طرح توجیهی تولید انواع کیسه پلاستیکی نایلون پلیمری

نايلون پليمري است كه در سال ١٩٣٥ توسط والاس كارتروز متخصص شيمي آلي شركت دوپونت (Dupont)كه يكي از بزرگترين توليد كننده هاي مواد شيميايي در امريكا و جهان است ساخته شد. كارتروز 7سال بر روي اين پروژه فعاليت نمود تا در نهايت موفق شد درسال ١٩٣٨ اولين محصول نايلوني را كه مسواكي با الياف نايلون بود توليد نمايد. سپس مشهورترين محصول نايلوني كه همان جوراب نايلوني زنانه است در تاريخ ٥ مي ١٩٤٠ به بازار عرضه شد . براي تبليغ نايلون آنرا به استحكام فولاد و به خوبي و لطافت تار عنكبوت تعبير كرده اند .

امروزه نايلون در شمار عظيمي از محصولات همچون چتر نجات، لاستيك ماشين ،چادر، طناب و بسياري از ابراز نظامي استفاده مي شود . با وجود اين ما همچنان به جوراب زنانه مي گويم جوراب نايلون .

اما در جامعه ايران نايلون در ميان مردم عمدتاً به كيسه هایي كه براي بسته بنديهاي مختلف ( ميوه، لوازم خانگي كليه قطعات الكتريكي، چوبي و فلزي ) بكار مي رود اطلاق مي شود حال ممكن است اين محصولات از نظر جنس و ساختار فيزيكي و شيميايي باهم متفاوت باشند و اما در مهندسي شيمي نايلون گريدهاي مختلف داشته (گريد ٦ و گريد ٦٦ و( ...كه از جنس پلي آميد بوده وكلاً متفاوت از چيزي است كه در بين عموم رواج دارد. 

كيسه پلي اتيلني كه مجموعه گسترده اي از كيسه هاي با ضخامتهاي متوسط تا ضخيم را در برگرفته و عمدتاً جهت مصارف بسته بنديخاص ( صنایع شيميايي، كشاورزي و( ... را شامل مي شود و منظور اين طرح نمي باشد.

اما در مورد دو كد تعرفه ديگر طبق اظهارات توليدكنندگان نايلون و صنايع چاپ بعد از آن، نايلونها معمولاًً به دو صورت به بازار عرضه مي شوند يكي به صورت نايلون خام و بدون هيچگونه چاپ روي آن و ديگري به صورت نايلون با چاپ بر روي آن.

تعریف ،ویژه گیها و مشخصات محصول

به طورکلی پلاستیک ها را می توان به دو دسته زیر تقسیم نمود :

الف – پلاستیک های با کاربرد عمومیGP) ) General purpose

ب پلاستیک های مهندسی Engineeringplastics ( EP)

الف پلاستیک های با کاربرد عمومی :

حدود 85 درصد از کل پلاستیک ها ی تولیدی جهان به تولید این گروه اختصاص دارد.

از پلاستیک های این خانواده می توان به پلیمر های زیر اشاره نمود :

پلی اولفین ها، PE ، PP

پلی وینیل کلرایدPVC

پلی استایرنPS

کوپلیمر استایرن – اکریلونیتریل – بوتادین ABS

ب  پلاستیک های مهندسی:

پلاستیک های مهندسی به پلیمر هایی ا طلاق می شود که در بعضی موارد به دلیل دارا بودن خواص فیزیکی و مکانیکی با لا می توانند جایگزینی برای سرامیک و شیشه و برخی فلزات باشند. به طور کلی اغلب پلاستیک ها ی این خانواده می توانند حرارت و فشار بالا را تحمل کنند ، قا بلیت ماشینکاری دارند و دارای پایداری ا بعادی قابل قبولی نیز هستند.

مهمترین پلاستیک های مهندسی عبارتند از : 

پلی استالpom 

 پلی کربنات pc

 پلی اتر ایمید

 نایلون یا پلی آمیدpa 

 پلی یورتانpu 

 پلی سولفونps 

 پلیمر های فلوئوردار pf 

 پلی تترا اتر کتون 

 پلی متیل متاکریلاتpmma 

هر یک از پلاستیک های مذکور خواص ویژه و کاربرد های خاص خود را دارند.

به طور کلی قطعات پلی استال ، نایلون و سایر،از پلی اتیلن، پلی پروپیلن ، پلی وینیل کلراید و پلاستیک ها ساخته می شوند.

****************

در زیر به اختصار به توضیح این مواد می پردازیم :

پلی اتیلن سبک :

محصولات صنعتی ساخته شده از پلی اتیلن سبک، به شیوه قالبگیری تزریقی، شامل برخی قطعات اتومبیل و اتصالات لوله به روش تزریقی می باشد.

