۱۴۰۳ دوشنبه ۱ مرداد
كارگاه فرصت هاي سرمايه گذاري در صنعت پليمر


پلیمر چیست؟

پلیمر یا بزرگ مولکول ، مولکول های بسیار بزرگی با جرم مولکولی بالا است که از اتصال هزاران مونومر به یکدیگر و تشکیل زنجیره های بلند شکل می گیردکه باعث خواص منحصربه فرد می شوند.

مونومر چیست؟

مونومر کوچکترین واحد تکرار شونده پلیمر است. مونومر ها مثل دانه های یک تسبیح که با اتصال به هم پلیمر ساخته می شوند.مونومر از طریق پیوندهای بین مولکولی (وان در والسی،یونی وکوالانسی )به هم متصل می شوند.

پلیمریزاسیون چیست؟

فرایندی است که در آن مولکول های مونومر به هم متصل شده تا یک مولکول بزرگ پلیمر را شکل دهند. پلیمریزاسیون فرایند به هم پیوند دادن مونومر ها از طریق یک سری واکنش های شیمیایی (رادیکالی و یونی) می باشد.

طبقه بندی انواع پلیمرها

پلیمرها را می توان از طرق مختلف دسته بندی کرد که مرسوم ترین آن ها به شرح ذیل می باشد. البته پلیمرها بسته به نوع ساخت و کاربردشان به دو نوع مهندسی و رایج نیز تقسیم بندی می شوند و هریک در بخش های جداگانه شرح داده شده اند.

الف) انواع پلیمرها از لحاظ منشا

ب) انواع پلیمرها از لحاظ واکنش به حرارت

پ) انواع پلیمرها از لحاظ ساختار زنجیره ها

ت) انواع پلیمرها از لحاظ بلورینگی

ث) انواع پلیمرها بر پایه مونومر

ج) انواع پلیمرها از لحاظ کاربرد و خواص فیزیکی

چ)انواع پلیمرها از لحاظ آرایش تاکتیسیته

طبقه بندی بر اساس منشا

پلیمرها از لحاظ منشا به سه دسته طبیعی،سنتزی، نیمه سنتزی تقسیم می شوند.

پلیمر طبیعی: پلیمرهایی هستند که منشا آن ها ازمحیط زیست ( گیاهان وجانوران)است ومعمولا دوست دار زیست تخریب پذیر یا به اصطلاح گرین هستند مانند پشم، ابریشم، لاستیک طبیعی، سلولز، پروتئین، نشاسته و ...

پلیمر سنتزی یا مصنوعی: پلیمرهایی که در آزمایشگاه ها ودر پتروشیمی ها که بیشتر منشا آن ها از نفت خام و مشتقات آن ها است واز مولکول هایی با وزن مولکولی پایین ساخته می شوند. مانند نایلون ها، پلی اتیلن، پلی استر، رابرهای مصنوعی، پی وی سی، تفلون و ...

پلیمر نیمه سنتزی: پلیمرهایی که از اصلاح شیمیایی ساده پلیمرهای طبیعی به منظور اصلاح خواص فیزیکی و شیمیایی ساخته می شوند. مانند سلولز استات، سلولز نیترات و ...


انواع پلیمرها بر اساس رفتار در مقابل حرارت:

پلیمرها از لحاظ رفتار در مقابل حرارت به دو دسته ترموپلاستیک ها و ترموست ها تقسیم بندی می شوند.

ترموپلاستیک ها: ترموپلاستیک ها یا گرمانرم ها پلیمرهایی هستند که به راحتی در اثر حرارت تغییر شکل پیدا کرده و به راحتی می توان بر اساس شکل قالب آن را قالب کرده و سپس در دمای اتاق خنک شده و قابل استفاده خواهند بود. یعنی در معرض حرارت نرم شده و با خنک شدن مجددا سفت خواهند شد. مانند پلی اتیلن، پی وی سی، پلی پروپیلن، پلی استایرن و...

ترموپلاستیک ها پلیمر هایی هستند که دارای دمای Tg(دمای شیشه ای )وشامل زنجیره های بلندی هستند که که اتصال عرضی بسیار کمی دارند و ممکن است گروه ها یا زنجیره های جانبی داشته باشند. در طول فرایند و شکل دهی آن ها بر اثر حرارت ترموپلاستیک ها دچار هیچ نوع واکنش شیمیایی نمی شوند. ترموپلاستیک ها وقتی که در معرض حرارت قرار می گیرند، قابلیت جریان یافتن دارند و به راحتی به شکل قالب های مختلف در می آیند.

ترموست ها: ترموست ها یا گرماسخت ها پلیمرهای سخت و غیر قابل ذوب در برابر حرارت هستند. این پلیمرها در اثر حرارت نرم نمی شوند و امکان قالب گیری مجدد آن ها وجود ندارد. ترموست ها پلیمرهایی دارای پیوند های عرضی هستند که ساختار تقریبا کریستالی دارند که باعث می شود غیر قابل ذوب باشند وفقط در اثر حرارت آن ها تخریب می شوند، که قابلیت استفاده مجددا در آن ها وجود ندارد.

در رزین های ترموست گروه های فعال مولکولی در طول فرایند ساخت، تشکیل پیوند های عرضی بین مولکول ها را می دهد. این پیوند های عرضی یا اصطلاحا پخت شدن ماده امکان نرم شدن ماده در اثر حرارت را نمی دهد. مواد ترموست عموما به صورت کامپاند های نیمه پلیمریزه شده یا مایع مخلوط پلیمر-مونومر عرضه می شوند تا واحدهای تولیدی بتوانند آن ها را به شکل محصول نهایی دراورده و سپس پخت کنند.

