پلیمرها، از جمله موادی هستند که در اطرافمان و در محصولات روزمره‌ای که استفاده می‌کنیم، به وفور یافت می‌شوند. این پلیمرها را می‌توان به دو دسته اصلی، یعنی پلیمر طبیعی و پلیمر مصنوعی، تقسیم کرد. نوع طبیعی آن از منابع زنده مانند گیاهان و جانوران به دست می‌آیند، در حالی که پلیمرهای مصنوعی توسط انسان در آزمایشگاه‌ها و کارخانه‌ها تولید می‌شوند. این دو نوع ماده، از لحاظ ویژگی‌ها، کاربردها و تأثیرات زیست محیطی، تفاوت‌های چشمگیری دارند.
هر یک از این دو دسته ، مزایا و معایب خاص خود را دارند که در انتخاب و استفاده از آنها باید مورد توجه قرار گیرد. درک ما از این تفاوت‌ها، اهمیت زیادی در تصمیم‌گیری‌های ما در زندگی روزمره دارد.
پلیمرهای طبیعی
در حال حاضر، تحقیقات جهانی به دنبال راهکارهایی برای کاهش استفاده از پلیمرهای مشتق از منابع فسیلی هستند، مانند پلی اتیلن و پلی پروپیلن. دلیل این تلاش‌ها عبارت است از مشکلات زیست‌محیطی ناشی از استفاده از این مواد، از جمله گرم شدن زمین، فرسایش خاک، و آلودگی هوا با کربن دی اکسید. به همین دلیل، محققان به دنبال جایگزینی پلیمرهای فسیلی با پلیمرهای مشتق از منابع طبیعی هستند.
به عنوان مثال پشم و ابریشم، منشأ طبیعی دارند و به دلیل سرعت تخریب بالا و کاهش مصرف نفت، به عنوان جایگزین‌های مناسب برای مواد فسیلی مطرح شده‌اند. علاوه بر این، استفاده از مواد طبیعی می‌تواند به کاهش گرم شدن زمین و آلودگی محیط زیست کمک کند.
صنعت بسته‌بندی و مواد غذایی نیز با چالش‌هایی مانند حفظ کیفیت محصولات و کاهش فرآوری مواجه است. به همین دلیل، استفاده از پلیمرهای بسته‌بندی زیست فعال که تحت عنوان پلیمرهای تخریب‌پذیر شناخته می‌شوند، در حال گسترش است.
در نتیجه کاهش استفاده از پلیمرهای فسیلی و افزایش استفاده از پلیمر طبیعی و بسته‌بندی‌های زیست فعال، می‌تواند به حفظ محیط زیست و کیفیت محصولات کمک کند.
معرفی انواع پلیمرهای طبیعی
- پلی ساکاریدها: پلی ساکاریدها از ذرات پلی ساکارید ساخته شده‌اند و از مهمترین پلیمرهای طبیعی به شمار می‌روند. این پلیمرها شامل گالاکتوز، گلوکز و فروکتوز است و در صنایع غذایی به عنوان قند، نشاسته و فیبر مورد استفاده قرار می‌گیرند. پلی ساکاریدها در گیاهان و حیوانات یافت می‌شوند.
- پلی آمیدها، پلی پپتیدها و اسیدهای آمینه: این پلیمرها در بدن جانداران زنده یافت می‌شوند و از طریق اتصال زنجیره‌ای از اسیدهای آمینه به هم تشکیل می‌شوند. پلی آمیدها مانند پروتئین‌ها، کراتین و پوشش‌های طبیعی مانند پوست و قرنیه چشم از این نوع پلیمرها هستند.
- پلیمر نوکلئوتیدی: این نوع پلیمرها شامل DNA و RNA هستند و از ذرات نوکلئوتید ساخته شده‌اند. این پلیمرها در بدن جانداران زنده وجود دارند و نقش مهمی در ارث و تنظیم فعالیت‌های سلولی دارند.
