انواع پلیمر و کاربرد مواد پلیمری

پلیمر چیست؟ پلیمر، در واقع نام انواع مختلفی از محصول خام پلاستیکی است که در طبیعت وجود دارند. مواد پلیمری با توجه به نوع محصول نهایی انتخاب می‌شوند و تنوع زیادی دارند. پلاستیک، نامی است که به پلیمرهای ساخته شده توسط انسان اختصاص داده شده است و این مواد از یک واحد به نام مونومر تشکیل شده‌اند. این مواد با میلیون‌ها مولکول دیگر، برای تشکیل زنجیره‌های طولانی پیوند خورده‌اند و ویژگی‌های فیزیکی پلاستیک نهایی را تعیین می‌کنند. 

ویژگی، خواص و کاربرد انواع مواد پلیمری

عایق گرما و برق

پلیمرها هم می‌توانند عایق حرارتی باشند، هم عایق الکتریکی. تمام وسایل برقی از جمله سیم‌ها، پریزهای برق و سیم‌های ساخته یا روکش شده با انواع مواد پلیمری، این ویژگی را دارند. مثلاً دسته قابلمه و قابلمه پلیمری، دستگیره قهوه جوش، هسته فوم یخچال و فریزر، لیوان عایق، کولر و مایکروفر، با استفاده از پلیمر تولید می‌شوند تا در برابر حرارت مقاوم باشند. به علاوه، لباس‌زیر حرارتی که بسیاری از اسکی‌بازان از آن استفاده می‌کنند، از پلی پروپیلن ساخته شده است.

وزن کم

از دیگر خواص و کاربرد انواع مواد پلیمری می‌توان به سبک بودن و  در عین حال قوی بودن آن‌ها اشاره کرد و به همین، دلیل کاربردهای زیادی دارند. آن‌ها می‌توانند در ساخت اسباب بازی‌ها، ساختار استخوانی ایستگاه‌های فضایی، الیاف نایلونی ظریف در جوراب شلواری و کولار در جلیقه‌های ضد گلوله استفاده شوند. برخی از پلیمرها در آب شناور هستند و برخی دیگر غرق می‌شوند. اما در مقایسه با چگالی سنگ، بتن، فولاد، مس یا آلومینیوم، می‌توان ادعا کرد که تمامی پلاستیک‌ها سبک وزن حساب می‌شوند.

حاوی مواد همراه

پلیمرها حاوی موادی هستند که در فرآیند ساخت‌شان، به عنوان مواد افزودنی به آن‌ها اضافه می‌شوند. این مواد همراه، می‌توانند ویژگی‌هایی مانند انعطاف پذیری، مقاومت، رنگ و ظاهر نهایی محصول را بهبود بخشیده و یا ویژگی‌های خاصی را به پلیمر اضافه کنند. مواد همراه، معمولاً به صورت روغن، رنگ، مواد ضد اکسیداسیون و غیره به پلیمر اضافه می‌شوند و کاربرد انواع مواد پلیمری را در صنعت بسیار افزایش می‌دهند. استفاده از این نوع پلیمرها در تولید محصولات مختلف از جمله بسته‌بندی، لوازم خانگی، اسباب بازی و بسیاری دیگر از محصولات، رایج است.

امکان ذوب مجدد

یکی از ویژگی‌های مهم پلیمرها، امکان ذوب مجدد آن‌ها است. این امکان باعث می‌شود که پس از پایان فرآیند شکل‌دهی به یک جسم یا محصول پلیمری، بتوان آن را دوباره ذوب و به شکل دیگری تولید کرد. این ویژگی بسیار مهم است؛ زیرا باعث کاهش زباله‌های پلیمری و حفظ محیط زیست می‌شود. همچنین، این امکان باعث می‌شود که مواد اولیه کمتری برای تولید محصولات پلیمری جدید نیاز باشد. این موضوع به عنوان یک راه حل مؤثر برای مدیریت پسماند و حفظ محیط زیست مطرح شده و در صنایع مختلف از جمله بسته‌بندی و تولید محصولات پلاستیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مقاوم بودن نسبت به مواد شیمیایی

پلیمرها دارای مقاومت بالایی در برابر مواد شیمیایی هستند. به عنوان مثال، مایعات پاک‌کننده که در بسته بندی‌های پلاستیکی قرار دارند، دارای برچسب‌هایی هستند که در آن‌ها خطرات مربوط به تماس با پوست، چشم، یا بلع، به وضوح نشان داده شده است. این موضوع نشان دهنده میزان مقاومت شیمیایی این پلیمرها است. برخی از پلاستیک‌ها به راحتی حل می‌شوند، در حالی که برخی دیگر به حلال‌های قوی‌تری نیاز دارند.

انواع پلیمرهای صنعتی

پلی استال

پلی استال نوعی پلیمر ترموپلاستیک است که به عنوان پلاستیک مهندسی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این پلیمر با نام‌های تجاری مختلفی مانند هوستافرم و پلی اکسی متیلن نیز شناخته می‌شود. پلی استیل دارای خواص فیزیکی و مکانیکی بسیار خوبی از جمله مقاومت بالا در برابر خوردگی، سایش و اشعه UV است. این پلیمر دارای سختی، استحکام و ماندگاری متحرک بسیار بالایی بوده و در برابر دمای 100 درجه سانتیگراد نیز مقاومت خوبی از خود نشان می‌دهد. همچنین، این پلیمر در برابر خمش، له‌شدن و ضربه، بسیار سخت و مقاوم است.

از کاربرد مواد پلیمری پلی استال، به دلیل داشتن خواص منحصر به فرد، می‌توان صنایع مختلف را از جمله خودروسازی، الکترونیک و پزشکی نام برد. در صنعت خودروسازی، از پلی استال برای تولید قطعاتی مانند لوازم داخلی، پیستون ترمز، پمپ بنزین و سیستم‌های تهویه استفاده می‌شود. در صنعت الکترونیک نیز برای تولید محصولاتی مانند موتورهای کوچک، گیره‌های کابل و باتری، میکروسوئیچ‌ها و … کاربرد دارد. همچنین در صنعت پزشکی برای تولید محصولاتی مثل تزریق کننده‌های دارویی و دستگاه‌های جراحی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

پلی اولفین الاستومر

پلی اولفین الاستومر (POE) یک نوع پلیمر ترموپلاستیک است که از ترکیب پلیمر های اتیلن وپروپیلن در دماهای پایین تولید می‌شود. این پلیمرها دارای ویژگی‌های الاستومری (انعطاف‌پذیری و کشش قابل توجه) و ویژگی‌های پلیمری (مانند مقاومت در برابر حرارت، مقاومت در برابر خوردگی، پایداری شیمیایی و الکتریکی و …) هستند.

کاربرد مواد پلیمری پلی اولفین الاستومر در صنایع مختلفی مانند خودروسازی، بسته‌بندی، لوازم خانگی و صنایع الکترونیکی است. در صنعت خودرو از پلی اولفین الاستومر برای تولید قطعات داخلی مانند داشبورد، سیستم تهویه هوا و سیستم نگهدارنده لوازم استفاده می‌شود.

پلی کربنات

پلی کربنات (Polycarbonate) یک نوع پلاستیک گرمانرم (ترموپلاستیک) است که به دلیل خواص ضد ضربه، شفافیت و مقاومت در برابر آتش، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع پلاستیک از واکنش بین بیسفنول آ و کربنات دی فنیل تولوئن به دست می‌آید و دارای خواصی مانند شفافیت بالا، وزن کم و مقاومت بسیار خوب در برابر ضربه و شکنندگی است. همچنین، دارای مقاومت بسیار خوبی در برابر اشعه UV و درجه حرارت‌های بالاست.

