آشنایی با مواد اولیه تولید نایلون و دلایل استفاده از پلی‌اتیلن در تولید آن
در این مقاله با مواد اولیه نایلون آشنا خواهیم شد و تفاوت مواد اولیه نایلون ونایلکس را با هم بررسی می‌کنیم. صنایع بسته‌بندی به عنوان یکی از بخش‌های مهم و درآمدزا در میان اصناف مختلف به شمار می‌روند. فرقی نمی‌کند که شما یک سوپرمارکت ساده در یک کوچه داشته باشید یا یک تولیدکننده بزرگ لوازم خانگی؛ برای عرضه محصولات خود به مشتریان حتما از نایلون استفاده می‌کنید. مواد اولیه‌ای که در تولید نایلون مورد استفاده قرار می‌گیرد، مواد پلیمری هستند. برای این که بدانید مواد اولیه نایلون چیست یا مواد استفاده شده در نایلون را به خوبی بشناسید؛ این مقاله به شما کمک خواهد کرد تا درک بهتری نسبت به مواد اولیه نایلون و نایلکس و ترکیب این مواد باهم داشته باشید، در ادامه با ما همراه باشید.
چه نوع مواد اولیه‌ای در تولید نایلون استفاده می‌شود؟
معمولاً مواد اولیه نایلون از پلی‌اتیلن به‌عنوان پلیمر پایه در تولید نایلون‌ها و نایلکس‌ها استفاده می‌شود. با ایجاد ترکیب میان گاز طبیعی و نفت خام، سنتز شیمیایی در اتیلن موجود در آن‌ها رخ می‌دهد. در اثر این پدیده پلی‌اتیلن تولید می‌شود. ساختار پلیمرها در اثر کنار هم قرار گرفتن زنجیره‌ای بلند از منومرها به وجود می‌آید. در پلی‌اتیلن نیز زنجیره‌ای بلند از اتم‌های کربن به صورت دو به دو با پیوندهای دوگانه به هم متصل شده‌اند و در شاخه‌های آن‌ها نیز اتم‌های هیدروژن به کربن‌ها وصل می‌شوند.
پلی‌اتیلن‌ها به عنوان گروهی از مواد پلیمری، دارای خواص فیزیکی و شیمیایی مشخصی هستند. بسیار مرسوم است که به کمک اضافه کردن برخی مواد افزودنی به پلیمرها، خواص آن‌ها را تقویت کرد. در تولید نایلون‌ها، مواد افزودنی را به منظور ارتقای مقاومت کشسانی، تنظیم شبکه ساختاری و افزایش شفافیت سطح نایلون‌های پلی‌اتیلنی انجام می‌دهند.
دلیل استفاده از پلی‌اتیلن در تولید نایلون
در بسیاری از کشورهای اروپایی و آمریکایی، نایلون را از پلیمرهایی که دارای ساختار پلی‌آمیدی هستند، تولید می‌کنند؛ اما در ایران، نایلون‌ها به کمک فیلم‌های دمشی که از پلی‌اتیلن به دست می‌آیند، تولید و روانه بازار می‌شوند. در این قسمت لازم است به یک سوال مهم و اصلی در رابطه با مواد اولیه نایلون‌ها پاسخ دهیم که چرا از پلی‌اتیلن در تولید نایلون‌ها استفاده می‌شود؟
پاسخ این پرسش به دو ویژگی بسیار مهمی که در پلی‌اتیلن وجود دارد، ختم می‌شود. پلی‌اتیلن به‌عنوان یک ماده پلیمری، دارای خاصیت گرمانرم است. به این ترتیب وقتی در معرض حرارت قرار می‌گیرد، نرم و منعطف می‌شود. نایلون‌ها نیز با حرارت دادن پلی‌اتیلن تولید می‌شود؛ بنابراین نایلون‌ها همواره دارای ظاهری نرم و منعطف خواهند بود. مشخصه دوم پلی‌اتیلن، مقاومت بالای آن در برابر ضربه است که منجر به افزایش چغرمگی آن می‌شود. به همین دلیل پلی‌اتیلن گزینه مناسبی برای تولید نایلون‌ها به شمار می‌رود.
