ترمو
ترموپلاستیک نوعی پلیمر است که با حرارت دادن نرم می‌شود و پس از سرد شدن دوباره سخت می‌شود، بدون اینکه ساختار شیمیایی‌اش تغییر کند؛ این ویژگی باعث می‌شود بتوان آن را چندین بار ذوب و شکل‌دهی کرد. برخلاف ترموست‌ها که پس از پخت دیگر قابل ذوب نیستند، ترموپلاستیک‌ها برای فرآیندهایی مانند قالب‌گیری تزریقی، اکستروژن و قالب‌گیری دمشی بسیار مناسب‌اند. از پرکاربردترین انواع آن می‌توان به پلی‌اتیلن (PE)، پلی‌پروپیلن (PP)، PVC، پلی‌استایرن، PET و پلی‌کربنات اشاره کرد. ترموپلاستیک‌ها مزایایی مثل وزن سبک، قابلیت بازیافت، مقاومت شیمیایی و انعطاف بالا دارند، اما محدودیت دمایی و کاهش استحکام در حرارت بالا از معایب آن‌هاست. همچنین در صنایع بسته‌بندی، خودرو، پزشکی، الکترونیک و چاپ سه‌بعدی کاربرد گسترده‌ای دارند.
ترمو پلاستیک چیست و چگونه کار می‌کند؟
ترموپلاستیک (Thermoplastic)، که به آن گرمانرم نیز می‌گویند، نوعی از پلیمر (پلاستیک) است که ویژگی منحصر به فردی دارد: با گرما نرم می‌شود، شکل می‌گیرد و پس از سرد شدن دوباره سخت می‌شود، بدون اینکه در ساختار شیمیایی آن تغییر دائمی رخ دهد. این ویژگی به این معنی است که می‌توانید یک ترموپلاستیک را بارها و بارها ذوب و دوباره قالب‌گیری کنید. این قابلیت آن را از ترموست‌ها (Thermosets)، که پس از یک بار گرم شدن و سخت شدن دیگر قابل ذوب و تغییر شکل نیستند، متمایز می‌کند.
چگونه ترموپلاستیک کار می‌کند؟
عملکرد ترموپلاستیک به ساختار مولکولی آن مربوط می‌شود. ترموپلاستیک‌ها از زنجیره‌های بلند مولکولی به نام پلیمر تشکیل شده‌اند. این زنجیره‌ها توسط نیروهای بین مولکولی ضعیف (پیوندهای ثانویه) به یکدیگر متصل شده‌اند، در حالی که اتم‌های درون هر زنجیره توسط پیوندهای کووالانسی قوی (پیوندهای اولیه) به هم متصل هستند.
وقتی ترموپلاستیک گرم می‌شود:
- نیروهای بین مولکولی ضعیف می‌شوند: با افزایش دما، انرژی جنبشی مولکول‌ها افزایش می‌یابد و این نیروهای ضعیف بین زنجیره‌ها شروع به شکستن می‌کنند.
- زنجیره‌ها شروع به لغزش می‌کنند: وقتی این نیروها ضعیف می‌شوند، زنجیره‌های پلیمری می‌توانند آزادانه روی یکدیگر بلغزند. این باعث می‌شود ماده نرم و انعطاف‌پذیر شود و به حالت مایع یا خمیری درآید.
- قالب‌گیری: در این حالت نرم، می‌توان ماده را به راحتی قالب‌گیری کرد، اکسترود (extrusion) کرد، یا به اشکال دلخواه درآورد.
- سرد شدن و سخت شدن دوباره: وقتی ماده سرد می‌شود، زنجیره‌های پلیمری دوباره به هم نزدیک شده و نیروهای بین مولکولی بین آن‌ها بازسازی می‌شوند. این باعث می‌شود ماده دوباره سخت و جامد شود و شکل جدید خود را حفظ کند.
نکته کلیدی این است که در طول این فرآیند ذوب و انجماد، پیوندهای کووالانسی قوی درون خود زنجیره‌های پلیمری شکسته نمی‌شوند. این به معنای عدم تغییر شیمیایی در ساختار اصلی ماده است و همین ویژگی است که قابلیت بازیافت و پردازش مجدد ترموپلاستیک‌ها را فراهم می‌کند.
ویژگی های مهم ترموپلاستیک‌ها:
- قابلیت بازیافت: به دلیل ماهیت ذوب و انجماد بدون تغییر شیمیایی، ترموپلاستیک‌ها به دفعات قابل بازیافت و استفاده مجدد هستند.
- انعطاف‌پذیری و شکل‌پذیری: در دمای بالا بسیار انعطاف‌پذیرند و به راحتی شکل می‌گیرند.
