آموزش, پلاستیک و پلیمر

پلاستیک چیست و از کجا می آیند؟

پلاستیک چیست؟

پلاستیک در ابتدا از کلمه یونانی (plastikos)  به معنای “پایدار و به راحتی شکل گرفته” نشات گرفته بود. امروزه به دسته ای از مواد به نام پلیمرها پلاستیک میگویند. کلمه پلیمر در لغت به معنی “بسیاری از قسمت ها” است ، و به این دلیل اینگونه نامگذاری شده است که پلیمرها از زنجیره های طولانی مولکول ها ساخته شده اند. پلیمرها در طبیعت به فراوانی یافت میشوند. سلولز ، ماده ای که دیواره های سلولی گیاهان را تشکیل می دهد ، نوعی پلیمر طبیعی بسیار متداول است. در واقع پلاستیک اصطلاحی است که معمولاً برای توصیف طیف گسترده ای از مواد مصنوعی یا نیمه مصنوعی استفاده می شود که در طیف وسیعی از کاربردها مورد استفاده قرار می گیرد.

پلاستیک ها عموما بر اساس منشا پیدایش به سه دسته مختلف تقسیم بندی میشوند:

  • پلاستیک های طبیعی ( مانند کائوچو و رزین های طبیعی )
  • پلاستیک های نیمه مصنوعی
  • پلاستیک های مصنوعی

در طی یک قرن و نیم گذشته انسان آموخته است که چگونه پلیمرهای مصنوعی بسازد ، گاهی اوقات از مواد طبیعی مانند سلولز استفاده می کند ، اما بیشتر اوقات با استفاده از اتم های کربن فراوان که توسط نفت و سایر سوخت های فسیلی تهیه شده است. پلیمرهای مصنوعی از زنجیره های طولانی اتمها تشکیل شده اند که در واحدهای تکرار شونده قرار دارند ، اغلب بسیار طولانی تر از آنهایی که در طبیعت یافت می شوند. طول این زنجیره ها و الگویی که در آنها آرایه شده اند ، باعث می شوند پلیمرها قوی ، سبک و انعطاف پذیر باشند. به عبارت دیگر ، این چیزی است که آنها را بسیار پلاستیک می کند.این خواص باعث می شود پلیمرهای مصنوعی فوق العاده مفید باشند و از آنجا که ما یاد گرفتیم که چگونه آنها را بسازیم و دستکاری کنیم ، پلیمرها به بخشی اساسی در زندگی ما تبدیل شده اند. به خصوص در طول ۵۰ سال گذشته پلاستیک ها دنیای ما را اشباع کرده و شیوه زندگی ما را تغییر داده است.

اولین پلاستیک مصنوعی

اولین پلیمر مصنوعی در سال ۱۸۶۹ توسط جان وسلی هایات اختراع شد ، که از پیشنهاد ۱۰،۰۰۰ دلاری یک شرکت در نیویورک برای هرکسی که بتواند جایگزینی برای عاج فیل پیدا کند الهام گرفت. محبوبیت فزاینده بیلیارد باعث تشدید عرضه عاج طبیعی از طریق ذبح فیل های وحشی شده بود. جان وسلی هایات با استفاده از سلولز ، مشتق شده از الیاف پنبه ، همراه کافور ، ماده ای کشف کرد که می توانست به اشکال مختلفی ساخته شود و برای تقلید از مواد طبیعی مانند لاک پشت ، شاخ ، کتان و عاج تهیه شود. این کشف انقلابی بود. برای اولین بار تولید بشر محدود به محدودیت های طبیعت نبود. طبیعت فقط چوب ، فلز ، سنگ ، استخوان ، و شاخ را تأمین می کند. اما اکنون انسان می تواند مواد جدیدی ایجاد کند. این پیشرفت نه تنها به مردم بلکه به محیط زیست نیز کمک کرد. تبلیغات ، سلولز را به عنوان ناجی فیل و لاک پشت تحسین می کردند. پلاستیک می تواند دنیای طبیعی را از نیروهای ویران کننده نیاز بشر محافظت کند. ایجاد مواد جدید همچنین به رهایی مردم از محدودیتهای اجتماعی و اقتصادی که به دلیل کمبود منابع طبیعی تحمیل شده اند ، کمک کرد. سلولز ارزان قیمت ثروت مادی را گسترده تر و به دست آورد. و انقلاب پلاستیک فقط شروع شد.

