بسپارهای پرمصرف تولیدی در صنعت پتروشیمی ,

عمده بسپارهای پرمصرف تولیدی در صنعت پتروشیمی، شامل پلی‌اتیلن، پلی‌اتیلن‌ترفتالات، پلی پروپیلن، پلی وینیل کراید، پلی‌استایرن و اکریلونیتریل بوتادین استایرن است. پلی‌اتیلن که عمدتا در سه گروه پلی اتیلن سنگین، سبک و سبک خطی تولید می‌گردد پر مصرف ترین بسپار جهان است. رشد سریع مصرف پلی اتیلن ترفتالات و پلی پروپیلن نسبت به پلی وینیل کلراید باعث گردید که این بسپار از مقام دومین بسپار پر مصرف جهان به مقام چهارم پس از پلی اتیلن تر فتالات و پلی پروپیلن نزول نماید. پلی استایرن و اکریل و نیتریل بوتادین استایرن نیز در مراتب بعدی پس از پلی وینیل کلراید قرار دارند .
پلی اتیلن
اتیلن، سبکترین الفین است که گازی بی رنگ، قابل اشتعال و با بویی تقریبا شیرین است. پلی اتیلن بسپاری است که از اتیلن درست می‌شود. رزین های پلی اتیلن به دلیل برخورداری از ویژگی‌هایی نظیر انعطاف پذیری بالا، مقاومت خوب در مقا بل اسیدها، بازها و نمک‌ها (به استثنا مواد اکسید کننده قوی) و آب، در محصولات بیشماری بکار رفته و به همین دلیل، امروزه بیشترین تولید بسپار جهان را به خود اختصاص داده است. در حال حاضر، مصرف جهانی این بسپار بالغ بر 69 میلیون تن، معادل 31 درصد کل مصرف بسپارهای پر مصرف جهان است. سه گروه اصلی این بسپار، پلی اتیلن سنگین، پلی اتیلن سبک و پلی اتیلن سبک خطی است .

پلی اتیلن سنگین HDPE
فشردگی زنجیره مولکولی در این نوع بسپار باعث افزایش دانسیته و کاهش شدید انعطاف پذیری آن می‌گردد. این بسپار اگرچه نسبت به پلی اتیلن سبک از مقاومت ضربه ای کمتری بر‌خوردار است، اما مقاومت آن در برابر مواد شیمیایی تنش‌های شکننده محیطی خوب است. لذا در ساخت انواع محصولات تجاری مانند ظروف نگاه دارنده سوخت، صندلی های مورد استفاده در فضای باز، اسباب بازی‌ها، جامه دان‌ها، لوله‌ها، روکش کابل و سیم و … بکار می‌رود.

پلی اتیلن سبک LDPE
پلی اتیلن سبک به لحاظ فشردگی کم مولکولی از دانسیته پایین و در نتیجه انعطاف پذیری خوبی برخوردار است، چنین ویژگی باعث گردیده که این محصول در ساخت فیلم و ورق جهت مصرف در روکش‌های طلقی شفاف، آستر‌های بسته بندی، کاورها، ظروف تحت فشار، روکش کابل و سیم و… مصرف می‌گردد.

پلی اتیلن سبک خطی
این بسپار از دانسیته کمتری نسبت به پلی اتیلن سبک برخوردار است، در مقابل پارگی و سوراخ شدن مقاومت، استحکام و کشش بهتری از خود نشان می‌دهد. این بسپار، جهت تولید فیلم بسته بندی، روکش کابل و سیم، بطری و ظرف، اسباب بازی، ورقه، لوله و… بکار می‌رود. آسیا، آمریکای شمالی و اروپای غربی به ترتیب، بزرگترین تولید کنندگان پلی اتیلن جهان می‌باشند.
تولید پلی اتیلن سبک خطی در سال 2002 بالغ بر 9/14 میلیون تن بوده است که با رشد 7/5 درصدی به 6/19 میلیون تن در سال 2007 رسید. پیش بینی می‌گردد که تولید این بسپار به حدود 26 میلیون تن در سال 2012 افزایش یابد. این بسپار به دلیل ویژگی های منحصر به فرد، از رشد مصرف بالاتری نسبت به پلی اتیلن‌‌های سبک و سنگین برخوردار است. بطوریکه پیش بینی می‌گردد تا سال 2017 مصرف این پلیمر با متوسط رشد مصرف سالانه 4/5 درصد به حدود 34 میلیون تن (34 درصد مصرف کل پلی اتیلن ها ) با لغو گردد. همچنین پیش بینی می‌گردد که در سال 2017، پلی اتیلن سنگین با مصرف حدود 46 میلیون تن حدود 46 درصد مصرف کل پلی اتیلن ها را به خود اختصاص دهد. هر چند به ظاهر، بازار مصرف پلی اتیلن سبک اشباع گردیده است، اما پیش بینی می‌گردد که مصرف این بسپار از حدود 7/17 میلیون تن کنونی به حدود 7/20 میلیون تن در سال 2017 افزایش یابد.