- مقاومت شیمیایی: بسیاری از ترموپلاستیک‌ها مقاومت خوبی در برابر اسیدها، بازها و حلال‌ها دارند.
- پایداری ابعادی: پس از شکل‌دهی، پایداری ابعادی خوبی دارند.
- مقاومت به ضربه و سایش: بسته به نوع، می‌توانند مقاومت ضربه و سایش بالایی داشته باشند.
- وزن سبک: عموماً وزن سبکی دارند.
- طیف وسیعی از خواص: از نرمی لاستیک تا محکمی فولاد، ترموپلاستیک‌ها می‌توانند خواص بسیار متنوعی داشته باشند.
کاربرد های ترموپلاستیک‌ها:
ترموپلاستیک‌ها به دلیل خواص متنوع و قابلیت پردازش آسان، در صنایع مختلفی کاربرد دارند، از جمله:
- بسته‌بندی: بطری‌های آب و نوشابه (PET)، ظروف مواد غذایی (PP, PE)، کیسه‌های پلاستیکی (PE).
- خودروسازی: قطعات داخلی خودرو، داشبورد، سپر.
- لوازم الکترونیکی: قاب موبایل، لپ‌تاپ، تلویزیون، کابل‌ها.
- ساختمان‌سازی: لوله‌ها (PVC)، عایق‌ها، پروفیل‌ها.
- پزشکی: تجهیزات یکبار مصرف پزشکی، پروتزها، ظروف دارویی.
- نساجی: الیاف مصنوعی (نایلون، پلی‌استر).
- اسباب‌بازی: انواع اسباب‌بازی‌های پلاستیکی.
انواع ترموپلاستیک پرمصرف بازار
ترموپلاستیک‌ها (گرمانرم‌ها) گروهی از پلیمرها هستند که در دمای بالا نرم و قابل ذوب می‌شوند و با سرد شدن دوباره سفت می‌شوند. این فرآیند ذوب و انجماد می‌تواند چندین بار تکرار شود بدون اینکه خواص شیمیایی ماده به طور قابل توجهی تغییر کند. همین ویژگی باعث می‌شود که ترموپلاستیک‌ها به راحتی قالب‌گیری، شکل‌دهی و مهم‌تر از همه، بازیافت شوند.
1. پلی‌اتیلن (Polyethylene – PE):
ویژگی‌ها: سبک، انعطاف‌پذیر، مقاومت شیمیایی خوب، عایق الکتریکی. در گریدهای مختلفی مانند LDPE (چگالی پایین)، HDPE (چگالی بالا) و LLDPE (چگالی پایین خطی) موجود است که هر کدام خواص و کاربردهای متفاوتی دارند.
کاربردها: کیسه‌های پلاستیکی، فیلم‌های بسته‌بندی، بطری‌ها (شیر، مواد شوینده)، لوله‌های آب و فاضلاب، اسباب‌بازی، عایق کابل.
2. پلی‌پروپیلن (Polypropylene – PP):
ویژگی‌ها: سبک‌تر از PE، مقاومت حرارتی بالاتر، مقاومت شیمیایی عالی، استحکام کششی و خمشی خوب، مقاومت در برابر سایش.
کاربردها: ظروف غذایی، قطعات داخلی خودرو، لوازم خانگی، الیاف و منسوجات (فرش، طناب)، قطعات پزشکی (به دلیل قابلیت استریلیزاسیون)، اسباب‌بازی.
3. پلی‌وینیل کلراید (Polyvinyl Chloride – PVC):
ویژگی‌ها: سختی بالا، مقاومت شیمیایی خوب، مقاومت در برابر شعله، عایق الکتریکی. می‌تواند سخت (UPVC) یا نرم (با افزودن نرم‌کننده‌ها) باشد.
کاربردها: لوله‌ها و اتصالات ساختمانی (لوله پلیکا)، پروفیل پنجره و درب، کابل‌های برق، کفپوش، عایق، اسباب‌بازی‌های بادی، روکش کابل.
4. پلی‌استایرن (Polystyrene – PS):
ویژگی‌ها: شفافیت (در گرید عمومی PS)، سختی و شکنندگی، قابلیت پردازش آسان، عایق حرارتی خوب (در گرید فوم).
کاربردها: ظروف یکبار مصرف، بسته‌بندی‌های محافظ (فوم PS یا یونولیت)، قاب CD و DVD، اسباب‌بازی، قطعات داخلی یخچال.
5. آکریلونیتریل بوتادین استایرن (Acrylonitrile Butadiene Styrene – ABS):
ویژگی‌ها: استحکام ضربه بالا، سختی، مقاومت خوب در برابر حرارت، قابلیت آبکاری. ترکیبی از خواص هر سه مونومر تشکیل‌دهنده.
کاربردها: قطعات خودرو (داشبورد، پنل‌ها)، لوازم خانگی (بدنه جاروبرقی، مخلوط‌کن)، اسباب‌بازی (لگو)، محفظه لوازم الکترونیکی، چاپ سه‌بعدی.
6. پلی‌کربنات (Polycarbonate – PC):
ویژگی‌ها: شفافیت بسیار بالا (مانند شیشه)، استحکام ضربه فوق‌العاده (نشکن)، مقاومت حرارتی بالا، پایداری ابعادی خوب.
کاربردها: شیشه‌های ضد گلوله، لنز عینک و چراغ خودرو، بطری‌های آب چندبار مصرف، دیسک‌های نوری (CD/DVD/Blu-ray)، محافظ صفحه موبایل، کلاه ایمنی.
7. پلی‌اتیلن ترفتالات (Polyethylene Terephthalate – PET):
ویژگی‌ها: شفافیت، سختی، مقاومت شیمیایی خوب، سد مناسب در برابر گازها.
کاربردها: بطری‌های نوشیدنی (آب، نوشابه)، الیاف نساجی (پلی‌استر در پوشاک)، ظروف بسته‌بندی مواد غذایی، فیلم‌های بسته‌بندی.
8. پلی‌آمید (Polyamide – PA) / نایلون (Nylon):
ویژگی‌ها: استحکام مکانیکی بالا، مقاومت در برابر سایش و خستگی، مقاومت حرارتی خوب، مقاومت شیمیایی بالا (به جز اسیدهای قوی)، قابلیت جذب رطوبت.
کاربردها: الیاف نساجی (جوراب، فرش، لباس ورزشی)، قطعات مهندسی (چرخ‌دنده، بلبرینگ)، کابل‌کشی، قطعات خودرو، برس‌ها، نخ ماهیگیری.
9. پلی‌متیل متاکریلات (Polymethyl Methacrylate – PMMA) / اکریلیک (Acrylic):
ویژگی‌ها: شفافیت و براقیت عالی (جایگزین شیشه)، مقاومت در برابر UV و هوازدگی، سختی سطح، قابلیت رنگ‌پذیری.
کاربردها: ورق‌های شفاف (پلکسی گلاس)، لنزهای اپتیکی، تابلوهای تبلیغاتی، چراغ‌های خودرو، آکواریوم، لوازم روشنایی.
10. ترموپلاستیک الاستومرها (Thermoplastic Elastomers – TPE):
ویژگی‌ها: خواص لاستیک‌مانند (انعطاف‌پذیری، کشسانی) با قابلیت پردازش ترموپلاستیک‌ها. تنوع زیادی دارند (مانند TPO, TPU, TPS, TPV).
کاربردها: دستگیره‌ها و قطعات نرم ابزار، مهر و موم و واشر، قطعات داخلی و خارجی خودرو (مانند آب‌بندها)، کفش، تجهیزات پزشکی.
این لیست شامل پرمصرف‌ترین ترموپلاستیک‌هاست که در صنایع مختلف نقش حیاتی ایفا می‌کنند و به دلیل قابلیت بازیافت و پردازش‌پذیری بالا، جزء مواد بسیار مهم در اقتصاد پلاستیک محسوب می‌شوند.
قیمت روز ترمو پلاستیک
قیمت ترمو پلاستیک ها، مانند بسیاری از مواد اولیه صنعتی، تابعی از عرضه و تقاضا، هزینه‌های تولید، قیمت مواد خام پایه (به ویژه نفت خام و گاز طبیعی)، نرخ ارز، و شرایط کلی اقتصادی و سیاسی است. به دلیل تنوع بسیار بالای گریدهای مختلف ترموپلاستیک‌ها (مثلاً پلی‌اتیلن در ده‌ها گرید مختلف با کاربردهای متنوع تولید می‌شود)، قیمت هر گرید به صورت مجزا تعیین می‌شود.
عوامل موثر بر قیمت روز ترموپلاستیک:
- قیمت نفت خام و گاز طبیعی: ترموپلاستیک‌ها اغلب از مشتقات نفتی و گازی تولید می‌شوند. بنابراین، نوسانات قیمت نفت و گاز در بازارهای جهانی مستقیماً بر قیمت مواد اولیه پلیمری تأثیر می‌گذارد. افزایش قیمت نفت معمولاً به افزایش قیمت پلیمرها منجر می‌شود.
- نرخ ارز: در کشورهایی مانند ایران که بخشی از مواد اولیه پلیمری (یا مونومرهای آن‌ها) از طریق واردات تامین می‌شود، یا قیمت‌گذاری داخلی بر اساس نرخ ارز صورت می‌گیرد، نوسانات نرخ ارز (به ویژه دلار) تأثیر بسزایی بر قیمت ترموپلاستیک‌ها دارد.
