که حاوی واحدهای پروپیلن (CH3-CH=CH2) هستند، تشکیل شده است و واحدهای این پلیمر با پیوندهای کربن-کربن و کربن-هیدروژن به یکدیگر متصل می‌شوند. این پلیمر به دلیل سادگی، سبکی و خواص فیزیکی و شیمیایی متنوعی که دارد، در صنایع مختلف از جمله بسته‌بندی، خودروسازی، الکترونیک و غیره استفاده می‌شود.
فرایند تولید پروپیلن به چه صورت است؟
تولید این پلیمر از مواد اولیه نفت خام یا گاز طبیعی آغاز می‌شود. این فرایند شامل پنج مرحله اصلی است که عبارتند از: مرحله‌ی اتمسفری، پالادیوم، کاتالیست، راکتور تعلیقی و هندسه دورانی. این فرایند به صورت گسترده در صنعت پلاستیک جهت تولید پلیمر پروپیلن استفاده می‌شود. در ادامه به طور خلاصه هر مرحله را توضیح داده‌ایم.
-
اتمسفری: در این مرحله، مواد اولیه (گاز طبیعی یا نفت خام) به طور مختصر نگهداری شده و از آنها برای تولید پلیمر استفاده می‌شود.
-
پالادیوم: در این مرحله، گاز طبیعی یا نفت خامی که در مرحله قبل نگهداری شده بود با استفاده از نیترات پالادیوم تغذیه می‌شود.
-
کاتالیست: در این مرحله، از یک کاتالیست ساخته شده از کربنات باریم یا اکسید منیزیم استفاده می‌شود. نقش این کاتالیست، تغییر شیمیایی مواد اولیه و تبدیل آنها به مونومر PP است.
-
راکتور تعلیقی: در این مرحله، مواد شیمیایی و کاتالیست در یک راکتور تعلیقی با یکدیگر ترکیب می‌شوند. پروپیلن تولید شده در قالب گاز خروجی از راکتور تعلیقی می‌باشد.
- هندسه دورانی: در انتهای فرایند تولید این پلیمر، گاز خروجی از راکتور تعلیقی در یک فنلویزر به دمایی بالا و فشاری بالا تبدیل می‌شود. در این مرحله، پلیمر پروپیلن استخراج شده از فنلویزر، از حالت گاز به جامد تبدیل شده در قالب قطعات و یا صفحات مختلف به کار می‌رود.
در نهایت، پلیمر تولید شده به حالت خمیری به تانکرها و مناطق نگهداری منتقل شده و سپس به صورت ذرات، صفحات یا قطعات پلاستیکی شکل داده می‌شود. این قطعات به صورت پودر، مواد ریخته‌گری یا فیلم‌های پلاستیکی استفاده می‌شوند.
کاربرد پلی پروپیلن چیست؟
پلیمر پروپیلن به عنوان یک ماده چند منظوره مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخی از کاربردهای این پلیمر عبارتند از:
بسته بندی: این ماده به دلیل خواص مکانیکی خوبی که دارد برای ساخت ظروف پلاستیکی، بطری‌های آب، کیسه‌های خرید و بسته‌های غذایی استفاده می‌شود.
محصولات الکترونیکی: پلیمر پروپیلن در صنعت الکترونیک در تولید قطعات الکتریکی مانند محافظ مکانیکی، بدنه دستگاه‌های روشنایی و قطعات استفاده می‌شود.
ساخت و ساز: پلی پروپیلن معمولاً برای لوله‌کشی، فوم‌های عایق حرارتی و صفحات سقف ساختمان‌ها استفاده می‌شود. همچنین، به دلیل مقاومت خوب در برابر شرایط جوی و خوردگی، به عنوان سنگ ریزه جهت روکش راه‌ها و محیط‌های صنعتی نیز استفاده می‌شود.
خودروسازی: این ماده در صنعت خودرو برای تولید قطعات مانند داشبورد، صندلی، دسته راهنما، باک‌های سوخت و سیستم‌های تهویه هوا به کار می‌رود.
صنعت پزشکی: به دلیل قابلیت تعقیم و مقاومت در برابر مواد شیمیایی، این پلیمر در صنعت پزشکی برای ساخت ابزارهای پزشکی مانند سرنگ‌ها و بسیاری قطعات دیگر به کار می‌رود.
بسته‌بندی دارویی: پلیمر پروپیلن به دلیل قدرت بازبینی خوبی که دارد، برای بسته‌بندی داروهای مایع و جامد استفاده می‌شود.
صنعت الیاف: این ماده از طریق فرآیندهای خاص به عنوان الیاف مصنوعی به کار می‌رود. این الیاف برای تولید لباس بهداشتی و کیسه‌های بافته شده مورد استفاده قرار می‌گیرند.
از آنجا که پلی پروپیلن خواص خوبی مانند مقاومت به حرارت، مقاومت در برابر خوردگی و قابلیت بازیافت دارد، در صنایع مختلف دیگری نیز به کار برده می‌شود.
کد بازیافت
با توجه به کاربرد فراوان پلاستیک در دنیای امروز و خطرات آن برای محیط زیست بازیافت آن مشکل ساز شده و موجب ساخت کد و رتبه‌بندی برای پلاستیک‌ها شده است. پلیمر پروپیلن، پلاستیکی سبک و با استحکام بوده که از مقاومت بالایی در برابر حرارت برخوردار است و به عنوان سدی در برابر رطوبت و مواد شیمیایی عمل می‌کند. پلی پروپیلن نقطه ذوب بالایی دارد، بنابراین اغلب برای ظروفی انتخاب می‌شود که مایع داغ را در خود نگه می‌دارند. پلی پروپیلن در این رتبه‌بندی کد 5 را به خود اختصاص داده و علامت آن به شکل زیر است.