- پکتین: پکتین یک نوع پلیمر طبیعی است که در دیواره سلولی گیاهان وجود دارد. این پلیمر قابلیت جذب آب را دارد و در صنایع غذایی به عنوان ضخامت دهنده، پایدار‌کننده و امولسیفایر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
کاربرد پلیمر طبیعی
در واقع، پلیمرهای طبیعی اساس ایجاد پلیمرهای غیر طبیعی بوده‌اند. با این حال، هنوز راه حلی برای جلوگیری از آسیب‌های احتمالی ناشی از استفاده از این مواد در زندگی انسان ارائه نشده است.
با استفاده از سلولز می‌توان کاغذ و خمیر کاغذ تولید کرد. این ماده که در درختان یافت می‌شود، با استفاده از فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی به کاغذ تبدیل می‌شود. علاوه بر این، سلولز میکروکریستالی در صنعت داروسازی به عنوان رقیق‌کننده و چسباننده در تولید قرص‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین، کربوکسی‌متیل‌سلولز در فرمولاسیون‌های دارویی به عنوان اتصال‌دهنده و پوشش دهنده در فیلم‌های بسته‌بندی استفاده می‌شود. الیاف استات سلولز هم در پانسمان زخم به کار می‌روند.
پلیمر مصنوعی
بسیاری از مواد این دسته از نفت به عنوان منشاء به دست می‌آیند و در فرایند تولید مواد شیمیایی و پلیمری از آنها استفاده می‌شود. این پلیمرها برخی از طریق چگالش، به نام پلیمرهای چگالشی، و برخی دیگر از طریق پلیمریزاسیون به دست می‌آیند که به عنوان پلیمرهای افزودنی شناخته می‌شوند.
پلیمرهای مصنوعی به عنوان پلیمرهای آلی و معدنی طبقه‌بندی می‌شوند. پلیمرهای آلی از ذرات هیدروکربنی ساخته شده‌اند و در حالی که پلیمرهای معدنی از مواد معدنی به عنوان ماده اولیه تولید می‌شوند. پلی‌استایرن، تفلون، پلی‌اتیلن، و پلی‌پروپیلن از نمونه‌های این طبقه‌بندی محسوب می‌شوند.
معرفی انواع پلیمرهای مصنوعی
- پلیمرهای چگالشی: این پلیمرها از طریق چگالش بدست می‌آیند که در این روش، مواد شیمیایی در حضور کاتالیزورها به هم متصل می‌شوند و پلیمر ساخته می‌شود. نمونه‌هایی از این پلیمرها شامل پلی استایرن و پلی اکریلونیتریل هستند.
- پلیمرهای افزودنی: در این نوع پلیمرها، موادی به نام مونومرها در حضور کاتالیزورها به هم متصل می‌شوند و پلیمر ساخته می‌شود. این پلیمرها به عنوان مواد افزودنی در صنایع مختلف مانند صنایع غذایی، پوشاک و صنایع بسته‌بندی مورد استفاده قرار می‌گیرند. نمونه‌هایی از این پلیمرها شامل پلی اتیلن، پلی پروپیلن و پلی وینیل کلراید هستند.
- پلیمرهای آلی و معدنی: پلیمرهای آلی از ذرات هیدروکربن ساخته شده‌اند و پلیمرهای معدنی از ذرات معدنی ساخته می‌شوند. نمونه‌هایی از پلیمرهای آلی شامل پلی استایرن، تفلون، پلی اتیلن و پلی پروپیلن هستند. پلیمرهای معدنی مانند پلیمرهای سیلیکاتی و پلیمرهای آلومینیومی وجود دارند.
در کل، پلیمرهای طبیعی از موادی که در طبیعت یافت می‌شوند، ساخته شده‌اند و پلیمرهای مصنوعی از طریق فرآیندهای شیمیایی برای تولید مواد پلیمری ساخته می‌شوند. هر دو نوع پلیمر مهم و کاربردی هستند.
کاربرد پلیمر مصنوعی
این مواد به عنوان موادی که از مواد شیمیایی سنتز شده‌اند، در صنایع مختلف استفاده می‌شوند. برخی از کاربردهای مهم آنها عبارتند از:
بسته‌بندی این پلیمرها به عنوان مواد بسته‌بندی برای محصولات مختلف استفاده می‌شوند. این شامل بسته‌بندی مواد غذایی، دارویی، لوازم خانگی، و غیره می‌شود.