پلی اتیلن ترفتالات
این پلاستیک گرما نرم که تحول عظیمی در نگهداری مواد غذایی (مایعات) ایجاد کرده، به علت بر خورداری از استحکام بالا و تحمل فشار بیش از PSI100 و مقاومت در برابر عبور گاز دی اکسید کربن، کاربرد بسیار وسیعی در نگهداری انواع نوشابه های گاز کربنیک دار یافته است. این بسپار که عمدتاٌ در دو گرید بطری و الیاف تولید می‌گردد. دومین بسپار پر مصرف جهان است.
گرید بطری
همانطور که از اسم این گرید پیداست، از این گرید در نگهداری انواع نوشیدنی‌های گاز کربنیک دار استفاده می‌شود. در حال حاضر، مصرف جهانی آن 2/14 میلیون تن است که معادل 7/6 درصد بسپارهای پرصرف جهان است و پیش بینی می‌گردد تا سال 2017 به حدود 8/26 میلیون تن افزایش یابد.
گرید الیاف
این گرید در تولید انواع پارچه و پوشاک بکار می‌رود بهترین تشابه را با پنبه طبیعی دارد. در حال حاضر، مصرف جهانی گرید الیاف، 29 میلیون تن است که حدود 6/13 درصد مصرف بسپارهای پر‌مصرف جهان است. پیش بینی می‌گردد که میزان مصرف این بسپار به حدود 3/41 میلیون تن در سال 2017 بالغ گردد. داکرون و ترویرا، نام تجاری برخی از الیاف پلی اتیلن تر فتالات است.

پلی پروپیلن
پلی پروپیلن، بسپاری گرما نرم است که ابتدا در سال 1951 توسط دکتر کارل رهن بدون پی بردن به اهمیت آن، درهوخست آلمان بدست آمد. اهمیت این بسپار با کشف مجدد آن توسط جولیوناتا در سال 1954 آشکار گردید .پلی پروپیلن با مصرف سالانه 6/45 میلیون تن و اختصاص 20 درصد از مصرف بسپار های اساسی، سومین بسپار پر مصرف جهان است. قابلیت افزایش پرکننده، تقویت کننده و دیگر اصلاح کننده‌ها، پلی پروپیلن را تبدیل به بسپاری پر مصرف و پر طرفدار نموده است. ظرفیت جهانی تولید این بسپار در سال 2002 حدود 4/39 میلیون تن بوده است که با رشد 5/4 درصدی به حدود 49 میلیون تن در سال 2007 رسیده است. پیش بینی می‌گردد مصرف جهانی پلی پروپیلن تا سال 2017 به 5/69 میلیون تن افزایش یابد.

پلی پروپیلن در صنعت اتومبیل در ساخت تزئینات داخلی، پروانه‌ها، کف‌پوش اتومبیل و جعبه باطری و همچنین در ساخت بدنه رادیو و تلویزیون، اجزای ماشین ظرف شویی، همزن‌های شست و شوگر، لوله، ساخت فیلم‌های بسته بندی برای صنایع غذایی و ساخت الیاف جهت تولید فرش، پشتی و گونی مورد استفاده قرار می‌گیرد. زیلو‌ها، چمن‌های مصنوعی، طناب های مقاوم در برابر پوسیدگی، تورهای ماهیگیری و قلم موها از کاربرد های دیگر پلی پروپیلن است.

پلی وینیل کلراید (PVC)
از مزایای پلی وینیل کلراید، مقاومت خوب آن در برابر چربی‌ها، روغن‌ها، اسید‌ها و بازها است. عایق الکتریسیته بوده و در برابر شعله، مقاوم است و از آنجاییکه به راحتی با انواع نرم کننده‌ها آمیخته می‌گردد، میتوان محصولات پلاستیکی متنوعی از سخت ترین شکل تا انعطاف ترین شکل را از آن تولید نمود.
پلی وینیل کلراید در دو دسته تولید می‌گردد: نوع سخت و نوع انعطاف پذیر.
اگر به این بسپار، نرم‌کننده‌ای افزوده نگردد یا با مقدار کمی از آن آمیخته گردد، پلاستیک قوی و سفتی حاصل می‌شود که در ساخت لوله و اتصالات ساختمانی، پروفیل در و پنجره، پوشش خارجی و پانل های ساختمانی، مجاری فاضلاب‌ها، ناودان‌ها، درزگیر در و پنجره، قطعات اتومبیل، کارت های اعتباری و … بکار می‌رود. مصارف بسپار انعطاف پذیر بسیار متنوع است. از تولید انواع کاغذ دیواری و رو مبلی تا تولید ورق و فیلم، از اسباب بازی گرفته تا شیلنگ و پرده حمام و رومیزی، کیسه خون و…. همگی از بازارهای مصرف این بسپار می‌باشند .در حال حاضر، مصرف جهانی این بسپار 3/34 میلیون تن است که معادل 16 درصد مصرف بسپارهای اساسی‌ است و پیش بینی می‌گردد که تا سال 2017 مصرف این بسپار به حدود 3/48 میلیون تن برسد .

پلی استایرن
اولین بار در سال 1940 پلی استایرن توسط شرکت آلمانی صنایع فاربن تولید و به عنوان عایق در صنایع الکتریکی مصرف گردید. امروزه پلی استایرن، پنجمین بسپار پر مصرف جهان است که در اغلب صنایع بکار می‌رود. شفافیت، شکل پذیری و قیمت مناسب این بسپار باعث گردید ظرفیت جهانی این ماده از 7/8 میلیون تن در سال 1990 به 18 میلیون تن در سال 2003 افزایش یابد.
این بسپار که بر خلاف سایر پلاستیکها شفاف است، در برابر جذب آب، مقاومت خوبی داشته و عایق حرارتی و الکتریکی بسیار خوبی است. در حال حاضر، ظرفیت تولید این ماده حدود 3/21 میلیون تن است که پیش‌بینی می‌گردد با رشد 2 درصدی به حدود 5/23 میلیون تن در سال 2012 افزایش یابد. مصرف جهانی این ماده در حال حاضر حدود 4/16 میلیون تن است که پیش بینی می‌شود تا سال 2012و2017 به ترتیب به حدود 19و 8/21 میلیون تن بالغ گردد. سهم این بسپار از مصرف بسپار های اساسی حدود 7/7 درصد است و در 3 گریدEPS،GPPS،HIPSتولید می‌گردد.
گرید معمولی (GPPS)
این بسپار به دلیل خواصی مانند شفافیت، مقاومت در برابر جذب رطوبت، نداشتن بو و مزه، عایق الکتریسیته و نیز خاصیت قالب پذیری خوب با استقبال فراوانی روبرو شد. به همین جهت این بسپار در ساخت وسایلی نظیر لوازم بهداشتی، ورزشی، صنایع اتومبیل‌سازی، لوازم خانگی، صنایع الکتریکی، کامپیوتر، پنکه، ریش تراش و… بکار می‌رود .
گرید مقاوم(HIPS)
ضربه پذیری پایین گرید معمولی باعث گردید که پلی استایرن اصلاح شده یا مقاوم، به شدت رشد کرده و در رده بسپار های پر مصرف قرار گیرد. از خصوصیات برجسته این گرید، خواص مکانیکی، بخصوص ضربه پذیری خوب همراه با قیمت مناسب است که کاربرد آن را در ساخت انواع وسایل و تجهیزات میسر می‌سازد. اصلاح پلی استایرن، موجب افزایش چقرمگی، استحکام ضربه‌ای و افزایش کشش طول می‌گردد. این عمل شفافیت پلی استایرن را نیز از بین می‌برد. پلاستیک‌های پلی‌استایرن اصلاح شده با لاستیک، معمولا در ساخت تلویزیون، لوازم خانگی، قسمت‌های داخلی یخچال، نظیر سینی‌ها، طبقات، پوشش‌های داخلی، ظروف نگهداری و … بکار می‌رود. مصرف کنونی این بسپار حدود 9/11 میلیون تن است که پیش بینی می‌گردد به حدود 2/15 میلیون تن در سال 2017 افزایش یابد.
گرید انبساطی
پلی استایرن انبساطی یا پلاستوفوم، نوعی پلیمر سفید رنگ و عایق رطوبت و صدا و حرارت است. این ماده، اولین بار توسط آلمان در جنگ جهانی دوم برای ساخت پل های شناور روی آب ساخته شد و در سال 1334 برای اولین بار شرکت یونولیت شروع به تولید این محصول (پلاستوفوم) در ایران نمود و به همین علت در ایران بنام یونولیت شناخته می‌شود. از این ماده برای عایق سازی، ساخت وسایل نیازمند عایق حرارتی، بسته بندی ابزار حساس الکتریکی، الکترونیکی و مکانیکی نظیر ساخت سردخانه، عایق‌سازی صوتی و حرارتی دیوارها، ساخت ماکت و کار دستی، دکور فضاسازی موقت، ساخت سازه‌های سبک، یخدان و … استفاده می‌گردد. این بنام های تجاری دیگر مانند “پلی فوم” و “استایروفوم” نیز شناخته می‌شود. مصرف گرید انبساطی پلی استایرن در حال حاضر حدود 5/4 میلیون تن است که پیش‌بینی می‌گردد تا سال 2017 به 6/6 میلیون تن بالغ گردد.