به عبارت دیگر، ترموست ها از طریق روش هایی مانند گرمادهی یا تشعشع و ... پخت می شوند. فرایند پخت به علت همان پیوند های عرضی که به ان اشاره شد غیر قابل برگشت است. یعنی با گرم شدن مجدد برخلاف ترموپلاستیک ها این مواد به صورت جامد باقی می مانند تا جایی که شروع به تخریب کنند.

از مهمترین ترموست ها می توان به فنولیک ها، اوره، ملامین، اپوکسی، آلکیدها، پلی استرها، سیلیکون و یورتان اشاره کرد.

انواع پلیمرها از لحاظ ساختار زنجیره ها

از لحاظ ساختاری، پلیمر ها به سه دسته پلیمر های خطی، شاخه ای و دارای پیوند عرضی تقسیم می شوند.

 
 

پلیمرهای خطی: در این نوع پلیمر ها، مونومر ها به یکدیگر متصل شده و تشکیل زنجیره های بلندی را می دهند. در این نوع پلیمرها هیچگونه شاخه جانبی وجود ندارد و مولکول های آن ها به هم نزدیک بوده و معمولا دانسیته، نقطه ذوب و استحکام کششی ان ها بالاست. مانند HDPEو نایلون وLDPE

پلیمرهای شاخه ای: این دسته از پلیمر ها دارای زنجیره های بلند و مستقیم هستند اما شاخه های جانبی متفاوتی نیز دارند. به همین علت مولکول های آن ها به طور نامنظم قرار گرفته و از همین رو دانسیته یا چگالی پایین تر، استحکام کششی و نقطه ذوب کمی دارند.

پلیمرهای دارای پیوند های عرضی و شبکه ای: در این دسته پلیمرها، واحدهای تکرار شونده با متصل شدن به یکدیگر تشکیل شبکه های 3 بعدی را می دهند. ارتباط بین آن ها از طریق پیون های عرضی شکل می گیرد. و به دلیل نوع متصل شدن واحدها و ساختار شبکه ای شان، سخت، سفت و شکننده هستند. از مهمترین آن ها می توان به ملامین، رزین فرمالدهید، لاستیک های پخت شده و ... اشاره کرد.

پلیمر ها از لحاظ آرایش یافتگی زنجیره ها و بلورینگی به سه دسته کریستالی (بلورین)، آمورف (بی شکل) و نیمه بلورین تقسیم بندی می گردند.

 

بلورین: وقتی زنجیره های پلیمری بسیار منظم و با شکل خاصی در کنار هم قرار گیرند تشکیل کریستال یا بلور را می دهند. یک پلیمر کریستالی زنجیره های مولکولی اش منظم در یکدیگر قفل شده اند و به همین دلیل استحکام بالایی از خود نشان می دهند. برای پلیمر های بلورین، دمای ذوب تعریف می شوداما دمای انتقال شیشه ای یاTgوجود ندارد. یعنی در دما یا بازه دمایی خاصی پلیمرهای بلورین شروع به ذوب شدن می کنند و آن را با Tm نشان می دهند.

آمورف: عکس پلیمرهای بلورین می باشند یعنی زنجیره های مولکولی به شکل تصادفی و غیر منظم قرار گرفته اند و شکل خاصی را پیروی نمی کنند. این باعث شده تا خواص الاستیسیته و انعطاف پذیری بالایی داشته باشند. برخلاف پلیمرهای بلورین، پلیمرهای آمورف دارای نقطه ذوب نمی باشند و دمایی که در آن جریان پیدا می کنند را با Tg یا دمای انتقال شیشه ای نشان می دهند. از ویژگی های مهم پلیمرهای آمورف می شود به مقاومت حرارتی نسبتا پایین، پایداری ابعادی پایین، خزش نسبتا بالا اشاره کرد.

نیمه بلورین: در واقعیت می شود گفت که همه پلیمرها دارای مناطق کریستالی و آمورف به صورت همزمان هستند. یعنی پلیمر 100 درصد آمورف و مخصوصا 100 درصد کریستالی وجود ندارد. هرچند می توان از طریق روش هایی این مقادیر را به 100 نزدیک کرد. معمولا پلیمرهای آمورف حداکثر تا 90 درصد و پلیمرهای بلورین حداکثر تا 80 درصد دارای ماهیت آمورف و بلورین هستند.

انواع پلیمر ها از لحاظ کاربرد و خواص فیزیکی

پلیمرها از لحاظ کاربرد و خواص فیزیکی به 4 دسته پلاستیک، لاستیک یا الاستومر، الیاف و رزین تقسیم می شوند.

1-پلاستیک: پلیمرهایی که با استفاده از گرما و فشار به شکل مواد سخت و سفت تبدیل شده اند به پلاستیک معرف هستند و اکثرا نیمه بلورین می باشند. مانند PMMA، PE و ... نیروی بین مولکولی آن ها مابین الیاف و لاستیک هاست.

2-الاستومر ها یا لاستیکها: پلیمرهای جامد با خواص کشسانی مناسب و خاصیت الاستیسیته بالا هستند. در این نوع پلیمرها زنجیره های پلیمری توسط ضعیفترین نیروی بین مولکولی به هم متصل هستند و بخش اعظم ساختار آن ها آمورف می باشد. همین نیروی ضعیف بین مولکولی سبب خاصیت کسانی بالای آن ها می باشد. مانند رابرها و ...