البته مزایا و مشخصات خوب دیگری نیز برای پلی‌اتیلن می‌توان بر شمرد؛ از جمله این که پلی‌اتیلن‌ها به هیچ عنوان سمی نیستند و مصرف آن‌ها هیچ‌گونه خطری برای سلامتی انسان ندارد. همچنین به‌طور کلی در شرایط آب و هوایی معمولی نامحلول است و تنها تحت شرایط خاصی از جمله حرارت دادن آن در هیدورکربنات‌ها یا هالوژن هیدروکربنات‌ها می‌توان آن را حل کرد. در ادامه خواهید دید که پلی‌اتیلن‌ها در گریدهای با وزن مختلف در بازار عرضه می‌شوند.
تا اینجا متوجه شدیم که دلیل استفاده از پلی‌اتیلن به‌عنوان مواد اولیه تولید نایلون چیست؟ حال وقت آن رسیده است که به ارزیابی گریدهای مختلف پلی‌اتیلن بپردازیم. مبنای دسته‌بندی گریدهای مختلف این ماده پلیمری، چگالی آن‌ها است. آن چیزی که باعث تغییر چگالی پلی‌اتیلن‌های تولیدی می‌شود، تفاوت در نوع زنجیره پلیمر و تعداد شاخه‌های متصل به شاخه اصلی است. سه دسته زیر به‌عنوان گریدهای مختلف پلی‌اتیلن برای تولید نایلون‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند:
پلی‌اتیلن سنگین یا High Density PolyEthylene
در اصطلاح فارسی به این دسته از پلی‌اتیلن‌ها، پلی‌اتیلن سنگین یا چگالی بالا گفته می‌شود. در ساختار شیمیایی آن‌ها صرفاً یک شاخه اصلی وجود دارد و هیچ‌گونه شاخص فرعی در آن به چشم نمی‌خورد. شاخه اصلی، به زنجیره‌ای در ساتار پلیمر گفته می‌شود که بیشترین تعداد عنصر کربن در آن وجود دارد. وجود شاخه فرعی، باعث کاهش قدرت پیوند بین مولکولی اتم‌های حاضر در شاخه اصلی می‌شود.
به دلیل عدم وجود این شاخه در پلی‌اتیلن چگالی بالا، پیوندهای قوی بین اتم‌ها وجود دارد و به این ترتیب مقاومت کشش آن‌ها نسبت دو گرید دیگر پلی‌اتیلن بیشتر است. برای تولید پلی‌اتیلن سنگین باید دو عامل اساسی شرایط واکنش و نوع کاتالیزور مورد استفاده را کاملاً تحت کنترل داشت. معمولاً از زیگلر ناتا به عنوان کاتالیزور در تولید پلی‌اتیلن سنگین استفاده می‌شود.
پلی‌اتیلن سبک یا Low Density PolyEthylene
یکی دیگر از پلی‌اتیلن‌ها که به‌عنوان مواد اولیه کیسه نایلون استفاده می‌شود، پلی‌اتیلن سبک یا چگالی کم نام دارد. سوال مهم این است که تفاوت بین مواد اولیه نایلون چیست؟ پلی‌اتیلن سبک دارای شاخه فرعی است و به همین دلیل تعداد پیوندهای بین مولکولی کربن‌ها در شاخه اصلی کاهش پیدا می‌کند. کاهش تعداد پیوندها، موجب ضعیف‌تر شدن آن‌ها می‌شود و بنابراین مقاومت کششی محصول نهایی تولیدی با این ماد پلیمری در مقایسه با پلی‌اتیلن سنگین، کمتر خواهد بود و در نتیجه خواص فیزیکی آن نیز مقداری ضعیف‌تر است.