- عرضه و تقاضا: قوانین عرضه و تقاضا در بازار جهانی و داخلی پلیمرها نقش کلیدی در تعیین قیمت دارند. افزایش تقاضا و کاهش عرضه (مثلاً به دلیل توقف تولید یک واحد پتروشیمی یا محدودیت‌های صادراتی/وارداتی) می‌تواند منجر به افزایش قیمت شود و برعکس.
- ظرفیت تولید و وضعیت پتروشیمی‌ها: ظرفیت تولید واحدهای پتروشیمی در سطح جهان و منطقه، هرگونه اختلال در تولید (مانند تعمیرات برنامه‌ریزی شده یا فورس ماژور)، و سیاست‌های تولیدکنندگان بزرگ، مستقیماً بر عرضه و قیمت مواد اولیه تأثیر می‌گذارد.
- شرایط اقتصادی و سیاسی: رکود یا رونق اقتصادی، تحریم‌های بین‌المللی، تعرفه‌های تجاری، و تنش‌های ژئوپلیتیکی می‌توانند بازارهای جهانی و داخلی پلیمرها را تحت تأثیر قرار دهند.
- بورس کالا: در ایران، بخش قابل توجهی از مواد اولیه پلیمری از طریق بورس کالای ایران عرضه می‌شود. قیمت‌گذاری در بورس کالا بر اساس مکانیزم عرضه و تقاضا، قیمت‌های جهانی، و نرخ تسعیر ارز تعیین می‌شود و مرجعی برای قیمت‌گذاری در بازار آزاد نیز محسوب می‌شود.
- کیفیت و گرید مواد: هر ترموپلاستیک در گریدهای مختلفی با ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی متفاوت تولید می‌شود. گریدهای خاص یا با کیفیت بالا، معمولاً قیمت بالاتری دارند. افزودنی‌ها و کامپاندها نیز به دلیل فرآوری اضافی، گران‌تر هستند.
- نوع و برند تولیدکننده: برندهای مختلف تولیدکننده در سراسر جهان ممکن است قیمت‌های متفاوتی برای محصولات مشابه خود داشته باشند.
- حجم خرید: معمولاً خرید در حجم‌های بالا (تناژ) با قیمت کمتری نسبت به خرید در حجم‌های پایین‌تر همراه است.
به دلیل نوسانات شدید بازار، هرگونه قیمت اعلام شده در اینترنت یا از طریق منابع غیررسمی ممکن است در لحظه خواندن، دیگر معتبر نباشد. همواره برای خرید و فروش، قیمت را از منابع معتبر و به صورت لحظه‌ای استعلام کنید.
چه تفاوتی بین ترموپلاستیک و ترموست وجود دارد؟
ترموپلاستیک‌ها قابل ذوب مجدد هستند، اما ترموست‌ها پس از پخت دیگر قابل ذوب نیستند و ساختار شیمیایی‌شان غیرقابل تغییر است
انواع رایج ترموپلاستیک‌ها کدام‌اند؟
پلی‌اتیلن (PE)، پلی‌پروپیلن (PP)، PVC، پلی‌استایرن، PET، پلی‌کربنات، ABS، پلی‌آمید، PLA و تفلون از پرکاربردترین‌ها هستند
مزایای کلیدی ترموپلاستیک ها چیست؟
قابلیت بازیافت، وزن سبک، مقاومت مناسب، امکان شکل‌دهی مکرر و تنوع بالا از جمله مزایای بارز آن‌ها است
معایب ترموپلاستیک ها چیست؟
محدوده دمای کاری محدود، حساسیت به تنش و کاهش خواص در دماهای بالا از نقاط ضعف آن‌ها هستند.
TPE چیست و چه تفاوتی با ترموپلاستیک های دیگر دارد؟
TPE یا الاستومر ترموپلاستیک، ترکیبی از خواص لاستیک (انعطاف‌پذیری) و قابلیت بازیافت ترموپلاستیک را دارد
TPO چیست و چه کاربردی دارد؟
TPO (ترموپلاستیک اولفین) نوعی TPE است که از ترکیب پلیمر و فیلر ساخته شده و برای کاربردهای بیرونی با مقاومت بالا در برابر UV مناسب است
چگونه گرید مناسب ترموپلاستیک یا TPE را انتخاب کنیم؟
باید براساس نیازهای مکانیکی (سختی، انعطاف)، دمای کار، ظاهر ظاهری و هزینه انتخاب شود.
آیا ترموپلاستیک قابل بازیافت است؟
بله، می‌توان آن‌ها را ذوب کرده و مجدد استفاده کرد که باعث کاهش ضایعات و هزینه می‌شود