3- الیاف یا فیبر ها: اگر پلیمررشته ای طولانی باشد که طول آن حداقل 100 برابر قطر آن باشد، به آن ها الیاف گفته می شود. این پلیمرها خواص کششی بسیار بالایی دارند و درجه کریستالی بالایی از خود نشان می دهندو مانند نایلون

4-رزین ها: پلیمرهایی با وزن مولکولی پایین می باشند که به عنوان چسب، درزگیر و .. کاربرد دارند. اکثرا به شکل مایع موجود هستند و معمولا برای بالابردت استحکام آن ها در حین کاربرد یا پس از آن، آن ها را پخت می کنند. مثلا چسب هایی که در مصارف عمومی استفاده می شود، پس از مدتی که در معرض هوا بود پخت و سخت می شود. به آن ها چسب های هوا پخت گفته می شود.

افزودنی های پلیمری چیست؟

افزودنی ها مواد شیمیایی هستند که برای بهبود فرآیند پذیری، افزایش طول عمر و یا دستیابی به خواص فیزیکی و شیمیایی مطلوب در محصول نهایی به پلیمر پایه اضافه می شوند. در حالی که محتوای افزودنی ها معمولا تنها چند درصد است، تاثیر آنها بر عملکرد و پایداری پلیمر قابل توجه است. هنگامی که مواد افزودنی اضافه می شوند، ترکیب پلیمری به عنوان مستربچ نامیده می شود و بر این اساس پردازش می شود.

انواع افزودنی های پلیمری

گزینه های بی شماری در مورد مواد افزودنی وجود دارد و هر کدام بهبود خاصی در عملکرد یا پایداری پلیمر ارائه می دهد. انتخاب مواد افزودنی مناسب برای پلیمر شما ممکن است کار سختی به نظر برسد، به همین دلیل از شخصی که تخصص گسترده در زمینه افزودنی ها و رزین های مختلف دارد سوالات مربوطه خود را بپرسید.

در زیر دسته های رایج افزودنی های پلیمری آورده شده است. حتی در یک دسته خاص مانند بازدارنده های شعله، گزینه های افزودنی متعددی وجود دارد. افزودنی که برای یک پلاستیک معین بهترین است به شدت به پلیمر پایه (برای اطمینان از سازگاری) و کاربرد محصول نهایی بستگی دارد.

روان کننده ها: پلیمرهای پایه اغلب سفت هستند و انعطاف پذیری و رئولوژی یا جریان، خواص مورد نیاز برای پردازش پلاستیک را ندارند. نرم کننده ها برای بهبود رئولوژی و همچنین الاستیسیته اضافه می شوند. نرم کننده ها یکی از رایج ترین افزودنی های پلیمری هستند و به عنوان مثال می توان به استرهای فتالات که در محصولات PVC استفاده می شود اشاره کرد.

تثبیت کننده های ضد پیری: تقریبا هر پلاستیک در معرض اشعه ماراءبنفش، مانند نور خورشید اکسیژن از جمله اوزون در معرض تخریب قرار می گیرد. این تخریب باعث شکنندگی،تغییر رنگ و از بین رفتن برخی از خواص فیزیکی می شود. افزودنی هایی که به عنوان آنتی اکسیدان ها، تثبیت کننده ها یا آنتی اوزون ها شناخته می شوند، برای مبارزه با خراب شدن پلاستیک و افزایش قابل توجه طول عمر محصول نهایی اضافه می شوند. نمونه هایی از آنتی اکسیدان ها شامل فنل ها، آریل آمین ها و فسفات ها و نمونه هایی از تثبیت کننده های UV شامل بنزوفنون ها و بنزوتریازول ها هستند. علاوه بر این، رنگ سیاه یک جاذب عالی اشعه ماورابنفش است، بنابراین اغلب رنگ ها یا کربن سیاه عنصری برای محافظت از محصولات در برابر نور UV اضافه می شود.

عوامل دمنده: این مواد افزودنی به پلیمر پایه اضافه می شوند و هنگامی که در حین پردازش به دمای خاصی رسید تجزیه می شوند و گازی آزاد می کنند که یک ساختار سلولی در پلاستیک ایجاد می کند. این ساختار باعث کاهش چگالی و بهبود خواص عایق می شود. دمنده های مختلفی از نمک گرفته تا مواد شیمیایی پیچیده آزاد کننده نیترژن در دسترس هستند.

بازدارنده های شعله: بازدارنده های شعله از احتراق جلوگیری می کنند، آن را به تاخیر می اندازند یا سرعت آن را کاهش می دهند. این افزودنی ها در محصولات الکتریکی رایج هستند تا از اشتعال و سوختن پلاستیک ها جلوگیری شود. بازدارنده های شعله را می توان با پلیمر پایه مخلوط کرد یا در مرحله پردازش پلاستیک به آن اضافه کرد یا حتی به عنوان یک لایه سطحی روی محصول نهایی اضافه کرد. هالوژن ها مانند برم ها و همچنین مواد شیمیایی فسفر و نیتروژن، بازدارنده های رایج هستند.

عوامل هسته زا: این افزودنی ها خواص مکانیکی و شفافیت را بهبود می بخشند. آنها همچنین سرعت تبلور پلاستیک را افزایش می دهند و زمان چرخه کلی را کاهش می دهند.

پردازش: این افزودنی ها با پلیمر ترکیب می شوند تا فرآیند پذیری و ویژگی های پردازش مواد را بهبود بخشند. نمونه هایی از افزودنی های فرآوری شامل روان کننده ها و به طور خاص تر، اسیدهای چرب، موم های هیدروکربنی و برخی از انواع پلی اتیلن است.

رنگ ها: هدف این عوامل تغییر رنگ محصول نهایی است، این افزودنی ها اغلب رنگدانه یا رنگ هستند. رنگ یا رنگدانه خاص انتخاب شده عمدتا بر اساس پلیمر پایه مورد استفاده است زیرا این دو ماده باید با هم سازگار باشند.

بو: همچنین افزودنی هایی برای اصلاح بوی محصول نهایی وجود دارد. یک مثال از یک عامل بو زمانی است که یک ماده شیمیایی به رنگ اضافه می شود تا بوی مطبوع تری ایجاد کند.

ضدمیکروبی: با توجه به روند رو به افزایش در تجهیزات پزشکی قابل کاشت و سایر فناوری ها، افزودنی های ضد میکروبی محبوبیت بیشتری پیدا می کنند. این عوامل از تخریب پلاستیک محافظت می کنند و احتمال حمله میکروبیولوژیکی را کاهش می دهند.

صنایعی که با بکارگیری مواد پلیمری تحولات زیادی داشته اند عبارتند از:

صنعت بسته بندی

صنعت کشاورزی

صنعت حمل و نقل

صنعت پزشکی

صنایع الکتریکی و الکترونیک

صنعت خودروسازی

صنعت ساختمان

صنعت نساجی

صنعت نظامی

صنعت اسباب بازی

صنعت لوازم خانگی

کاربرد پلیمرها در صنعت بسته بندی

شاید بتوان گفت یکی از بزرگترین صنایعی که از مواد پلیمری استفاده می کنند و مورد تحول بسیاری قرار گرفته اند، صنعت بسته بندی هستند. بسته بندی یکی از صنایعی است که به طور گسترده در صنایع غذایی و دیگر صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرید. از موارد تبلور بکارگیری مواد پلیمری در صنعت بسته بندی در حوزه‌ی مواد غذایی می توان به جایگزین شدن بطری های پلی اتیلن به جای ظروف فلزی، بسته بندی انواع مواد شیمیایی نظیر اسیدها، سموم و اشاره کرد. از دیگر موارد مصرف آنها می توان به بسته بندی مواد غذایی اشاره کرد. به طور کلی مصارفی مانند بسته بندی نوشابه، بسته بندی روغن، ساخت انواع بطری ها، ساخت درب‌های پلاستیکی بطری‌ها و همه و همه از کاربردهای مواد پلیمری در بسته‌بندی است که این امرعلاوه بر اینکه باعث افزایش چشم گیر بهداشت و کاهش هزینه‌ها شده، همچنین باعث رونق و افزایش مصرف در این صنایع شده است.

 
 
 

کاربرد پلیمرها در صنعت کشاوزی

بدون شک یکی از عوامل توسعه کشاورزی، کاربرد روزافزون مواد پلیمری در این صنعت است. یکی مزایای استفاده از محصولات پلیمری در صنایع کشاورزی، بهینه‌سازی مصرف آب است. استفاده از لوله‌ها و فیلم‌های پلی‌اتیلنی انقلابی در این صنعت ایجاد کرده‌است که علاوه بر اینکه توانسته تا حدود زیادی بر هدر رفت آب کمک کند، همچنین بسیاری از مناطقی که کشاورزی در آن رونقی ندارد را توانسته با روش‌های مختلف تبدیل به مکانی برای بهره‌برداری محصولات مختلف کند.

 

کاربرد پلیمرها در صنعت حمل نقل

یکی دیگر از کاربردهای مواد پلیمری که امروزه موردتوجه بسیاری قرار گرفته و همچنان در حال توسعه است، بکارگیری آن‌ها در صنعت حمل و نقل است. استفاده از آن‌ها در صنایع حمل و نقل عمومی، ریلی، هوایی و بیش از گذشته مورد استفاده است. از جمله دلایل بکارگیری مواد پلیمری در این صنعت این است که این وسایل را مقرون به صرفه‌تر، سبک‌تر، ایمن‌تر و می‌توان ایجاد کرد.

کاربرد پلیمرها در صنعت پزشکی

مزایای استفاده از مواد پلیمری نسبت به سایر مواد شیمیایی در صنعت پزشکی، آنها را به یکی از پراستفاده‌ترین موادها در این صنعت تبدیل کرده‌است. یکی از کاربردهای مواد پلیمری در صنایع پزشکی، استفاده آن‌ها در ساخت انواع تجهیزات پزشکی و بیمارستانی مانند تجهیزات تصویربرداری، تجهیزات انواع اتاق عمل و است. از کاربردهای دیگر آن استفاده در کاشتنی‌های پزشکی است و همچنین استفاده در ظروف دارویی از جنس مواد پلیمری توانسته است هم تولید این ظروف را نسبت به ظروف پلاستیکی راحت‌تر کند، هم باعث صرفه‌جویی در مصرف انرژی بشود. علاوه بر آن‌ها مواردی مانند امکان تنوع طراحی و از دیگر دستاوردهای استفاده آن‌ها در این صنعت است.

کاربرد پلیمرها در صنایع الکتریکی و الکترونیک

امروزه کاربردهای لوازم الکترونیکی بیش از هر زمانی با جهش کاربرد و تولید روبرو است و این امر به گونه‌ای است که تقریبا در هیچ جایی نمی‌توان نمونه هایی از آن‌ها را ندید. در خانه‌ها، ادارات، صنایع وانواع کامپیوترها، تجهیزات کامپیوتری و به وفور استفاده می‌شوند. در تولید برخی از قطعات این وسایل و تجهیزات از مواد پلیمری استفاده می‌شود که بستگی به نوع آن از پلیمرهای مختلفی استفاده می‌شود.