اکریلو نیتریل بوتادین استایرن(ABS)
این ترکیب، بسپاری گرما سخت بوده که خواص تقریبا بی‌نظیری دارد. اکریلو نیتریل باعث افزایش استحکام و مقاومت شیمیایی، بوتادین سبب افزایش خاصیت چقرمگی و استحکام ضربه‌ای و استایرن باعث افزایش سختی و جلای این بسپار می‌گردد. مقاومت این بسپار در برابر مواد شیمیایی، حلال‌ها و رطوبت، خوب است. این بسپار در ساخت لوله و اتصالات، اثاثیه و قطعات اتومبیل، ساخت لوازم خانگی از قبیل جاروبرقی، آستر در یخچال و بدنه رادیو و تلویزیون، داشبورد و فرمان اتومبیل، تلفن، سقف اتاق‌های کاروان، سینی، مبلمان، قایق، ادوات موسیقی و …. بکار می‌رود.
بسپار های مهندسی
بسپارها یا پلاستیک‌های مهندسی به گروهی از پلاستیک‌ها که از خواص مکانیکی و حرارتی بالایی برخوردار بوده و به طور کلی در مقابل اعمال بار و حرارت و خوردگی کم و بیش، مقاومت از خود نشان می‌دهند، گفته می‌شود. برخورداری از استحکام بالا و وزن پایین، داشتن مقاومت بالای شیمیایی، حرارتی و خوردگی به همراه خواص الکتریکی قابل قبول و انعطاف پذیری در طراحی و شکل‌دهی، این دسته از بسپار ها را از بسپارهای اساسی متمایز ساخته، بطوری که از آنها به نام بسپار های مهندسی یاد می‌شود، به گونه ای که در برخی کاربرد‌های خاص جایگزین فلزات نیز شده اند. از کاربردهای این دسته از بسپارها می‌توان از استفاده آنها در صنایع پیشرفته هوا فضا، اتومبیل‌سازی، الکترونیک و ساختمان، تولید محصولات و لوازم طبی، خا نگی، صنعتی و تجاری نام برد. برخی از بسپارهای مهندسی عمده بدین شرح است:
پلی کربنات
پلی کربنات، بسپاری با خواص استثنایی مطلوب است که از طریق فرایند های مختلف می‌توان آنرا شکل‌دهی کرد. از این بسپار می‌توان به عنوان جایگزین شیشه در پنجره های سکوریتی و معمولی منازل، مدارس، کارخانجات، نورگیرها، پل‌های عابر، ایستگاه‌های اتوبوس، صنایع تبلیغاتی، حمل و نقل، اتاقک و باجه، کیوسکهای تلفن، DVD/CD و بعنوان شیشه های ضد گلوله‌ی خودروها، باجه های بانک، مکان‌های نقل و انتقال پول، طلا و جواهر فروشی‌ها، شرکت ها و ادارات و تمامی محل‌هایی که پتانسیل مواجهه با اصابت های فیزیکی را دارند‌، بعنوان محافظ ماشین آلات‌، پوشش چراغ های سقفی‌، گلخانه‌ها و بطور کلی در کلیه مواردیکه عملکرد یک شیشه با شفافیت بالا و استحکام مناسب مد نظر باشد‌، بعنوان انتخاب برتر استفاده نمود.
پلی استال
پلی استال، گرما نرمی محکم، سخت، به شدت کریستاله و مقاوم به مواد شیمیایی مشتمل بر بازها و اسیدها بوده و در برابر سایش و تنش‌های فیزیکی بسیار پایدار است در بسیاری موارد جایگزین فلزات می‌گردد .
پلی بوتیلن‌تر فتالات
این بسپار که از ویژگی های کلیدی نظیر: سفتی و سختی عالی، استحکام مکانیکی، رفتار خزشی و خستگی خوب، پایداری حرارتی خیلی خوب، خاصیت ضد شعله عالی، خواص الکتریکی خوب، مقاومت سایشی بالا و اصطکاک سطحی کم، پایداری ابعادی خوب، مقاومت شیمیایی خیلی خوب، جریان پذیری و فرآیند پذیری خیلی خوب، دمای تغییر شکل حرارتی بالا(در گرید های تقویت شده )، جذب آب کم، سطح نهایی خیلی خوب بر خوردار است، در صنایع اتومبیل، الکتریک و الکترونیک، تجهیزات اداری، وسایل خانگی، غلاف کابل‌ها ی نوری، انواع برس و… کاربرد دارد.

