مقدمه
پلاستیکها جزء ضایعاتی هستند که به دلیل مصرف روزافزون, درصد بالایی از پسماندها را تشکیل می دهند. پیش از آن که وارد این بحث گردیم بد نیست برای مقدمه مروری بر موارد مصرف و خواص این مواد و منشا تولید آنها داشته باشیم.
پلاستیکها موادی هستند که به علت سهولت قالبگیری و شکل دهی کاربرد فراوانی در صنایع بسته بندی دارند و بعضا به دلیل استحکام زیاد , پایداری حرارتی بالا, چقرمگی زیاد و مقاومت در برابر خوردگی , در تولید قطعات برای صنایع خودرو, الکترونیک,و هواپیما سازی, و حتا فضانوردی و موشک سازی کاربرد دارند. یعنی از ساک دستی و ظروف پلاستیکی تا چرخ دنده های مهندسی ,بدنه خودرو, روکش سیم و کابل, کفپوش سالنها و وسایل پزشکی و غیره استفاده می گردند. بنابراین و به دلایل فوق جایگزین مناسبی برای فلزات هستند.به همین میزان نیز ضایعات آنها روز به روز افزایش می یابد.
به طور کلی پلاستیکهای ضایعاتی در ایران از سه منشاء تولید می گردند.
پسماند شهری
صنعتی
بیمارستانی.
به طوری که با توجه به آمارهای به دست آمده از آنالیز پسماند شهری بیشترین منبع ضایعات پلاستیک از پسماند شهری است که توسط صاحبان این صنعت خریداری و مورد بازیافت قرار می گیرند که برای نمونه آنالیز یک شهر توریستی که روزانه 100تن زباله دارد توسط شهرداری به شرح ذیل اعلام گردیده است.
مواد ارگانیک 70.4
نایلون 6.1
مواد لاکی(پلاستیکهای تزریقی) 2.6
فلزات آهنی و غیر آهنی 2.3
منسوجات 2.1
مواد سلولزی 6.4
پلی اتیلن ترفتالات 5.8
کفش و دمپایی 0.6
سایر مواد 3.7
آنچه از پلیمرها لازم است بدانیم
پلیمرها چه ترکیباتی هستند؟
پليمر يا ملکول بزرگ ، يا ماکرو ملکول ها به موادی گفته می شود که از بهم پيوستن تعداد بسيار زيادی ملکول کوچک يا منومر تشکیل شده اند که بين آنها پيوند شيميايی کووالانسی وجود دارد.
بنابراین هر ملکول سنگین پلیمر از تعداد بسیار زیادی واحد ساختمانی تکرار شونده که به آن مونومر گفته می شود ، ساخته شده است .
( یک = mono ، قسمت = mer ) ← یک قسمتی = monomer ← بسپار = Polymer
n (CH2 = CH ) → ~CH2 -CH- CH2 -CH-CH2 -CH~
برای روشن شدن موضوع یک رشته تسبیح را در نظر بگیرید که دانه های هر تسبیح نماد یک مونومر, نخ آن نماد پیوند کوولانسی و کل یک زنجیر تسبیح را یک پلیمر فرض نمایید.جالب است که هرچه تعداد دانه های مونومر بیشتر باشد خواص پلیمر مورد نظر بهتر خواهد بود.و برای اینکه ماده ای پلیمر محسوب گردد باید تعداد این دانه ها 1000عدد باشد.اگر تعداد دانه ها کم باشد برای مثال 10تا 100 عدد باشد الیگومر گفته می شود.
در مقايسه وزن ملکولی یک پلیمر با وزن ملکولی ساير مواد آلی مانند متان CH4 سبکترين ( 16 ) و تری گليسريد با وزن ملکولی ( 100 ) ,پلیمر تقريباً سنگين ترين ماده هستند .
روشهای بازیافت
با توجه به مصرف روز افزون پلاستیکها در صنایع مختلف به صورت کوتاه مدت (بسته بندی و یکبار مصرف) و بلند مدت (پلاستیکهای مهندسی)در کشورهای مختلف برای استفاده بهینه از ضایعات ,روشهای بازیافت مختلفی بکار می برند.
به طور کلی3 روش برای بازیافت پلیمرها وجود دارد:
بازیافت مکانیکی
بازیافت شیمیایی
بازیافت انرژی
لازم به یادآوری است که قبل از فرایند هر نوع فرایند بازیافت می بایست ضایعات جمع آوری, تفکیک و یا جداسازی شوند.عملیات جداسازی در بازیافت بسیار مهم است.زیرا اگر جداسازی بخوبی انجام نشود محصولات بازیافتی کیفیت بالایی نخواهند داشت و به همین دلیل در سایت مقالات کاملی برای علاقمندان در مورد روشهای جداسازی آورده شده است.
بازیافت مکانیکی
متداولترین روش بازیافت ,بازیافت مکانیکی است که در ایران و سراسر دنیا استفاده می شود.
بازیافت مکانیکی شامل فرایندی است که طی آن ضایعات پلیمری به روشهای مکانیکی نظیر خردکردن ,شستن , آبگیری ,خشک کردن , ذوب کردن و شکل دهی بازیافت می گردند بدون اینکه ماهیت آن ها تغییر یابد و به ماده جدیدی تبدیل گردند.
پلاستیکها
پرمصرفترین پلاستیک دنیا
پلی اتیلن پرمصرفترین پليمر در دنیا از دسته ترموپلاستيك ها و متعلق به خانواده پلي اولفين هاست و نمايان گر بزرگترين گروه از ضايعات پلاستيكي مي باشد.این پلیمر کاربرد فروانی در صنعت بسته بندی دارد.برای مثال کیسه ها و دبه ها, بطری های شیر, قاشقهای پلاستیکی در آشپزخانه را می توان نام برد.خواص PE به طور گسترده اي به درجه شاخه اي بودن زنجير آن بستگي دارد.
نحوه تولید گریدهای اصلی پلی اتیلن
PE در دو شكل اصلي به نام هاي پلي اتيلن با چگالي بالا(HDPE) و پلي اتيلن با چگالي پايين (LDPE) موجود مي باشد.این پلیمر از طريق پليمریزاسيون راديكالي اتيلن توليد ميشود. براي رسيدن به جرم مولكولي بالا به دليل تبخير بالاي مونومر ͵ واكنش را در فشار بالا (atm 1500-1300) و دماي بالا ( C° 300-80) نگه ميدارند. در اين شرايط سخت پليمر حاصله يك پليمر با درجه بالايي از زنجيرهاي شاخه اي كوتاه و بلند است كه كريستاليتي را تا حدود 50% محدود ميكند و سبب يك گستره ذوب نسبتا پهن ميگردد.HDPE با استفاده از كاتاليست فيليپس و يا زيگلر_ناتا توليد ميشود و و این پليمر خطي تر و درجه كريستاليتي بالاتری از LDPE دارد.