از کاربرد مواد پلیمری پلی کربنات در صنایع مختلف مانند خودروسازی، الکترونیک، ساخت و ساز، پوشاک، صنایع پزشکی، تولید محصولاتی مانند کاورهای دستگاه‌های الکترونیکی، بطری آب، کلاه  ایمنی، قاب عینک، سقف‌های شفاف، در و پنجره و غیره را می‌توان نام برد. در صنعت خودروسازی نیز برای تولید قطعات داخلی خودرو مانند شیشه، باربند خودرو، داشبورد و آینه‌های داخلی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اتیلن وینیل استات

اتیلن وینیل استات (EVA) یک پلیمر ترموپلاستیک است که از مونومرهای اتیلن، وینیل استات و مواد دیگر تشکیل شده است. این ماده به دلیل ویژگی‌های متعددی که دارد، از جمله مقاومت در برابر شکستگی، انعطاف پذیری، شفافیت، خواص الکتریکی، مقاومت در برابر پوسیدگی و خوردگی، مقاومت در برابر حرارت، قابلیت بسته‌بندی و خواص لاستیکی، در صنایع مختلف استفاده می‌شود. کاربرد مواد پلیمری EVA شامل تولید لباس‌های شنا، کفش و لوازم ورزشی، سطوح قابل شستشو، تولید و بسته‌بندی فیلم‌های لاستیکی، قطعات خودرو، پوشش‌های کف، نوارهای لاستیکی و غیره است.

پلی آمید

پلی آمید یا نایلون یکی از انواع پلیمرهای مصنوعی است که اولین بار در سال 1930 تولید شد. این پلیمر از واحدهای آمیدی با مولکول‌های بلند تشکیل شده است و دارای خواصی مانند مقاومت در برابر سایش بالا، اتصال در دمای بالا، مقاومت بالا در برابر ضربه و انعطاف‌پذیری است. از جمله کاربرد مواد پلیمری گروه پلی آمیدها، در صنایع مختلفی مانند پوشاک، ورزش، خودروسازی، الکترونیک، بسته‌بندی و مصارف پزشکی است.

به عنوان مثالی از کاربرد انواع مواد پلیمری گروه پلی آمید ها، در صنعت پوشاک، از ‌آن‌ها به عنوان نخ مصنوعی برای تولید جوراب، لباس‌زیر، پارچه‌هایی با بافت چرم و کفش استفاده می‌شود. در صنعت خودروسازی نیز برای تولید قطعات داخلی و خارجی خودرو مانند تسمه بلند، لوازم جانبی، دستگیره در وغیره مورد استفاده قرار می‌گیرد.

روش‌های طبقه بندی پلیمرها

پلیمرها را به روش‌های متعددی تقسیم‌بندی می‌کنند. آن‌ها از لحاظ کاربرد مواد پلیمری در صنعت، به 5 گروه اصلی پلاستیک‌ها، الیاف ، لاستیک‌ها (الاستومرها)، پوشش‌ها و چسب‌ها طبقه‌بندی می‌شوند.

نحوه انتخاب پلیمر مناسب

با توجه به نکات زیر، می‌توانید پلیمر مناسب با نیاز خود را به‌درستی انتخاب کنید.

• خواص مکانیکی: وزن، مقاومت در برابر ضربه، انعطاف پذیری، سختی، و استحکام از جمله خواص فیزیکی و مکانیکی یک پلیمر است.

• خواص نرم شدن: دمای نرم شدن، دمای کار، مقاومت در برابر حرارت و توجه به ویژگی‌های دیگر، مربوط به خواص نرم شدن پلیمر است.

• خواص شیمیایی: مقاومت در برابر مواد شیمیایی مختلف از جمله اسیدها، بازها، میزان حل شدن در حلال‌های مختلف، ویژگی‌های الکتریکی و… از جمله مواردی است که برای انتخاب پلیمر مناسب باید به آن‌ها اهمیت داد.

• قابلیت پردازش: پلیمرهایی که قابلیت پردازش بالا دارند، برای ساخت قطعات پیچیده و دقیق مانند قطعات پزشکی، الکترونیکی و محصولات مصرفی کاملاً ایده آل هستند.

• شفافیت: شفافیت یک ویژگی مهم برای کاربردهایی مانند بسته بندی، پوشش‌ها و نوشت‌افزار است.

• هزینه: مواردی مانند هزینه تولید، قیمت بازار، دسترسی به مواد اولیه و سایر عوامل مرتبط با هزینه‌های اقتصادی از جمله مواردی است که هنگام انتخاب پلیمر مناسب باید به آن توجه کرد.

منبع : گوگل سرچ