کاربرد پلیمرها در صنعت خودروسازی

امروزه کاربرد مواد پلیمری و پلاستیکی در صنایع خودروسازی آنقدر گسترش یافته که می‌توان گفت بیش از 50 درصد قطعات صنعت خودروسازی از مواد پلیمری ساخته می شود و تحولی عظیم در این صنعت ایجاد کرده است. مزایای استفاده از این مواد به جای قطعات دیگر مواردی همچون پایین آمدن هزینه ها، اتصالات یکپارچه‌تر، مونتاژ آسان‌تر و را برای این صنعت به ارمغان آورده است. استفاده از مواد پلاستیکی در بسیاری از بخش‌های داخلی مانند کنسول، آینه‌ها، صندلی‌ها و به منظور افزایش ایمنی، افزایش فضای قابل استفاده و بیش از گذشته به چشم می‌خورد. همچنین استفاده از آن‌ها در بخش‌های خارجی مانند سپر، بدنه، چراغ ها و علاوه بر زیبایی، کارایی بهتری را ایجاد کرده‌است. علاوه بر این‌ها، تحقیقات روی ساخت قسمت‌های مختلف خودرو با بکارگیری این مواد با هدف سبک سازی، ایمنی بالاتر، کاهش هزینه‌ها، زیبایی بیشتر و انجام می‌شود و به عنوان بحث‌های تحقیقاتی روز، مورد پژوهش هزاران محقق است.

کاربرد پلیمرها در صنعت ساختمان

یکی دیگر از صنایعی که امروزه بسیار تحت تاثیر گسترش کاربرد پلیمرها قرار گرفته است، صنعت ساختمان است. مزایای بکارگیری این مواد در ساختمان‌ها مضاف بر اینکه زیبایی خاصی را به بخش‌های مختلف آن می‌دهد، همچنین بسیاری از مشکلاتی که مواد سنتی دارند را برطرف کرده است. تقریبا در بیشتر مراحل ساخت ساختمان شما می‌توانید از این مواد استفاده کنید. عایق‌های حرارتی و رطوبتی، لوله‌های پلاستیکی، پنجره‌ها و ده‌ها بخش دیگر از کاربردهای بکارگیری این مواد در صنعت ساختمان هستند.

کاربرد پلیمرها در صنعت نساجی

صنعت نساجی، که می‌توان گفت یکی از قدیمی‌ترین صنایع است، به تولید الیاف مختلف، تبدیل الیاف به نخ، نخ به پارچه و همچنین بسیاری از موارد دیگر می‌پردازد. استفاده از پلیمرها، تولید الیاف با ویژگی‌هایی مثل مقاومت حرارتی بالا، استحکام بالا و را در این صنعت میسر ساخته است. به طور کلی وجود کاربردهای مختلف این مواد در بخش های گوناگون، استفاده از آن‌ها را در این صنعت به یک بخش جداناپذیر تبدیل کرده است و می‌توان گفت این صنعت را هم با تحولی عظیم روبرو کرده است.

کاربرد پلیمرها در صنعت نظامی

فرمولاسیون پیشرفته مواد پلیمری باعث شده‌است بکارگیری آن‌ها در صنایع نظامی نیز گسترش بیابد و مورد توجه محققان و طراحان این حوزه قرار بگیرد. کاربردهای گسترده این مواد مانند ساخت وسایل حمل و نقل نظامی، ساخت تجهیزات نظامی، ساخت ایستگاه های عملیاتی و به دلایل مقرون به صرفه بودن، ایمنی بسیار بیشتر، سبکتر بودن و بیش از گذشته گسترش یافته‌است که بکارگیری آن‌ها مانند بسیاری از صنایع دیگر، این صنعت را هم با تحولی شگرف روبرو کرده است.

کاربرد پلیمرها در صنعت اسباب بازی

امروزه در اطراف خود، وسایل بازی پلاستیکی در فضاهای خانگی و عمومی را زیاد می‌بینیم. در ساخت انواع مختلف این نوع اسباب بازی‌ها از مواد پلیمری استفاده می‌شود. این وسایل در شکل‌ها و رنگ‌های مختلف مدتی است جایگزین مناسبی برای اسباب بازی‌های فلزی و قدیمی شده است. وسایلی مانند سرسره، تاب، استخر توپ و همه از کاربردهای بکارگیری مواد پلیمری در این صنعت است.

کاربرد پلیمرها در صنعت لوازم خانگی

یکی دیگر از صنایعی که در سال‌های اخیر بسیار تحت تاثیر بکارگیری مواد پلیمری قرار گرفته است صنعت تولید لوازم خانگی است. در همه جای خانه قوطی‌های حبوبات، انواع پارچ‌ها، آبکش‌ها، جارو و خاک انداز، سطل‌ها، رخت آویز، گلدان‌ها و به چشم می‌خورد که امروزه اکثر این‌ها با مواد پلیمری ساخته می‌شود. همچنین در قسمت‌های مختلف تولید لوازم خانگی مانند یخچال، لباسشویی و از این مواد استفاده می‌شود که نمونه‌های دیگری از بکارگیری مواد پلیمری در این صنعت است.

جایگاه پلیمرها در صنعت پتروشیمی ایران

از سال 1340 تا کنون که بنگاه پتروشیمی (بعدها به شرکت ملی صنایع پتروشیمی تغییر نام داد) مامور نصب ماشین آلات خریداری شده به منظور تولید لوله های پلیکا از پلی وینیل کلراید در شهر صنعتی کرج شد. صنعت پتروشیمی در ایران تحول و دگرگونی های فراوانی داشته است. در میان محصولات این صنعت، پلیمرها با توجه به تنوع کاربرد و ارزش افزوده بالا همواره به عنوان مهم ترین بخش تولیدات پتروشیمی تحول بزرگی در صنعت پتروشیمی ایجاد کرده اند.

تحولاتی که این صنعت عظیم را رفته رفته به صنعت اول کشور تبدیل می کند، به طوری که تولید 800 هزار تنی انواع محصولات پتروشیمی در پایان جنگ تحمیلی در سال 1367 به 4/53 میلیون تن در سال 1397 افزایش یافته است که از این مقدار تولیدات صنعت پتروشیمی، 8/6 میلیون تن سهم انواع پلیمرها بوده است.

اولین پلیمر تولیدی در ایران پلی وینیل کلراید (PVC) است که در سال 1349 و در پتروشیمی آبادان به میزان 36 هزار تن در سال تولید شد و مقدمه ای برای ورود هر چه بیشتر این محصول پر اهمیت به زندگی ایرانی ها بود، اما از آن زمان تاکنون تحولات عظیمی به وجود آمده است که با نگاهی به آمار تولید این محصول می توان این تحولات را مرور کرد.

ظرفیت تولید اسمی محصولات پلیمری

ظرفیت اسمی تولید محصولات پلیمری در کشور در سال 1397 حدود 2/8 میلیون تن بوده است و با بهره برداری از طرح های در دست اجرا، ظرفیت تولید این محصولات ارزشمند به 61/16 میلیون تن خواهد رسید.

نمودار 1 روند افزایش ظرفیت اسمی تولید انواع محصولات پلیمری را از سال 1390 تا تیرماه سال 1398 را نشان می دهد. همانطور که در این نمودار نشان داده شده است این نمودار در همه این سال ها روند صعودی داشته است و به رغم کند شدن آهنگ رشد ظرفیت تولید، که بیشتر به دلایل سیاسی مخصوصا تحریم بوده است، رشد ظرفیت همچنان ادامه داشته است.

نمودار 1- روند افزایش ظرفیت اسمی تولید انواع محصولات پلیمری کشور

 

منبع: داده های شرکت ملی صنایع پتروشیمی ایران و محاسبات محقق

با توجه به دارا بودن یکی از بزرگترین میدان های گازی جهان، رسیدن به حداکثر ظرفیت های تولید دست یافتنی است. تولید انواع پلیمرها از دو جنبه حائز اهمیت است: اول گسترش صنایع تکمیلی که خود نتایج در خور توجهی مانند توسعه ساخت داخل، ایجاد اشتغال، انتقال فناوری و ... را برای کشور به ارمغان می آورد و دوم صادرات و تجارت این مصولات که قطعا نقش جمهوری اسلامی ایران را در تجارت جهانی و مناسبات بین المللی ارتقا خواهد داد.

نمودار 2 نیز ظرفیت تولید اسمی سالانه و برنامه تولید سال محصولات پلیمری را در بازه زمانی سال 1381 تا سال 1398 نشان می دهند. همانطور که در این نمودار مشهود است، ظرفیت تولید اسمی همواره در طول این دوره همواره در حال افزایش بوده است و برنامه تولید سال نیز از همین روند تبعیت می کند. اگرچه، میزان رشد ظرفیت تولید در همه سال ها یکسان نیست. در ادامه این موضوع به دقت توضیح داده شده است.

نمودار 2-ظرفیت تولید اسمی سالانه و برنامه تولید سال محصولات پلیمری (1398- 1381؛ هزار تن)

 

ظرفیت تولید انواع مواد پلیمری به تفکیک مجتمع

یکی از مولفه های مهم در بررسی وضعیت پیشرفت شرکت های پتروشیمی ظرفیت تولید اسمی آنها است. هرچه ظرفیت اسمی تولید بیشتر باشد و در طول زمان رشد بیشتری داشته باشد نشان دهنده پیشرفت آن شرکت به لحاظ میزان تولید و سهم بازار است.

جدول 1 ظرفیت اسمی سالانه انواع مواد پلیمری را به تفکیک مجتمع نشان می دهد. همانطور که در این جدول و در نمودار 3 مشاهده می کنید بیشترین ظرفیت تولید اسمی انواع پلیمر متعلق به مجتمع پتروشیمی شهید تندگویان است که سالانه 7/887 هزار تن پلیمر از نوع پلی اتیلن ترفتالات (گرید بطری و الیاف) تولید می کند. پس از آن مجتمع پتروشیمی امیرکبیر با تولید 700 هزار تن پلی اتیلن سنگین- پلی اتیلن سبک- پلی اتیلن سنگین/ متوسط در جایگاه دوم را به خود اختصاص می دهد. جایگاه سوم نیز به مجتمع های پتروشیمی پلیمر آریاساسول، جم و مارون تعلق می گیرد که سالانه 600 هزار تن انواع مواد پلیمری را تولید می کنند. 

جدول 1- مجتمع های تولیدکننده مواد پلیمری (1397)

 
 

ظرفیت تولید مواد پلیمری به تفکیک محصول

یکی از مولفه های مهم در بررسی وضعیت پیشرفت صنعت پتروشیمی در بخش تولید پلیمرها ظرفیت تولید اسمی آنها است. هرچه ظرفیت اسمی تولید بیشتر باشد و در طول زمان رشد بیشتری داشته باشد نشان دهنده پیشرفت این است که صنعت تولید پلیمرها تواسته ضمن حفظ بازار جایگاه خود را نیز ارتقا بخشد.

جدول 2 ظرفیت تولید اسمی انواع محصولات پلیمری را در سال 1398 نشان می دهد و نمودار 4 نیز این اطلاعات را به تصویر می کشد
 
 

همانطور که مشاهده می کنید بیشترین ظرفیت تولید اسمی به پلی اتیلن سنگین اختصاص دارد که به میزان 1.875 هزار تن در سال تولید می شود. پس از آن پلی اتیلن سنگین/ سبک خطی با ظرفیت 1.335 هزار تن رتبه دوم و پلی اتیلن سبک با 1.300 هزار تن در رتبه سوم قرار دارد.

این روند تقریبا در همه ادوار و در همه کشورها تکرار می شود و فقط ممکن است اندکی نوسان داشته باشد، چون انواع پلی اتیلن اعم از سبک و سنگین و سبک خطی جزء پرمصرف ترین پلاستیک ها هستند و از این رو تولید آنها همیشه در همه کشورها از اهمیت و اولویت بالایی برخوردار است.

نکته مهم دیگر در مورد تولید پلیمرها، میانگین قیمتی آنهاست که اطلاعات آن در جدول 3 ارائه شده است. در این جدول اطلاعات به تفکیک نوع پلیمر و مجتمع های تولیدکننده آن نیز ارائه شده است.

ظرفیت تولید و میانگین قیمت FOB خلیج فارس به تفکیک محصول و مجتمع

جدول 3- ظرفیت تولید و میانگین قیمت FOB خلیج فارس به تفکیک محصول و مجتمع

 
 

میانگین قیمت FOB خلیج فارس انواع پلیمر در سال 2017 به ازای هر تن در نمودار 5 نشان داده شده است. همان گونه که در این نمودار مشاهده می کنید گران ترین پلیمر در سال 2017 پلی کربنات یا PC بوده است که قیمت آن 3.007 دلار آمریکا به ازای هر تن است و پس از آن رزین های اپوکسی با قیمت 2.687 دلار آمریکا به ازای هر تن در رتبه دوم قرار دارد و رتبه سوم را ABS با اختلاف زیاد از آن خود کرده است. هر تن ABS به قیمت FOB خلیج فارس در سال 2017، در حدود 1.818 دلار آمریکا قیمت داشته است. ارزان ترین پلیمر نیز پی وی سی (PVC) بوده است که هر تن 862 دلار آمریکا مبادله شده است.

میزان تولید انواع پلیمرها در مجتمع های پتروشیمی کشور نیز علاوه بر جدول 3 در نمودار 6 نیز ارائه شده است. همانطور که ملاحظه می شود پرطرفدارترین پلیمر تولیدی در مجتمع های پتروشیمی کشور پلی اتیلن سنگین و پلی پروپیلن بوده است که هر یک توسط 7 مجتمع پتروشیمی تولید شده است. در جایگاه دوم پلی اتیلن سنگین/ سبک خطی قرار دارد که توسط 6 مجتمع پتروشیمی تولید می شود د جایگاه سوم به پلی اتیلن سبک است که در 5 مجتمع پتروشیمی تولید می شود.

نمودار 6- میزان تولید انواع پلیمر در مجتمع های پتروشیمی کشور

 
 

صادرات محصولات پلیمری

۱۸ گروه محصول پلیمری با ۳۰۰ گرید مختلف در صنعت پتروشیمی وجود دارد و ۴۴ نوع محصول نیز شیمیایی در این صنعت تولید می شود که جمع آنها با دیگر محصولات غیر پلیمری و غیر شیمیایی 350 محصول است. ۳۱ میلیون تن محصول قابل فروش وجود دارد که از این میزان 5/22 میلیون تن به مقاصد مختلف صادر می‌شود. 5/8 میلیون تن در داخل عرضه می‌شود که از این میزان 7/4 میلیون تن در بورس کالا تحت نظارت دقیق و کامل شرکت ملی صنایع پتروشیمی و و اعمال قیمت‌گذاری و کف عرضه آن، عرضه می شود. همانطور که در نمودار 7 مشاهده می کنید، میزان صادرات محصولات پلیمری در سال 1388 نسبت به سال 1381 رشد چشمگیری داشته است و از 2/0 میلیون تن در سال 1381 به 70/1 میلیون تن در سال 1388 رسیده است. از سال 1388 تا سال 1392 صادرات محصولات پلیمری از نظر ارزش همواره افزایش داشته است، در سال 1392 ارزش صادرات این محصولات کاهش یافته اما این کاهش از سال 1393 مجددا جبران شده و روند افزایش ارزش صادرات محصولات پلیمری تا سال 1396 ادامه داشته است. در سال 1397 میزان صادرات محصولات پلیمری هم به لحاظ وزنی و هم به لحاظ ارزش کاهش یافته است اما ارزش صادراتی محصولات پلیمری در مقایسه با وزن آنها کمتر کاهش یافته است و این امر به دلیل افزایش نرخ برابری دلار آمریکا در مقابل ریال ایران در سال 1397 است. دلیل کاهش صادرات محصولات پلیمری نیز به تحریم های ظالمانه آمریکا و مشکلات موجود در سیستم حمل و نقل پول است.

نمودار 7-صادرات محصولات پلیمری طی سال های 97- 88 (وزن: میلیون تن؛ ارزش: میلیارد دلار)

 

نمودار8- سهم صادرات و فروش داخلی محصولات پلیمری از کل فروش طی سال های 1397- 1388 (درصد)

 
 

سهم صادرات و فروش داخلی از فروش کل طی سال های 1388 تا 1397 در نمودار 8 نشان داده شده است. همانطور که در این نمودار می بینید از سال 1393 به بعد سهم صادرات از فروش کل در حال افزایش و سهم فروش داخلی در حال کاهش است که این امر منجر به افزایش ارزآوری تولید پلیمرها و کاهش کسری بودجه می شود.