- صنعت خودرو: پلیمرهای مصنوعی در تولید قطعات داخلی و خارجی خودروها مورد استفاده قرار می‌گیرند، از جمله سیستم‌های داخلی، پنل‌ها، و لاستیک‌ها.
- صنعت الکترونیک: در تولید قطعات الکترونیکی مانند محافظ صفحه نمایش، خواص عایقی پلیمرها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- صنایع پوشاک: این پلیمرها مانند پلی‌استر و نایلون در تولید پارچه و پوشاک استفاده می‌شوند.
- صنایع ساختمانی: در تولید لوله‌ها، پوشش‌ها، عایق‌ها و مواد ساختمانی دیگر از این نوع مواد استفاده می‌شود.
- صنایع پزشکی: این گروه در تولید وسایل پزشکی مانند بسترهای بیمارستانی، عضو مصنوعی، و لوازم جراحی استفاده می‌شوند.
این موارد تنها چند نمونه از کاربردهای پلیمرهای مصنوعی هستند و در واقع این مواد در بسیاری از صنایع و زمینه‌های مختلف به کار می‌روند.
شباهت پلیمر طبیعی و مصنوعی
در ادامه شباهت‌های بین پلیمرهای طبیعی و مصنوعی را بررسی خواهیم نمود:
شباهت در ساختار
هر دو نوع ماده از یکای به نام مونومر تشکیل شده‌اند که به صورت تکراری به یکدیگر متصل شده‌اند. به عنوان مثال، پلی‌اتیلن (PE) به صورت مصنوعی و سلولز به صورت طبیعی هر دو از واحدهای اتیلن تشکیل شده‌اند که به صورت متوالی به یکدیگر متصل شده‌اند.
خواص فیزیکی مشترک
برخی از خواص فیزیکی هر دو نوع می‌توانند مشابه باشند. به عنوان مثال، پلی‌اتیلن (PE) مصنوعی و سلولز طبیعی هر دو انعطاف‌پذیری بالایی دارند که این ویژگی از ترتیب متوالی واحدهای متصل به هم آنها نشات گرفته است.
استفاده در صنایع مختلف
هر دو نوع در صنایع مختلفی از جمله بسته‌بندی، پوشاک، صنایع دارویی و غیره استفاده می‌شوند. به عنوان مثال، سلولز به عنوان ماده اصلی در کاغذسازی و پلی‌اتیلن به عنوان مواد بسته‌بندی استفاده می‌شود.
قابلیت تولید اشکال مختلف
هر دو نوع به راحتی می‌توانند به اشکال مختلفی تبدیل شوند، از جمله فیلم، لوله، صفحه و …
توزیع حجمی مشابه
هر دو نوع معمولاً دارای توزیع حجمی مشابهی از وزن مولکولی هستند، که این ویژگی می‌تواند برای تعیین خواص مکانیکی و فیزیکی مهم باشد.
روش‌های پردازش مشابه
هر دو نوع می‌توانند از روش‌های پردازش مشابهی مانند تزریق، فشردگی، و فرایندهای حرارتی برای تولید قطعات مختلف استفاده کنند.
این موارد تنها نمونه‌هایی از شباهت‌هایی هستند که بین این مواد وجود دارد.
تفاوت پلیمر مصنوعی و طبیعی
درک تفاوت بین موتد مهم است زیرا هر نوع ماده به دلیل خصوصیات خاص خود در صنایع مختلفی استفاده می‌شود و دانستن این تفاوت‌ها به مصرف‌کننده‌ها کمک می‌کند تا انتخاب بهتری داشته باشند.
منشأ و تولید
پلیمر مصنوعی به صورت غیر طبیعی در کارخانه‌ها و آزمایشگاه‌ها تولید می‌شوند. فرآیندهای شیمیایی مختلفی مانند پلیمریزاسیون و پلیکوندانساسیون برای ساخت این مواد استفاده می‌شود. این فرآیندها توسط انسان طراحی و کنترل می‌شوند.