برای تولید این نوع پلی‌اتیلن از روش پلی مریزاسیون رادیکالی استفاده می‌شود. به دلیل ضعیف‌تر بودن پیوند بین اتم‌های کربن در شاخه اصلی، این دسته از پلیمرها، از انعطاف‌پذیری بیشتری برخوردار هستند و به همین دلیل می‌توان محصولات متنوع‌تری با آن‌ها تولید کرد. همچنین این نوع پلی‌اتیلن در فرآیند تجزیه شدن توسط میکروارگانی‌ها، راحت‌تر تجزیه می‌شود.
پلی‌اتیلن خطی سبک یا Low Line Density PolyEthylene
این پلیمر از طریق کوپلیمریزاسیون مونومر اتیلن با α-اولفین‌های کوتاه زنجیر مانند ۱-بوتن یا ۱-هگزن با ۱-اوکتن، کوپلیمری با شاخه‌های هیدروکربن کوتاه تولید می‌شود. کیسه فریزرهایی که به‌صورت روزانه با آن‌ها سر و کار داریم، از این دسته از پلیمرها ساخته می‌شوند. خطی بودن ساختار این دسته از پلیمرها چه نتیجه‌ای به همراه دارد؟
خطی بودن ساختار آن‌ها موجب ارتقای سطح مقاومت به ضربه و استحکام کششی آن‌ها می‌شود. البته باید اشاره کنیم که باز هم این دو خاصیت در مقایسه با پلی‌اتین سنگین، ضعیف‌تر خواهد بود. در اثر تقویت این دو مشخصه، یک نقطه ضعف دیگری در پلی‌اتیلن‌های خطی سبک به وجود می‌آید و آن کمتر شدن میزان انعطاف‌پذیری‌شان است. به دلیل پیچیدگی‌هایی که در تولید این دسته از مواد پلیمری وجود دارد، قیمت تمام شده آن‌ها نیز نسبت به دو گروه دیگر بیشتر است.
فرق مواد اولیه نایلون با نایلکس
اینکه انواع مواد اولیه نایلون چیست و چه تفاوت‌هایی با یکدیگر دارند، در حال حاضر برای ما روشن شده است. اما سوال مهم بعدی این است که ترکیب مواد اولیه نایلون چیست و چگونه انواع نایلون‌ها و نایلکس‌های موجود در بازار تولید می‌شوند؟
ترکیب مواد اولیه تولید نایلکس
بهترین ترکیب مواد اولیه برای تولید نایلکس عبارت است از: ۲۰ واحد پلی‌اتیلن سنگین فیلم، ۳ واحد پلی‌اتیلن سبک فیلم، ۲ واحد پلی‌اتیلن سبک خطی، ۱۰ واحد اف ۷۰۰۰ مهر، ۵ واحد ۵۱۱۰ آریاساسول، ۵ واحد ایکس ۵، ۳ واحد ۰۰۷۵ یا ۰۲۰، ۲ واحد ۲۰۹ ال ال دی امیرکبیر و یک درصد شفاف‌کننده.
ترکیب مواد اولیه کیسه‌های فریزر
۱۸ واحد اف ۷۰۰۰ مهر، ۱۸ واحد بی ال ۳، ۱ واحد ۲۰۹ ال ال دی امیرکبیر و ۱ واحد ۰۰۷۵ یا ۰۲۰ برای تولید کیسه فریزر با یکدیگر ترکیب می‌شوند. در تولید کیسه فریزر به هیچ عنوان از مواد شفاف‌کننده یا هر افزودنی دیگری استفاده نمی‌شود.
ترکیب مواد اولیه شرینک
شرینک‌ها را می‌توان از مواد اولیه مختلفی با درصد ترکیب معینی تولید نمود و فرمول ثابتی برای آن‌ها معمولاً وجود ندارد. به‌عنوان مثال برای تولید شیرینک‌های بسته‌بندی آب، بهترین ترکیب مواد اولیه نایلون شرینک عبارت است از: ۳ واحد ۰۰۷۵ و ۲ واحد ۲۰۹ ال ال دی.
دیدگاهتان را بنویسید