توسعه پلاستیک ها

در سال ۱۹۰۷ لئو باکلند باکلیت ، اولین پلاستیک کاملاً مصنوعی را اختراع کرد ، به این معنی که هیچ مولکولی طبیعی در آن یافت نمی شد. باکلند در جستجوی یک جایگزین مصنوعی برای صدف ، که به عنوان یک عایق الکتریکی طبیعی بود ، تا بتواند نیازهای سریع الکتریکی ایالات متحده را برآورده کند..  پلاستیک باکلیت نه تنها عایق خوبی بود بلکه همچنین از نظر دوام ، مقاومت در برابر حرارت و برخلاف سلولوئید ، از نظر فیزیکی برای تولید جرم مکانیکی مناسب بود. باکلیت به عنوان “ماده هزار کاربرد” ، تقریباً در هر چیزی شکل گرفته و قابلیت قالب ریزی را دارد و امکاناتی بی پایان را ارائه می دهد.

موفقیت های Hyatt و Baekeland باعث شد که شرکتهای بزرگ شیمیایی در تحقیق و توسعه پلیمرهای جدید سرمایه گذاری کنند و پلاستیک های جدید خیلی سریع به پلاستیک های طبیعی و Bakelite پیوستند.

سن پلاستیک چقدر است؟

با شروع جنگ جهانی دوم گسترش گسترده ای از صنعت پلاستیک را در ایالات متحده ضروری یافت. نیاز به حفظ منابع طبیعی کمیاب ، تولید گزینه های مصنوعی را در اولویت قرار داد. پلاستیک آن جایگزین ها را ارائه می داد. نایلون که در سال ۱۹۳۵ توسط والاس کارورز اختراع شد و به عنوان ابریشم مصنوعی شناخته می شد ، در طول جنگ برای چتر نجات ، طناب ، زره بدن ، آستر کلاه ایمنی و موارد دیگر استفاده می شد. پلکسی گلاس جایگزین شیشه ای برای پنجره هواپیما بود. در مجله تایم یک مقاله با عنوان : (به دلیل جنگ ، “پلاستیک ها به مصارف جدید تبدیل شده اند و سازگاری پلاستیک ها دوباره به اثبات رسیده است.”) چاپ شد. در طول جنگ جهانی دوم تولید پلاستیک در ایالات متحده ۳۰۰٪ افزایش یافته است.

افزایش تولید پلاستیک پس از پایان جنگ ادامه یافت.. به گفته نویسنده سوزان فرینکل ، “در محصول پس از محصول ، بازار پس از بازار ، پلاستیک مواد سنتی را به چالش کشید و جای خود را به دست آورد و جای فولاد را در ماشین ها ، کاغذ و شیشه در بسته بندی ها و چوب در مبلمان گرفت.” ویژگی های پلاستیک ، به عنوان یک ماده بهداشتی ارزان قیمت ، به انسان این امکان را داد به ایده های خود در زمینه ایمنی و بهداشت شکل ببخشد و تقریباً چشم انداز آرمانشهرانه ای از آینده را در اختیارش قرار داد.

ویژگی و کاربرد پلاستیک ها

پلاستیک‌ها ویژگی های فیزیکی و مکانیکی جالب و جذابی دارند و این باعث توسعه روزافزون کاربرد این مواد در صنایع گوناگون و همچنین زندگی روزمره شده است.

 این ویژگی ها عبارتند از :

  1. سبکی آن‌ها نسبت به موادی چون فلزات که مصرف پلاستیک‌ها را در شرایط و مکان های مختلف امکان‌پذیر نموده است.
  2. عایق بودن پلاستیک‌ها در برابر الکتریسته که موجب استفاده فراوان از این پلیمردرصنایع الکتریکی و الکترونیکی مانند روکش انواع سیم ها، کابل‌ها، وسایل و ابزارالکتریکی، ساخت انواع مختلف کلید، سرپیچ، پریز و… شده است.
  3. به علت شفافیت برخی از پلاستیک‌ها، می توان آن‌ها را حتی جایگزین شیشه نمود.
  4. قابلیت رنگ پذیری، که به خاطر آن می‌توان از پلاستیک‌ها درتولید قطعاتی استفاده کرد که نیاز به رنگ آمیزی نداشته باشد.
  5. به علت مقاومت بالای برخی از این نوع پلیمرها، قابلیت استفاده از آن‌ها در شرایط مختلف جوی وجود دارد. مقاومت بالا در برابر خوردگی مواد شیمیایی، ویژگی دیگری است که کاربرد آن‌ها را در صنایع شیمیایی، غذایی و بهداشتی میسر نموده است.
  6. پلاستیک‌ها در ساخت وسایل پزشکی و جراحی، دندانپزشکی، صنایع داروسازی و… می‌توانند استفاده شوند چرا که میکروب‌ها، باکتری‌ها، انگل‌ها، قارچ‌ها و جلبک‌ها، توانایی رشد روی پلاستیک‌ها را ندارند.
  7. عایق بودن در برابر حرارت کاربرد این نوع پلیمر را افزایش داده، چرا که از آن در ساخت اشیایی که در مجاورت حرارت قرارگرفته، اما خود نباید گرم شوند مانند فرمان اتومبیل، دسته ظروف و… می‌توان استفاده کرد.
  8. و در نهایت ارزانی، سرعت بالای ساخت و قیمت پایین مواد اولیه است که باعث استفاده گسترده از پلاستیک‌ها می‌شود.

