یکی از با اهمیت‌ترین موادی که برای تولید پلاستیک از آن استفاده میشود کامپاند است. همان‌طور که از نام آن پیداست، کامپاند ترکیبی از پلیمرها است که تولید آن باعث حل شدن بسیاری از مشکلات در صنعت پلاستیک سازی شده است.
به دلیل استفاده زیاد از کامپاند پلیمری و مهم بودن آن تصمیم گرفتیم تا در ادامه این مطلب دلیل استفاده از کامپاند را توضیح دهیم و ویژگی‌های ساختاری کامپاند پلیمری را بررسی کنیم و اطلاعات کامل را در این زمینه به دست آوریم.
درباره کامپاند پلیمری بیشتر بدانیم
بسیاری از اقلامی که امروزه از آن‌ها استفاده می‌کنیم از کامپاند پلیمری یا ترکیبات پلیمری ساخته شده‌اند. همان‌طور که در بالا بیان کردیم، پلیمرها پایه و اساس ساخت پلاستیک‌ها هستند. از این مواد برای بطری‌های نوشیدنی، سیم و کابل، لاستیک ماشین و غیره استفاده میشود.
پلیمرها البته به صورت طبیعی نیز وجود دارند. اساس مواد معدنی مانند الماس، کوراتز و فلدسپات از پلیمرها است. هم‌چنین در بدن موجودات زنده هم می‌توان پلیمر یافت. پروتئین‌ها، سلولز و اسیدهای نوکلئیک از پلیمر تشکیل شده‌اند.
کامپاند پلیمری از مولکول‌های بسیار بزرگ تشکیل شده است که به آن‌ها ماکرومولکول گفته میشود. پلیمرها محدود به یک نوع مونومتر با ترکیب شیمیایی، وزن مولکولی یا ساختار مشابه نمی‌شوند. به این معنی که تعدادی کامپاند وجود دارند که مونومترهای آن‌ها از دو یا چند نوع مختلف تشکیل شده‌اند.
کامپاند پلیمر سه ویگی ساختاری دارند که ترموپلاستیک، ترموست و الاستومر نامیده می‌شوند.
- در ترموپلاستیک اگر به پلیمر گرما داده شود، بدون اینکه تغییر شیمیایی در آن ایجاد شود، ذوب میشود. پلیمرهای ترموپلاستیک را می‌توان بارها ذوب کرد و دوباره به حالت جامد برگرداند. به این نوع از پلیمر گرمانرم هم گفته میشود.
- در ترموست‌ها پلیمر کامپاند پس از گرما دیدن پیوندهای عرضی یا واکنش‌های شیمیایی ایجاد می‌کند که وزن مولکولی در آن‌ها بالا رفته و سفت‌تر میشود. این نوع از پلیمر گرما سخت هم نامیده میشود.
- الاستومرها هم همان‌طور که از نام آن‌ها پیداست از ترکیب پلیمر و الاستیک تشکیل شده‌اند. اگر به این نوع از کامپاند نیروی زیادی اعمال شود خاصیت الاستیکی از خود نشان می‌دهد و حتی می‌تواند تا چند برابر طول خود کشیده شده و دوباره به حالت اول دربیاید.
کاربرد کامپاند یا ترکیبات پلیمری
همان‌طور که در بالا بیان کردیم، از ترکیبات کامپاند و پلیمری استفاده‌های بسیاری میشود که مهم‌ترین آن در صنعت پلاستیک سازی و بسته بندی مواد غذایی است. با این حال با پیشرفت تکنولوژی انواع مختلفی از ترکیبات پلیمری ساخته شده‌اند که هر کدام از آن‌ها برای مصارف خاص استفاده می‌شوند. با درک کاربردهای پلیمر، انواع موجود در بازار را در زیر نام می‌بریم و موارد استفاده از آن‌ها را بیان می‌کنیم.
پلی کربنات (PC)
پلی کربنات‌ها از انواع کامپاند هستند که از زنجیره‌های بلند مرتبط با کربنات تشکیل می‌شوند. این نوع پلیمرها گرمانرم هستند، یعنی می‌توان آن‌ها را در هنگام گرم شدن قالبگیری کرد. از پلی کربنات‌ها در ساخت سی دی، ظروف فیلتر، بطری، ویترین، پارتیشن و غیر استفاده می‌کنند.
پلی اورتان (PU)
کامپاند پلیمری پلی اورتان از زنجیره‌های مواد عالی تشکیل شده‌اند که به پیوندهای یورتان متصل شده‌اند. از این نوع پلیمر به صورت گسترده برای ورق‌های فلزی، لوازم داخلی خودرو، عایق حرارتی در لباس‌های ضد آب، پوشش‌ها، فیلم‌ها، تسمه‌ها و قاب‌ها استفاده میشود. یکی از پرکاربردترین انواع استفاده از پلی یورتان، ساندویچ پانل است که امروزه به عنوان مصالح پیش ساخته در نظر گرفته می‌شوند و طرفداران بسیاری دارند.
پلی استایرن (PS)
پلی استایرن یک هموپلیمر است که از پلیمرسازی مونومر استایرن به وجود می‌آید. هم‌چنین این نوع از پلیمر نیز گرمانرم است. از پلیمر کامپاند پلی استایرن در ساخت عایق حرارتی، روکش فن تهویه مطبوع، اسباب بازی‌ها و قطعات ماشین آلات استفاده میشود.
