پلیمرها در صنایع بسته بندی

مواد پلیمری یا به عبارتی پلاستیک ها نقش مهمی در صنعت بسته بندی ایفا می کنند، در واقع بزرگ ترین مصرف کننده پلیمرها صنایع بسته بندی می باشد.  حدود ۳۹ درصد از پلاستیک ها در صنعت بسته بندی به کار می روند که این عدد بیانگر نقش مهم این مواد در این صنعت میباشد.

پلاستیک‌ها طیف بسیار وسیعی از مواد پلیمری را تشکیل می‌دهند. پلاستیک از کلمه یونانی (plastikos) به معنی شکل‌پذیر بودن نشات گرفته‌ است و به این معنی است که می توان آن را به شکل های مختلفی از جمله فیلم، الیاف، صفحات، لوله‌ها، بطری‌ها، جعبه‌ها و غیره درآورد. پلاستیک ها با فن آوری های تبدیلی استاندارد مانند اکستروژن، قالب گیری دمشی، قالب گیری ریخته گری و.. به دست می آیند.

ویژگی و کاربرد پلاستیک ها

پلاستیک‌ها ویژگی فیزیکی و مکانیکی جالب و جذابی دارند . این باعث توسعه روزافزون کاربرد این مواد در صنایع گوناگون شده است. این ویژگی ها عبارتند از :

• سبکی
• مقاومت بالا
• عایق بودن
•  قابلیت رنگ پذیری
• مقرون به صرفه بودن

انواع پلیمرها در صنعت بسته بندی

مواد پلیمری که در صنایع  بسته‌بندی استفاده می‌شوند. بیشتر شامل پلی‌اتیلن (PE)، پلی‌پروپیلن (PP) ، پلی‌اتیلن ترفتالات (PET)، پلی استایرن (PS)، پلی وینیل کلراید (PVC) و … می‌باشد.  در ادامه نقش هر یک از این پلیمرها و درصد استفاده هر کدام از آن ها در این صنعت عظیم مورد بررسی قرار می گیرد.

پلی‌اتیلن(PE)

پلی اتیلن، یک ماده پلیمری است که از واحدهای منفرد اتیلن تشکیل شده است. اتیلن ها به صورت زنجیره ای به دنبال هم آرایش یافته اند . مولکول بزرگ پلیمری را تشکیل داده اند. انواع پلی اتیلن که در حال حاضر در صنعت تولید می شوند به دسته های زیر تقسیم بندی می گردند:

• پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE)
• پلی اتیلن با چگالی پائین (LDPE)
• پلی اتیلن سبک خطی (LLDPE)
• پلی اتیلن با چگالی متوسط(MDPE)

انواع مواد پلی اتیلن ذکر شده در فوق با گریدهای تجاری مختلف، دارای یک خصوصیات مخصوص به خود هستند. موجب می شود برای تولید یک محصول متفاوت مناسب باشند. به طور مثال، پلی اتیلن با چگالی بالا بیشتر برای تولید انواع لوله پلی اتیلن و اتصالات و پلی اتیلن سبک برای تولید انواع  ورق های پلیمری، الیاف، ظروف و فیلم های بسته بندی مواد، کیسه های پلاستیکی و … استفاده می شود.

پلی‌پروپیلن(PP)

پلی پروپیلن که با نام اختصاری PP شناخته می‌شود. یکی از اصلی‌ترین و پرمصرف‌ترین پلیمرهای دنیا است. برای نخستن بار در دهه 1950 در مقیاس آزمایشگاهی تولید شد. PP  از طریق پلیمریزاسیون پروپیلن در شرایط دما و فشار نسبتا ملایم و با استفاده از کاتالیست معروف، زیگلر-ناتا تولید می‌شود.

پلی پروپیلن در برابر رطوبت، روغن‌ها و حلال‌های معمولی مقاوم بودهhsj . دمای ذوب آن در حدود 170 درجه سانتی‌گراد است. مقاومت در برابر کشش، چگالی کم، بی رنگی، سختی، مقاومت در برابر اسید، باز و حلال ها، از جمله ویژگی های پلی‌پروپیلن محسوب می شود.

انواع پلی پروپیلن که در حال حاضر در صنعت تولید می شوند به دسته های زیر تقسیم بندی می گردند:

• قالب تزریقی (Injection Moulding )
• الیاف (Fibres )
•  فیلم و ورق ( Sheet/Film)
• قالب بادی (Blow Moulding)
•   لوله(Pipe )
•  روکش محافظ (Extrution Coating)

.

پلی‌اتیلن ترفتالات(PET)

پلی اتیلن تر فتالات موسوم به پت ابتدا در دهه‌ی 1940 میلادی و در حین تلاشی برای ساخت فیبر نساجی پلیمری، توسط شیمیدانان شرکت DuPont پلیمریزه شد. پلی اتیلن ترفتالات ترکیبی از اتیلن گلیکول و ترفتالیک اسید می باشد. این ماده بدون این که هیچگونه ماده ای به آن اضافه کنیم مقاومت بسیار بالایی دارد . وزن آن بسیار کم است.  این بدان معناست که به عنوان نمونه جهت تولید بسته‌های پلاستیکی به فیلم پلاستیکی کمتری نیاز خواهد بود. از این پلیمر اکثرا برای تولید الیاف پلی استر، استفاده می شود.

میزان استفاده پلی اتیلن ترفتالات برای تولید الیافهای پلی استر (در سطح جهانی) 70 درصد تخمین زده می شود. 6 درصد از این ماده صرف تولید فیلم و 2 درصد هم جهت ساخت پلی استرهای مهندسی به کار می روند. اما 22 درصد باقی مانده، جهت ساخت رزین بطری کاربرد دارد.

انواع پلی اتیلن تر فتالات که در حال حاضر در صنعت تولید می شوند به دسته های زیر تقسیم بندی می گردند:

• پلی اتیلن تر فتالات بطری
• پلی اتیلن تر فتالات الیاف پلی استر

• پلی استایرن(PS)

پلی استایرن یک ماده پلاستیکی همه کاره است که برای تهیه طیف گسترده ای از محصولات مصرفی مورد استفاده قرار می گیرد.این پلیمر از مونومرهای استایرن ساخته شده است که مونومر استایرن یک ماده پتروشیمی است و اگر بخواهیم دقیق بگوییم هیدروکربن مایع و یکی از مشتقات نفتی است. پلی استایرن در دمای اتاق جامد بوده و ساختاری انعطاف پذیر دارد، در حالی که در دماهای بالاتر ذوب شده و می تواند به شکل قالب درآید.

این ماده به طور گسترده ای در ساخت عایق بندی منازل و لوازم خانگی، بسته بندی محافظ سبک ، تخته های ماسوره ، سرویس های غذایی و بسته بندی مواد غذایی ، قطعات خودرو ، سیستم های تثبیت کننده راه و جاده و … مورد استفاده قرار می گیرد.

پلی استایرن یک پلیمر بسیار سبک می باشد که خواص عایق حرارتی بالایی دارد. همچنین این پلیمر، سبب جلوگیری از اتلاف انرژی می شود. از لحاظ شیمیایی خنثی می باشد. مقاوم به حملات باکتری می باشد، قیمت مناسبی دارد و همچنین استحکام به ضربه و پایداری ابعادی عالی دارد.

انواع پلی استایرن که در حال حاضر در صنعت تولید می شوند به دسته های زیر تقسیم بندی می گردند:

• پلی استایرن معمولی( GPPS)
• پلی استایرن مقاوم (HIPS)
• پلی استایرن انبساطی ( EPS)
• پلی استایرن اکسترود شده (XPS)

هر کدام از این پلی استایرن ها موارد مصرف جداگانه ای دارند. بطور مثال، پلی استایرن معمولی کاربردهای الکتریکی زیادی دارند .  دلیل آن هم دارا بودن خواص دی الکتریکی و استحکام زیاد آنهاست و یا پلی استایرن مقاوم، مقاومت خوبی در برابر ضربه دارد . به همین دلیل از آنها در ساختن ظروف، بدنه انواع لوازم خانگی، پوشش ها، لوازم ورزشی و اسباب بازی ها استفاده می شود.

• پلی وینیل کلراید(PVC)

پلی وینیل کلراید نوعی پلاستیک بسیار پرکاربرد است . ترکیبی است از مشتقات نفت خام و گاز کلر که طی فرایند پلیمریزاسیون تولید می شود . پی وی سی (PVC) پلیمری جهانی با کاربردهای فراوان است . دلیل فراگیر شدن استفاده از این پلیمر هزینه پایین و در دسترس بودن، چگالی بسیار بالا و مقاومت به تغییر شکل، مقاومت کششی بسیار بالا و هم چنین مقاومت بسیار خوب در برابر مواد شیمیایی و بازها است .

پلی وینیل کلراید در دو نوع عمومی سخت و انعطاف پذیر در دسترس است که هر کدام موارد مصرف جداگانه ای دارند.  نوع سخت به صورت ورق، لوله، پروفیل های پنجره و قعطات قالب گیری دیگر مصرف می شوند. نوع انعطاف پذیر به صورت پوشش سیم، انواع کف پوش و فیلم ها(صتایع بسته بندی غذایی و پزشکی) مصرف می شوند.

. این پلیمر بلورین استحکام بالا، مقاومت سایشی مناسب، دمای ذوب بالا، مقاومت حرارتی خوب (حداکثر دمای کارکرد برابر با ۱۰۰درجه، نفوذناپذیری بسیار عالی در مقابل روغن، گریس، بخار آب، اکسیژن و کربن دی اکسید از خود نشان می دهد.

در این مقاله انواع پلیمرهای بسته بندی معرفی شده و درصد سهم آن ها در بازار بسته بندی مطرح شد. هم چنین نمودار تخصیص درصد هر یک از پلیمرها در صنعت عظیم بسته بندی را در زیر مشاهده می کنید.