می توانید اطلاعات بیشتری در مورد استانداردهای کیفیت و ایمنی در صنعت پلاستیک را در اینجا بخوانید.

مشکلات پلاستیکی: ضایعات و سلامتی

شهرت پلاستیک در دهه ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰ با افزایش نگرانی ها در مورد ضایعات پلاستیک بیشتر شد. پلاستیک به نگرانی  خاص تبدیل شده بود زیرا ، در حالی که بسیاری از محصولات پلاستیکی یکبار مصرف هستند اما پلاستیک برای همیشه در طبیعت باقی می ماند. در نهایت این صنعت پلاستیک بود که بازیافت را به عنوان یک راه حل ارائه کرد. در دهه ۱۹۸۰ ، صنعت پلاستیک توانست شهرداری ها را برای جمع آوری و پردازش مواد قابل بازیافت به عنوان بخشی از سیستم های مدیریت پسماندشان ترغیب کند. با این حال هنوز هم بیشتر پلاستیک ها در محل های دفن زباله یا محیط زیست به سر می برند. کیسه های پلاستیکی فروشگاه های مواد غذایی تبدیل به یک هدف برای فعالانی شده اند که به دنبال ممنوع کردن پلاستیک های یکبار مصرف هستند و چندین شهر آمریکایی قبلاً ممنوعیت هایی در این رابطه را تصویب کرده اند. بزرگترین نماد مشکل زباله های پلاستیکی،  زباله‌دان بزرگ اقیانوس آرام ، است. (یک لکه متشکل از زباله‌ در اقیانوس آرام، به بزرگترین ناحیه درمیان پنج منطقه بزرگ تجمع پلاستیک در اقیانوس‌های جهان تبدیل شده است. محل دقیق این لکه حد وسط جزایرهاوایی و ساحل کالیفرنیا است. مساحت این لکه، ۱.۶ میلیون کیلومتر مربع تخمین زده می‌شود؛ یعنی به اندازه مساحت ایران یا سه برابر مساحت فرانسه.)

آینده پلاستیک

با وجود تمامی این مشکلات زیست محیطی ، پلاستیک ها برای زندگی مدرن حیاتی هستند. پلاستیک ها توسعه رایانه ها ، تلفن های همراه و اکثر پیشرفت های نجات بخش پزشکی مدرن را ممکن ساخته اند. پلاستیک بسیار سبک و مناسب برای عایق بندی ، باعث صرفه جویی در سوخت های فسیلی مورد استفاده در گرمایش و حمل و نقل می شود. شاید مهم ترین ویژگی پلاستیک ها این باشد که پلاستیک های ارزان قیمت سطح زندگی انسان را بالا برده و به راحتی فراوانی مواد را در دسترس قرارمی دهند. بدون پلاستیک بسیاری از چیزهایی که ما از آن استفاده می کنیم ممکن است برای عموم مردم جز ثروتمندان دور از دسترس باشد. جایگزینی مواد طبیعی با پلاستیک بسیاری از لوازم مصرفی ما را ارزان تر ، سبک تر ، ایمن تر و قوی تر کرده است.

آنچه که مشخص است پلاستیک ها جایگاه ارزشمندی را در زندگی ما دارند. به همین دلیل دانشمندان در تلاش هستند پلاستیک ها را ایمن تر و پایدار تر کنند. همچنین برخی از مبتکران در حال تولید بیوپلاستیک ، که از محصولات گیاهی به جای سوخت های فسیلی ساخته می شوند ، برای ایجاد موادی هستند که از نظر زیست محیطی نسبت به پلاستیک های معمولی سازگارتر هستند. همچنین برخی دیگر در تلاش هستند تا پلاستیک هایی تولید کنند که قابل تجزیه و زیست تخریب پذیر باشند. برخی مبتکران نیز در جستجوی روش هایی برای کارآمدتر کردن بازیافت هستند و حتی امیدوارند فرآیندی را کامل کنند که پلاستیک ها را به سوخت های فسیلی که از آنها به دست آمده تبدیل می کند. همه این مبتکران می دانند که پلاستیک ها بخشی مهم و ضروری برای آینده ما هستند.

مطالب مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *