پلیاتن: قهرمان پلاستیکی نادیدنی
پلیاتن از چه ساخته میشود؟ داستان زنجیر شدن مولکولها
همه چیز از یک مولکول کوچک و گازی به نام اتن1 شروع میشود. فرمول شیمیایی اتن $C_2H_4$ است. اگر به این فرمول نگاه کنید، میبینید که بین دو اتم کربن یک پیوند دوگانه وجود دارد. این پیوند دوگانه مثل یک قلاب باز است و آمادهی واکنش است.
در کارخانههای پتروشیمی، با اعمال گرما و فشار و در حضور یک کاتالیزور (Catalyst) ویژه، این پیوند دوگانه شکسته میشود. حالا هر مولکول اتن دو قلاب آزاد دارد که میتواند با مولکولهای اتن دیگر وصل شود. وقتی هزاران یا حتی میلیونها مولکول اتن به همین ترتیب به هم متصل شوند، یک زنجیر بلند مولکولی به نام پلیاتن ساخته میشود. به این فرآیند بسپارش افزایشی2 میگویند.
مثال ساده: فرض کنید هر مولکول اتن یک حلقهی پلاستیکی کوچک است. وقتی این حلقهها را یکییکی به هم قلاب میکنید، یک زنجیر بلند درست میشود. پلیاتن هم دقیقاً یک زنجیر بسیار بلند از واحدهای اتن است.
انواع اصلی پلیاتن: دو برادر با خلقوخوی متفاوت
تمام پلیاتنها از اتن ساخته میشوند، اما شرایط ساخت (مثل دما، فشار و نوع کاتالیزور) باعث میشود ساختار زنجیرها متفاوت شود. این تفاوت، دو نوع اصلی و پرکاربرد را به وجود میآورد:
| ویژگی | پلیاتن سبک (LDPE) | پلیاتن سنگین (HDPE) |
|---|---|---|
| ساختار مولکولی | شاخهدار و نامنظم | خطی و منظم |
| چگالی | کمتر (سبکتر) | بیشتر (سنگینتر) |
| استحکام | کمتر، نرم و انعطافپذیر | بیشتر، سخت و محکم |
| شفافیت | نیمهشفاف (کدر) | نیمهشفاف تا مات |
| مثالهای آشنا | کیسههای نایلونی، پوشش سلفون غذا، لولههای آبیاری | بطری شیر و شوینده، اسباببازی، لولههای فاضلاب، کیفهای پلاستیکی بادوام |
پلیاتن در زندگی ما: از صبح تا شب
اگر با دقت به اطراف نگاه کنید، ردپای پلیاتن را در همه جا میبینید. این ماده به دلیل سبکی، قیمت کم، شکلپذیری آسان و مقاومت در برابر رطوبت و بسیاری از مواد شیمیایی، تبدیل به یکی از مواد اصلی زندگی مدرن شده است.
- بستهبندی: عمدهترین استفاده پلیاتن است. کیسههای خرید، بستهبندی شیر و آبمیوه، فیلمهای نازک دور مواد غذایی، حبابهای محافظ بستهبندی (پلاستیک حبابدار) و ظروف ماست.
- لوازم خانگی: سطلهای پلاستیکی، جالباسی، سبدهای لباسشویی، روکش سیمها.
- صنعت و کشاورزی: لولههای انتقال آب و فاضلاب، مخازن پلاستیکی، پوشش برای گلخانهها و سیلوها.
- وسایل شخصی: برخی از اسباببازیها (مثل لگوهای ساده)، شانه، درپوش خودکار.
یک آزمایش کوچک: به کیسهی نان یا زبالهی پلاستیکی خانه نگاه کنید. معمولاً در جایی از آن، علامت بازیافت با عدد 2 (نماد HDPE) یا عدد 4 (نماد LDPE) درج شده است. این همان پلیاتن است!
پرسشهای مهم و باورهای نادرست
پاسخ: خیر. پلیاتن فقط یکی از انواع بسیار متنوع پلاستیکها است. پلاستیکهای دیگری مانند پلیپروپیلن3 (PP)، پلیاتیلن ترفتالات4 (PET) بطریهای آب و نوشابه) و پلیوینیل کلراید5 (PVC) نیز وجود دارند که هرکدام از مونومرهای متفاوتی ساخته شدهاند و خواص خاص خود را دارند.
پاسخ: پلیاتن به دلیل ساختار شیمیایی پایدار، در طبیعت بهسختی و در مدت زمان بسیار طولانی (صدها سال) تجزیه میشود. رها کردن زبالههای پلیاتنی باعث آلودگی خاک و آب و آسیب به جانوران میشود. راه حل اصلی، کاهش مصرف (مثلاً استفاده از کیسههای پارچهای)، استفادهی مجدد و بازیافت است. پلیاتن قابلیت بازیافت دارد و میتوان از آن محصولات جدید ساخت.
پاسخ: امروزه خوراک اصلی برای تولید اتن (مونومر پلیاتن)، محصولات پالایش نفت و گاز طبیعی است. بنابراین در حال حاضر وابستگی به سوختهای فسیلی وجود دارد. اما دانشمندان در حال تحقیق روی روشهای جدیدی هستند، مثلاً تولید اتن از گیاهان (زیستتوده) یا حتی جذب کربن از هوا. این فناوریها هنوز به صورت گسترده استفاده نمیشوند اما آیندهی امیدوارکنندهای را نشان میدهند.
پاورقی
1اتن (Ethene/Ethylene): یک گاز هیدروکربنی با فرمول شیمیایی $C_2H_4$ که به عنوان واحد سازنده (مونومر) پلیاتن استفاده میشود.
2بسپارش افزایشی (Addition Polymerization): نوعی واکنش شیمیایی که در آن مولکولهای کوچک و ساده (مونومرها) بدون از دست دادن اتم، مستقیماً و پشت سر هم به یکدیگر متصل شده و یک مولکول بزرگ (پلیمر) را تشکیل میدهند.
3پلیپروپیلن (Polypropylene - PP): پلیمری که از مونومر پروپن ساخته میشود. در ساخت ظروف ماست، درپوش بطریها و برخی از قطعات خودرو کاربرد دارد.
4پلیاتیلن ترفتالات (Polyethylene Terephthalate - PET): یک پلیمر پلاستیکی شفاف و محکم که بیشتر برای ساخت بطریهای نوشیدنی و الیاف پلیاستر استفاده میشود.
5پلیوینیل کلراید (Polyvinyl Chloride - PVC): یک پلیمر پرکاربرد که در ساخت لولههای ساختمانی، کفپوش، روکش سیم و برخی اسباببازیها به کار میرود.