پلیمرهای طبیعی از منابع طبیعی مانند گیاهان، جانوران، و میکروب‌ها به دست می‌آیند. مثلاً سلولز که از سلول‌های گیاهی به دست می‌آید. فرآیندهای طبیعی مانند فتوسنتز و ترکیبات زیستی دیگر نیز در تولید این مواد نقش دارند.
قیمت
پلیمرهای مصنوعی به طور کلی دارای قیمت کمتری هستند. این امر به دلیل استفاده از منابع ارزان‌تری مانند نفت و فرآیندهای تولید مکانیزه‌تر آنها است.
قیمت مواد طبیعی بیشتر است، چرا که تولید آنها نیازمند منابع طبیعی گران‌تری است و فرآیندهای تولید آنها معمولاً پیچیده‌تر هستند.
منابع تولید
منابع تولید مواد غیرطبیعی معمولاً نفت و مشتقات آن هستند. این مواد به طور مستقیم از هیدروکربن‌های موجود در نفت به دست می‌آیند.
پلیمرهای طبیعی از مواد گیاهی و جانوری به دست می‌آیند. مثلاً نشاسته که یکی از مواد طبیعی است، از گیاهان مانند گندم و سیب به دست می‌آید.
به طور کلی، این تفاوت‌ها باعث می‌شود که هر کدام از این دو نوع پلیمر در صنایع و کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار گیرند، مثلاً نوع طبیعی در صنایع غذایی و داروسازی بیشتر دیده می‌شوند، در حالی که پلیمرهای مصنوعی در صنایع بسته‌بندی و صنایع مصرفی استفاده می‌شوند.
نوآوری و کیفیت رنگین پلیمر، راهی نوین و مطمئن در صنعت پلاستیک
شرکت رنگین پلیمر با افتخار به شما خدمات خود را در زمینه مستربچ و افزودنی‌های صنایع پلاستیکی ارائه می‌دهد. ما به عنوان یکی از پیشگامان در این صنعت، به کیفیت بالا و ارائه محصولاتی با استانداردهای بین‌المللی مفتخریم.
در رنگین پلیمر، هدف ما ایجاد رضایت مشتریان و حفظ کیفیت سفارشهای شما است. با تکیه بر توانمندی‌های فنی و تجربه، ما قادر به تولید نیازهای شما با کیفیت بالا هستیم. تیم ما همواره آماده بهره‌مندی از تخصص خود در ایجاد راه‌حل‌های منحصر به فرد برای نیازهای شماست. با انتخاب خدمات ما، بهترین کیفیت و خدمات را دریافت خواهید کرد.
سوالات متداول
1. منابع تولید پلیمر طبیعی و مصنوعی چیست؟
پلیمرهای طبیعی از منابع طبیعی مانند گیاهان، جانوران، و میکروب‌ها به دست می‌آیند، در حالی که پلیمرهای مصنوعی از نفت و مشتقات آن تولید می‌شوند.
2. آیا پلیمرهای طبیعی گران‌تر از پلیمرهای مصنوعی هستند؟
بله، به طور کلی مواد طبیعی گران‌تر از مواد مصنوعی هستند، این امر به دلیل استفاده از منابع طبیعی گران‌تر و فرآیندهای تولید پیچیده‌تر آنها است.
3. چگونه می‌توان مواد طبیعی و مصنوعی را از یکدیگر تشخیص داد؟
با بررسی منشأ و تولید مواد، ترکیب شیمیایی، و ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی، می‌توان پلیمرهای طبیعی و مصنوعی را از یکدیگر تشخیص داد.
4. آیا پلیمرهای مصنوعی همانند دسته طبیعی زیست تجزیه‌پذیر هستند؟
بله بعضی از پلیمرهای غیرطبیعی نیز زیست تجزیه‌پذیر هستند، اما بسیاری از آنها نیاز به فرآیندهای خاصی برای تجزیه دارند.
