پلاستیکها (پلیمرها)

مقدمهپلاستیک ها را می توان بر حسب منشاء آنها به دو دسته طبیعی، مانند سلوفان و یا کاملا سنتزی تقسیم بنـدی نمود. آنها را میتوان همچنین بر اساس نحوه پلیمریزه شدن (کندانس شدن یا واکنشهای اضافی) نیز دستهبندی کرد و بالاخره آنها را بر اساس خواص فیزیکی به دو دسته ترموپلاستیک ها و ترموسـت هـا تفکیـک مـی نماینـد.

پلاستیک ها از کشفیات قرن بیستم به حساب می آیند و اولین آنها سلوفان است که از سلولز و در سال ۱۹۱۰ تهیه شد، هرچند بعدها جای خود را به انواع سنتزی داد. ترکیب و اتصـال تعـداد بیشـماری اتـم هـای کـربن از طریـق پیوندهای کئووالانس، در نهایت منجر به تولید مولکولهای بزرگی خواهد شد که حاوی میلیونها اتم کربن بـوده که می توانند در کنار خود اتمهای اکسیژن، نیتروژن و سولفور را هم قرار دهند. ترموپلاسـتیک هـا مولکـول هـای رشته ای شکل هستند و نام خود را از خواص فیزیکی که دارا هستند میگیرند، بدین ترتیب که با افـزایش درجـه حرارت نرم شده و سپس می توان آنها را شکل داد و پس از سرد شدن سفت و محکم میشوند. ترموپلاستیکها عموما به صورت گرانول و پودر تولید می گردند. این دسته از مواد پلاستیکی را پلیمر نیز میگوینـد کـه بعـد از اضافه کردن موادی همچون نرم کننده ها (plasticizers)، به آنها عبارت پلاستیک نیز اطلاق میگردد.

ترموستها از شبکهای که در آن پیوندهای کئووالانسی تشکیل اتصلات عرضی دادهاند، بوجود آمده اند.

این اتصالات عرضی در حین شکل دهی ایجاد شـده و پـس از آن پلاسـتیک بـه حـرارت مقـاوم خواهـد شـد. از ترموست ها گاهی به جهت پوشش سطح داخلی ظروف و قوطی ها که در تمـاس بـا موادغـذایی هسـتند اسـتفاده می گردد. سنتز آنها تفاوت چندانی با سنتز ترموپلاست ها ندارد جز آنکه در مرحله نهایی عملیات ایجاد اتصالات عرضی در سطح مولکول و سخت شدن آن صورت میپذیرد. در زمینه ساختار، سادهترین ترکیـب شـیمیایی کـه جهت سنتز این مواد به کار می رود و از آنهـا مولکـول هـای بـزرگ سـاخته مـیشـود، منومرهـا (monomers) هستند. منومرها یا به صورت غیراشباع هستند یعنی دارای یک یا چند پیوند دوگانه میباشـند و یـا آنکـه از دسـته ترکیباتی به شمار می آیند که می توانند دو عمل را با هم انجـام دهنـد. هنگـامی کـه سـخن از سـاخت پلاسـتیک

(پلیمر) میشود، منظور انجام فرآیند پلیمریزی کردن است

مواد خام اولیه و فرآیند بسپاری کردن (پلیمریزه شدن)

مواد اولیه جهت تولید منومرها عمدتا نفت، گاز و گاهی زغـال سـنگ مـی باشـند. از مـواد طبیعـی (منـابع تجدید شونده) نیز در ابتدا استفاده میشد که رفته رفته جای خود را به مواد سنتزی دادند. با پیشرفتهای صورت گرفته در آینده نه چندان دوراز پلی مرهای طبیعی به شکل گستردهای استفاده خواهد شد. گرچه پلاستیکهـا از پلی مریزه نمودن مستقیم منومرهایشان بدست می آیند، اما فرآیند تولید منومرهـا خـود از چنـدین مرحلـه تشـکیل شده است. در هر حال منومرها صرفنظر از مراحـل تولیـد، ترکیبـاتی هسـتند کـه بـه عنـوان مـاده آغـازین تهیـه پلاستیکها از آنها استفاده میگردد.