پلی اتیلن سنگین :

ساخت بشکه های صنعتی و سطل ها ، یکی از موارد کاربرد پلی اتیلن سنگین برای قالبگیری دمشی است. در این بخش ظرف هایی با حجم 20 تا 220 لیتر قرار می  گیرند . این ظروف برای نگهداری و حمل بسیاری از محصولات مانند محصولات کشاورزی، مواد پودری، مواد غذایی ، خوار و بار و مواد شیمیایی به کار می روند .

پلی اتیلن سنگین با وزن مولکولی زیاد به علت سفتی و مقاومت در برا برضربه و سایش بهترین انتخاب برای ساخت این گونه ظروف است . 

ویژگی های نفوذ ناپذیری در این مورد با اصلاح پلی اتیلن بوسیله فلوئور ، لمینه کردن با نایلون یا فرآیندهای اکستروژن چند لایه بهبود می یابد .

همچنین در ساخت انواع باک بنزین خودروها ، دبه و بشکه های صنعتی ) 220 لیتری ( و سطل های دهانه تنگ برای نگهداری و حمل محصولات کشاورزی و پودرها و مواد شیمیایی و مواد غذاییبطری روغن موتور و دبه نفت از پلی اتیلن سنگین به شیوه قالب گیری دمشی استفاده می شود 

سایر قطعات قالب گیری شده صنعتی به شیوه تزریقی از جنس پلی اتیلن سنگین عبارتنداز : 

تجهیزات اتومبیل ، لوازم پزشکی و انواع پالت های صنعتی که به تازگی در کشور مصرف زیادی یافته است .

پلی اتیلن سبک خطی 

محصولات ساخته شده از پلی اتیلن سبک خطی ، به شیوه قالب گیری تزریقی ، شامل برخی قطعات اتومبیل ، قطعات چمدان و مبلمان می باشد .

پلی اتیلن سبک خطی در بخش قالب گیری تزریقی در مقیاس وسیع جایگزین پلی اتیلن سبک شده است .

از کاربرد های قطعات پلی اتیلنی در روش قالب گیری دورانی به موارد زیر می توان اشاره نمود : 

بشکه ، سطل ، مخازن ، بدنه پمپ ها ، بدنه باتری خودرو و جعبه ابزار . 

پلی پرو پیلن 

بیشترین مصرف در تولید قطعات قالب گیری تزریقی مربوط به پروپیلن می باشد . 

در تولید ابزار های صنعتی مانند درل از pp به دلیل قالب گیری آسان ، کم ، سختی ، خصوصیات الکتریکی ، شکل ظاهری و هزینه تولید پایین آن به طور گسترده استفاده می شود .

پلی پروپیلن استفاده زیادی در قطعات بکار رفته در اتومبیل ها و وسایل نقلیه موتوری دارد . برای اکثر قطعات از کوپلیمر های مقاوم در برابر ضربه استفاده می شود . عمده ترین مصرف پلی پروپیلن در این صنعت ساخت ضربه گیرهای خودرو است .

یکی دیگر از کاربرد های اصلی پلی پروپیلن در محفظه های نگهداری باتری می باشد . در این مورد ، از کوپلیمر مقاوم در برابر ضربه که به روش قالب گیری تزریقی و به رنگ سیاه تهیه شده است ، استفاده می گردد .ا کنون محفظه های نگهداری باتری اتومبیل به رنگ های گوناگون یا به رنگ طبیعی خود ماده پلاستیکی تولید می شود .

کاربرد دیگر آن ، در زمینه تولید کانال های تهویه مطبوع در داخل اتومبیل می باشد که از دید سرنشینان اتومبیل پنهان است . تیغه های پنکه در انواع مختلف نیز توسط پلی پروپیلن پر شده با کالک تولید می گردد .

با توجه به نیازی که برای کاهش وزن اتومبیل ها وجود دارد . بسیاری از مواد سنگین فلزی با پلاستیک های جایگزین شده اند و اکثر پلاستیک های استفاده شده در اتومبیل از نوع تزئینات pp می باشند . 

پلی پروپیلن به سرعت در حال تبدیل به ماده اصلی برای تولید قطعات مصرفی در بخش های خارجی خودرو است . کاهش وزن مهمترین عامل استفاده از پلی پروپیلن است .

PVC

در صنایع الکتریکی از PVC سخت در ساخت جعبه تقسیم ، انواع دوشاخه و کلید استفاده می شود . همچنین PVC در ساخت قطعات اتومبیل نیز به کار می رود .

PMMA 

عمده ترین کاربرد PMMA در صنایع اتومبیل ساخت حباب چراغ اتومبیل است .سایر کاربرد های PMMA در صنایع اتومبیل ، پوشش پانل داخلی اتومبیل ( پوشش صفحات کنترلی مانند کیلومتر  شمار ، ساعت ، نشانه گر سوخت ) می باشد .

به دلیل اینکه PMMA نور را از خود عبور می دهد و جذب نور آن بسیار ناچیز می باشد ، اولین انتخاب در ساخت حباب انواع چراغ ها و عدسی های نوری است . PMMA در ساخت عدسی چراغ قوه ، فانوس ، چراغ های باند فرودگاه ، صفحه تلویزیون ، عدسی دوربین و علائم انعکاس نور در جاده ها بکار می رود .

ABS 

از ABS در ساخت قطعات قسمت های داخلی و خارجی اتومبیل استفاده می شود ، ABS به علت از شکل افتادگی و تغییر فرم در درجات حرارت بالا بیشتر در قسمت های میانی اتومبیل بکار می رود . این ماده برای ساخت شبکه جلوی رادیاتور ، همچنین قاب های چراغ اتومبیل مورد استفاده قرار می گیرد . این قطعات با استفاده از قالب گیری تزریقی تولید می شوند .

PBT 

استفاده از رزین های مهندسی در صنایع خودرو سازی یک برنامه کلی برای کاهش دادن وزن خودرو و افزایش بازده سوخت می باشد . از جمله ویژگی های بارز رزین های PBT که باعث کاربرد این رزین ها در ساخت کاپود خودروشده ، می توان به مقاومت شیمیایی در مقابل سیالات و در مقابل حرارت ، پایداری ابعادی ، فرآیند پذیر بودن و چکش خواری خوب این مواد اشاره کرد . از جمله کاربرد های این رزین ها در موتورهای احتراقی می توان بکار برد . در جعبه های آلترناتور ، بوبین های سیم پیچ احتراقی و پمپ های سوخت اشاره کرد . 

 گرید های مختلفPBT به خا طر خواصی نظیر عایق بودن ، پایداری ابعادی ، استحکام مکانیکی خوب ، پایداری رنگ خوب ، مقاومت حرارتی ، شیمیایی و خزشی بالا در صنایع الکتریکی و الکترونیکی استفاده می گردند .

 از جمله کاربرد های این رزین ها در صنایع الکترونیکی می توان به اتصال دهنده ها ، سوئیچ ها و رله ها و در صنایع الکتریکی به بوبین ها ، سوکت ها ، تونر های تلویزیون ، نگهدارنده های فیوز ، جعبه کلید ، جعبه پایانه های الکتریکی ، عایق ها ، ولت مترها و سر لامپ ها اشاره کرد .

 بزرگترین بازار مصرف PBT در صنایع الکتریکی و الکترونیکی در تهیه اتصال دهنده های الکتریکی است .

رزین های مهندسی ترفتالات به خا طر مقاومت خوردگی بالا ، فرآیند پذیری و پایداری رنگی خوب کاربرد های مختلفی دارند . 

در بخش صنعت ، این رزین ها به خا طر استحکام مکانیکی بالا ، مقاومت در مقابل گرما ، رطوبت و مواد شیمیایی و قیمت پایین جایگزین خوبی برای فلزات می باشند . از این رزین ها در تهیه اجزای پمپ های انتقال آب و فاضلاب ، قلاب ، بست ، اسکلت درب ، شیر های آبیاری ، کنتور آب ، سمپاش های مکانیکی ، گیره کاغذ و چرخ دنده ها استفاده می گردد . 

بزرگترین حجم تجارت PBT به صورت آمیزه ، آلیاژ این رزین با پلی کربنات ( polycarbonatePC ) می باشد .

 در این آمیزه از ترکیب خواص چقرمگی و مقاومت حرارتی بالای PC و مقاومت شیمیایی( در مقابل روغن موتور ، بنزین و حلال های هیدروکربن ) PBT استفاده می گردد .

 نسبت ترکیب PBT در مخلوط از 20 تا 80 درصد متغیر است . اما به طور متوسط درصد PBT به PC معمولا 50 % به 46 % است .

از این آلیاژ به طور گسترده در صنایع خودرو سازی به خصوص میله های سپر خودرو و لایه پوشش فیبری آن استفاده می گردد . 

از جمله کاربرد های دیگر در صنایع خودرو سازی می توان کاربرد آن در دستگره های درب اشاره کرد .این آلیاژ ها پایداری ابعادی بالا ، فرآیند پذیری و قابلیت رنگ پذیری خوب دارند و در مقابل سایش و خوردگی و حرارت مقاوم هستند . از آمیزه PBT با الاستومرها جهت بهبود ا ستحکام ضربه ای در صنایع خودرو سازی ، صنایع الکتریکی و الکترونیکی استفاده می گردد .

از آمیزه های PBT با کوپلیمرهای آکریلونیتریل – استایرن – آکریلات برای تهیه جعبه های فیوز ، اتصال دهنده ها و دستگیره های درب استفاده می گردد . 

پلی کربنات

پلی کربنات در برخی از قطعات ماشین های سواری و کامیون های سبک مورد استفاده قرار می گیرد . در این قطعات خواص مقاومت ضربه ، خواص تغییر شکل در برابر حرارت ، مقاومت در برابر شرایط جوی و استحکام مد نظر است .

 بیشترین استفاده از پلی کربنات در صنعت اتومبیل ، ساخت پانل ( جلوی داشبورد ) و اجزای آن می باشد . در این صنعت پلی کربنات عمدتا با ABS به صورت آلیاژ مصرف می شود . 

کاربرد های پلی کربنات در قسمت های بیرونی اتومبیل عمدتا شامل نگهدارنده آینه ، پانل بیرونی اتومبیل و پوشش چرخ ها می باشد . 

پلی کربنات در ساخت قطعات دستگاه های برقی بکار می رود . تقاضا برای پلی کربنات در این صنعت نه تنها به لحاظ خواص الکتریکی و حرارتی مطلوب ، بلکه به علت مقاومت خوب در مقابل ضربه و استحکام بالا و شفافیت می باشد .

بیشترین استفاده از پلی کربنات در صنعت الکتریکی ساخت رابطه های الکتریکی در تجهیزات مربوط به ارتبا طات تلفنی که در خارج از منزل نصبمی  گردند یا تجهیزات مربوط به شبکه می باشد . 

رزین نایلون 66

رزین نایلون 66 به صورت قالبگیری تزریقی در صنایع اتومبیل برای ساخت تانک ها، مخزن ها و در پوشهای مورد نیاز برای قسمت های مختلف اتومبیل به کار می رود. همچنین در صنایع الکترونیک برای پوشش سیمها و کابل های الکتریکی، جعبه موتورهای کوچک الکتریکی و کلید استفاده می شود .

رزین نایلون 66 به علت مقاومت فوق العاده در مقابل نفت و بنزین در ساخت سیلندرهای هوا، کاربراتور و درب باک بنزین نیز مصرف می شود . رزین نایلون 66 علاوه بر موارد بالا در تولید قسمت های اصلی دستگا ههایی مثل محافظ موتور، اجزاء و وسایل آزمایشگاهی و پزشکی نیز به کار می رود.

رزین نایلون 66 برای تولید لوله ها و تیوبهای مربوط به دستگاههای هوای فشرده و صنایع غذایی و شیلنگهای مربوط به سیستم های سوخت به کار می رود. 

آلیاژهای پلیمری

انواع آلیاژهای پلیمری مورد استفاده در تولید قطعات صنعتی به شرح ذیل می باشد :

 آلیاژ PC/ABC

 آلیاژABC/ PVC

 آلیاژABC/PBT

 آلیاژ PP/EPDM

 آلیاژPC/PVC

 آلیاژ PC/PBT

صنایع خودرو سازی خود به تنهایی بخش عظیمی از آلیاژهای پلیمری تولید شده را مصرف می کند . قسمت های افقی در بدنه خارجی خودرو در مقایسه با قسمت های عمودی ، به لحاظ جذب بیشتر تشعشعات خورشید ، به موادی با مقاومت دمایی بالا نیاز دارند . 

خواص مکانیکی برای قسمت های اسکلتی خودرو ، بسیار مهم بوده در حالی که برای قسمت های غیر اسکلتی پایداری ابعادی نیز مهم است که داشتن ضریب انبساط گرمایی کمی را می طلبد . 

استفاده از آلیاژ PC/ABS در صنعت خودرو روز به روز در حال افزایش می باشد و این بخا طر مقاومت ضربه ای و پایداری ابعادی آن می باشد و باعث شده است که قطعات فلزی خودرو با این آلیاژ (در بسیاری از قطعات ) جایگزین شوند .

افزایش سرعت رشد مصرف پلاستیک ها در خودرو یکی از علل اصلی سبک تر شدن خودرو هاست .

تاثیر مستقیم کاهش وزن خودرو در رسیدن به حداقل مصرف سوخت می باشد . به دلیل سرعت بالای تولید قطعات پلیمری در مقایسه با قطعات فلزی و نیز امکان تغییر کم هزینه تر قالب های آنها ، این قبیل مواد از ا همیت قابل توجه ای نسبت به فلزات برخوردارند