پلی آمیدها
از ویژگی‌های کلیدی پلی‌آمیدها می‌توان از توازن سفتی/ چقرمگی عالی، استحکام مکانیکی بالا، پایداری حرارتی خیلی خوب، خواص ضد شعله عالی، خواص الکتریکی خوب، مقاومت سایشی بالا و اصطکاک سطحی کم، مقاومت شیمیایی خیلی خوب، جریان پذیری و فرایند پذیری خوب نام برد که استفاده این بسپار را در صنایع اتومبیل، الکتریک و الکترونیک، مبلمان اداری و خانگی، وسایل خانگی، وسایل ساختمانی و … میسر ساخته است .

پلی متیل متاکریالات
پلی متیل متا کریالات در اوایل به عنوان جایگزین شیشه بطور وسیعی در صنایع پنجره سازی و شیشه اندازی کاربرد یافت. این ماده یکی از سخت‌ترین و محکم ترین بسپارها با شفافیتی در حد شیشه و سطحی براق و صیقلی و مقاوم در برابر عوامل جوی است. این پلیمر در صنایع اتومبیل‌سازی، پنجره هواپیما، آکواریوم های بزرگ، ساختمان سازی و صنایع روشنایی و در تولید و طراحی CD، اسباب بازی، لوازم التحریر مثل خودکار، تزئینات و ساخت تندیس و صنایع الکتریکی و … به کار می‌رود.– از بسپارهای دیگر که در زندگی روزمره کاربرد زیادی دارند می‌توان از چسب‌ها، پوشش ها و پلی اورتان نام برد.

چسب و پوشش
از چسب‌ها یرای اتصال دادن پلاستیکها، چوبها، کاغذ، سرامیک و فلزات استفاده فراوانی می‌شود. خاصیت چسبانندگی یک بسپار به نیروهای چسبندگی آن بستگی دارد. بعضی از بسپار ها به خاطر داشتن گروههایی با جاذبه های واندروالسی بیشتر چسبندگی خوبی دارند. بسپارهایی که چسبندگی خوبی نداشته باشند با افزودن یک اسید آلی یا موادی که گروههایی با جاذبه واندروالسی دارند، به صورت قابل اتصال در می‌آید. برای هر ماده‌ای با توجه به جنس و ساختار و نوع استفاده باید چسب مناسبی انتخاب کرد. از جمله چسب‌های بسپاری می‌توان به امولسیون های آبی مانند: چسب چوب، چسب‌های ذوبی نظیر پلی اورتان و پلی وینیل کلراید، چسب‌های تماسی بر پایه لاستیک پلی کلرو پرن، چسب های پمادی لاستیک نیتریل، چسب‌های ‌ترشدنی توسط آب مانند پلی وینیل الکل اشاره نمود.
از پوششها علاوه بر زیبایی محیط، جهت حفاظت اشیا در مقابل عوامل طبیعی و غیره استفاده می‌شود. شاید آشناترین پوشش‌های بسپار، تفلون باشد. تفلون که نام تجاری فلورو پلیمرهاست، نوعی از بسپار است که حاوی اتم‌های فلئور است. این نوع بسپارها در مقابل اسیدها و بازها دارای مقاومت زیادی بوده و مزیت اصلی آنها اصطکاک بسیار پایین می‌باشند .

پلی اورتان
پلی اورتان ها به دسته‌ای از مواد‌شیمیایی گفته می‌شود که از واکنش پلی ال ها و ایزوسیاناتها به عنوان مواد اصلی تشکیل دهنده ساخته می‌شوند .پلی اورتانها اولین بار توسط اتو بایر در سال 1937 در آلمان کشف گردید. پلی اورتانها به شکل‌های مختلف از جمله فوم ها نرم، فوم های سخت، الاستومرها، رزین، رنگ، پوشش، الیاف کشسان و… در ساخت مبلمان، تشک، عایق، نوسان گیر و… به کار می‌روند. ظهور نخ کشسان اسپند کس از جنی پلی اورتان، صنایع پوشاک ورزشی را دگرگون کرده است.