چشم انداز ظرفیت تولید و سهم تجارت ایران از مهم ترین پلیمرها

به منظور سیاستگذاری و برنامه ریزی برای صنعت پتروشیمی کشور و به ویژه صنعت تولید پلیمر جا دارد که چشم انداز ظرفیت تولید و سهم تجارت ایران از آنها مورد بررسی و ارزیابی دقیق قرار گیرد. اما از آنجا که تعداد پلیمرها بسیار زیاد است، بررسی تک تک آنها بسیار وقت گیر خواهد بود. به همین دلیل در ادامه این گزارش چشم انداز ظرفیت تولید و سهم تجارت ایران از دو پلیمر مهم یعنی پلی اتیلن، پلی پروپیلن مورد بررسی قرار می گیرد.

پلی‌اتیلن

آمارهایی که از میزان ظرفیت تولید پلی‌اتیلن کشور منتشر شده نشان می‌دهد که ظرفیت اسمی تولید انواع پلی اتیلن در سال 1397 بالغ ‌بر 4.810 هزار تن بوده است.

ایران انتظار دارد که تا سال آینده در حدود سه میلیون تن به ظرفیت تولید پلی‌اتیلن خود بیفزاید و در افق 2020 تولید کل پلی‌اتیلن خود را به 8/7 میلیون تن در سال برساند. ایران هم‌اکنون 20 درصد از پلی‌اتیلن خاورمیانه و 4 درصد از پلی‌اتیلن دنیا را تولید می‌کند و انتظار می‌رود که با بهره‌برداری از واحدهای جدید در افق 2025، سهم ایران از ظرفیت تولید پلی‌اتیلن خاورمیانه و کل جهان به ترتیب به 35 و 7/6 درصد افزایش یابد.

جدول 4- طرح‌های در دست اجرای پلی‌اتیلن (هزار تن)

 

هم‌اکنون سهم ایران در تجارت پلی‌اتیلن خاورمیانه و کل جهان به ترتیب معادل 8/10 و 9/2 درصد است و پیش‌بینی‌ها حاکی از آن است که سهم ایران در افق 2025 به ترتیب معادل 8/47 و 9/16 درصد خواهد بود. نمودار 9 چشم انداز سهم ایران در تجارت پلی اتیلن در خاورمیانه و جهان را به تصویر می کشد.

نمودار 9- چشم‌انداز سهم ایران در تجارت پلی‌اتیلن خاورمیانه و جهان

 

پلی‌پروپیلن

آخرین آمارها نشان می‌دهد که ظرفیت تولید پلی‌پروپیلن ایران در سال 1397 حدوداً 1.095 هزار تن بوده است. در واقع می‌توان گفت که نسبت ظرفیت عملی به ظرفیت اسمی تولید پلی‌پروپیلن در این سال نزدیک به 70 درصد بوده و هم‌اکنون 342 هزار تن ظرفیت خالی برای تولید پلی‌پروپیلن در کشور وجود دارد. نمودار 10 ظرفیت تولید اسمی پلی پروپیلن کشور را به تفکیک مجتمع های پتروشیمی نشان می دهد. همانطور که در این نمودار مشاهده می کنید بیشترین میزان پلی پروپیلن در مجتمع های پتروشیمی بسپاران- بندر امام و مارون تولید می شود.

نمودار 10- ظرفیت اسمی تولید پلی‌پروپیلن کشور به تفکیک مجتمع‌های پتروشیمی
 
 
 

هم‌اکنون ایران با این حجم از ظرفیت تولید، نزدیک به 11 درصد از ظرفیت تولید پلی‌پروپیلن خاور‌میانه و 2 درصد ظرفیت تولید دنیا را در اختیار دارد. بااین‌حال انتظار می‌رود که این نسبت‌ها در آینده تغییر کند و با بهره‌برداری از واحد‌های جدید تولید پروپیلن، ایران به یکی از مهم‌ترین تولید‌کنندگان پلی‌پروپیلن خاورمیانه و دنیا تبدیل شود. این امر با توجه به سیاست‌گذاری‌های صنعت پتروشیمی مبنی بر حمایت از تولید پروپیلن در کشور دور از انتظار نیست.

سهم ایران از ظرفیت تولید پلی‌پروپیلن خاورمیانه در سال 2015 در حدود 11 درصد بوده که بر طبق پیش‌بینی‌ها، این سهم در سال 2025 به 47 درصد افزایش خواهد یافت. ایران در این سال موفق خواهد شد که 7/7 درصد از ظرفیت تولید پلی‌پروپیلن کل دنیا به خود اختصاص دهد.

در حوزه تجارت پلی‌پروپیلن ایران در سال 2015 سهمی را در تجارت منطقه‌ای و جهانی این محصول ندارد اما برآوردها نشان می‌دهد که تا هفت سال آینده ایران سهم زیادی در تجارت پلی‌پروپیلن خواهد داشت. ایران در سال 2025، از تجارت پلی‌پروپیلن در منطقه خاورمیانه سهم 4/39 درصدی و در کل جهان سهم 6/23 خواهد داشت. نمودار 11 چشم انداز سهم ایران در تجارت پلی پروپیلن خاورمیانه و جهان را نشان می دهد.

نمودار 11- چشم‌انداز سهم ایران در تجارت پلی‌پروپیلن خاورمیانه و جهان

 
تاریخ به روزرسانی:
1402/02/04
تعداد بازدید:
186
Powered by DorsaPortal