پلی وینیل کلراید (PVC)
یکی از بیشترین تولیدات پلیمرهای مصنوعی، پلی وینیل کلراید است. این نوع از پلیمر جز گرما سخت‌ها قرار می‌گیرد. از کاربردهای اصلی آن می‌توان در پارتیشن‌ها، کاشی‌هاس نیمه شفاف، لوله‌ها و اتصالات آب، فاضلاب و تهویه نام برد.
پلی پروپیلن (PP)
پلی پروپیلن که پلی پروپن هم نامیده میشود، به گروه پلی اولفین‌ها تعلق دارد و یک ترکیب گرمانرم است. این نوع از کامپاند با افزودن مونومر پروپیلن و پلیمریزاسیون تولید میشود. از این مواد برای ظروف غذایی، الیاف، تجیهزات بیمارستانی و غیره استفاده میشود.
مزایای استفاده از کامپاند پلیمر چیست؟
در قسمت کاربرد پلیمرها مشاهده کردید که تعداد زیادی از پلیمرها ساخته شده‌اند که هر کدام در یک قسمت تخصصی مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این حال پلیمرها مزایای دیگری نیز دارند که همیشه کسانی که قصد استفاده از آن‌ها را دارند، تحت تاثیر قرار می‌دهند. در زیر به تعدادی از مهم‌ترین مزایای کامپاند پلیمر اشاره می‌کنیم.
- یکی از مهم‌ترین مزایای پلیمرها ساخت و استفاده آسان از آن‌ها است. در بالا مشاهده شد که پلیمرهای گرمانرم به راحتی شکل می‌پذیرند و این مورد می‌تواند بسیار کاربردی باشد. زیرا با صرف انرژی کم به راحتی محصول نهایی به دست می‌آید.
- رسانایی حرارتی و الکتریکی کم، مقاومت در برابر خوردگی بالا و نسبت مقاومت به وزن بسیار خوب، پلیمرها را برای کاربردهای مهندسی مواد بسیاربا اهمیت نشان می‌دهد.
- استفاده از پلیمرها در مواد کامپوزیتی که امروزه استفاده بسیار زیادی دارند.
- مزیت مهم دیگر این است که ما می توانیم پلاستیک یا پلیمرهای شفاف و نیمه شفاف تولید کنیم. این خاصیت پلیمرها آن‌ها را به ماده ای رقابتی برای شیشه تبدیل می‌کند.
معایب استفاده از کامپاندهای پلیمر چیست؟
علاوه بر اینکه مزایای قابل قبولی برای پلیمرها وجود دارند، می توان گفت این مواد مانند هر چیز دیگری دارای معایبی هستند که گاهی باعث میشود استفاده از آن‌ها را متوقف کنیم. بعضی از افراد بر این عقیده هستند که پلیمرها سمی اند.
در این جا باید بیان کرد که ماهیت پلیمر به تنهایی سمی نیست. اما بعضی از موادی که با آن ترکیب می‌شوند ممکن است خاصیت بد و آسیب رسان ایجاد کنند. این تاثیرات معمولا بر روی محیط زیست است و دانشمندان سعی بر آن دارند تا آن‌ها را تا حد امکان از بین ببرند و به این صورت بتوان با خیالی آسوده از پلیمرها استفاده کرد. برخی دیگر از معایب پلیمرها در زیر بررسی میشود.
- بزرگترین عیب پلیمرها این است که به دلیل خاصیت ویسکوالاستیک اکثر پلیمرها، نمی توانیم از آن‌ها در کاربردهای باربری استفاده کنیم.
- محدودیت دمایی یکی دیگر از معایب پلیمرها است. دمای ذوب پایین باعث میشود تا نتوانیم از آن‌ها برای مصارف خاص استفاده کنیم.
- برخی از پلیمرها می‌توانند در اثر نور خورشید و برخی از تشعشعات تجزیه شوند.
- اگر آن‌ها را با سرامیک‌ها و فلزات مقایسه کنیم، استحکام و سختی کمتری است.
آیا پلیمرها قابل بازیافت هستند؟
یکی از مهم‌ترین و سوال برانگیزترین مواردی که درباره کامپاند پلیمری پیش می‌آید، این است که آیا پلیمرها بازیافت پذیر هستند یا خیر. در جواب باید گفت که تقریبا اکثر پلیمرها را می‌توان بازیافت کرد. این فرایند برای پلیمرهایی که ترموپلاستیک هستند به آسانی انجام خواهد شد و می‌توان آن‌ها را چندین بار مورد استفاده قرار داد.
با این حال ممکن است فرایند بازیافت باکالیت‌ها یا ترموست‌ها سخت‌تر باشد. با این حال از این نوع پلیمر هم کمتر از بقیه استفاده میشود. درواقع اگر پلیمرها را در طبیعت رها کنیم، مانند مواد طبیعی خود به خود بازیافت نمی‌شوند و این موضوع می‌تواند نگران کننده و آسیب زا باشد.
کلام آخر
یکی از پر کاربردترین موادی که امروزه از آن‌ها استفاده میشود، کامپاند پلمیری است. در این مطلب ابتدا با پلیمرها و ویژگی‌های آن‌ها آشنا شدیم. سپس علاوه بر معرفی انواعی که بیشترین استفاده در بازار را دارند، کاربرد آن‌ها را بیان کردیم. سپس ضمن بررسی مزایا و معایب به موضوع مهم بازیافت پلیمرها نیز پرداختیم تا بتوان اطلاعات کامل درباره این مواد را در اختیار داشت.