کوپلیمرها

(Copolymers)

در صورتی که پلی مر صرفا از یک نوع منومر تهیه شده باشد، بـه آن همـوپلیمـر مـی گوینـد، حـال آنکـه مخلوطی از منومرهای متفاوت، یک کوپلی مر را بوجود می آورد کـه در حالـت اخیـر انـواع مختلفـی مـی توانـد داشته باشد. مثلا به صورت یک در میان و یا چند در میان باشد. در کوپلیمرهای بلوکی، چندین منـومر در کنـار هم قرار گرفته اند. در کوپلی مرهای نوع پیوندی (graft)، وضعیت مانند کوپلی مرهای بلوکی است با این تفاوت که اتصال منومرهای متفاوت با منومرهای اولیه به صورت شاخهای دیده میشود (شکل. (۱

مواد شیمیایی مصرفی به هنگام تولید پلیمر

الف-کمک فرآیندها که خود به دو دسته تقسیم میشوند، آنهایی که مستقیما در فرآیند ساخت مؤثرند و آنهایی که محیط مناسبی برای انجام فرآیندهای پلیمریزه شدن مهیا مینمایند (مانند حلالها و امولسیفایرها). این ترکیبات در ساختار پلی مر نهایی دیده نمی شوند و به مقدار بسیار کم مصرف می گردند و پس از پایـان واکـنش هیچ تأثیری بر محصول تمام شده ندارند. از دسته اول می توان به کاتالیزورها، ایجاد کننده های اتصالات عرضی، کنترل کننده های کاتالیزورها، اشاره نمود. کاتالیزورها مانند فلزات، اکسیدهای فلزی، نمـک هـا و ترکیبـات آزو

(Azo)، متفاوت بوده، هرچند با فعالیت آنها واکنشهای زنجیرهای پلیمریزه شدن آغـاز خواهنـد شـد. از دسـته دوم به جز حلال ها و امولسیفایرها، می توان به رسـوب دهنـده هـا، ضـدکف هـا، تنظـیم کننـده هـای pH ، تثبیـت کننده ها اشاره نمود.

افزودنیها به مواد پلاستیکی

با توجه به استفاده گسترده از مـواد پلاسـتیکی در زمینـه هـایی چـون بسـته بنـدی موادغـذایی، کشـاورزی، پزشکی و … ضروری است که به انتقال احتمـالی منومرهـا، الیگومرهـا، کمـک فرآینـد هـا و مـواد افزودنـی بـه پلاستیک توجه کافی مبذول گردد چراکه همگی از دسته ترکیباتی با وزن مولکولی پـائین هسـتند. بـه هـر روی

ذکر این نکته نیز جالب خواهد بود که بدانیم برای تولید مواد پلیمری مناسب جهت استفاده در صنعت بستهبندی موادغذایی و یا پزشکی، نیاز به افزودن موادی به ترکیب پلی مر مربوط می باشد. هر یـک از ایـن افزودنیهـا تـأثیر مشخصی را بر پلیمر میگذارند. در جدول ۲ میتوان پلیمرهای پر مصرف که جهت بستهبندی موادغذایی بکار میروند و در تماس با غذا هستند و نیز افزودنیهایی که بر حسب مورد به آنها افزوده میشود را ملاحظه نمود.

 

جدول ۲ افزودنیهای مصرفی در پلاستیکهای مورد استفاده جهت بستهبندی موادغذایی

نوع افزودنی			نوع پلیمر
	LDPE HDPE		PP	PS	PVC PET PA
مواد تشکیل دهنده هسته	+	+	+	+	+	+	+
روان کننده ها			+		+	+
مواد ضد الکتریسیته ساکن	+	+	+	+			+
مواد کمک کننـده بـه ایجـاد							+
حجم					+		+
نرم کننده ها	+	+	+	+		+
آنتیاکسیدان فنلی					+		+
مواد جاذب نور ماوراءبنفش	+	+	+	+	+	+	+
تثبیتکننده های حرارتی	+	+	+			+
ضد اسیدها							+
خشککننده ها	+	+				+
ضد مه			+	+	+	+	+
رنگها	+	+				+	+

الف- مواد تشکیل دهنده هسته (Nucleating agents)

برای نیل به خواص پایدار و ساختار نیمه بلورین در پلاستیکها، از موادی به نام »مواد تشکیلدهنده هسته« برای ایجاد هسته های هتروژن در مذاب و تهیه بلورهایی با اندازه منظم استفاده میگردد. این مواد تأثیر خود را از طریق ایجاد یک شبکه ژله ای در درون پلی مر و یا فراهم نمودن نقـاطی کـه عمـل تشـکیل هسـته از آنجـا آغـاز می گردد، به انجام می رسانند. از جمله این مواد می توان به املاح سدیمی و فسفات های آلی، نمک های بنزوئیک یا فتالیک اسید اشاره نمود. در مورد PP از گل رس و یا سیلیس بسـیار نـرم در حـد ۰/۱ تـا ۰/۳ درصـد اسـتفاده میگردد و در مورد PET و PA از موادی که شباهت تامی به این دو پلیمر دارند استفاده میشود.

ب: روانکننده ها (lubrieants)

موادی هستند که بر اصطکاک داخلی و خارجی پلی مرهـا تـأثیر مـی نهنـد و ایـن اثـر را بواسـطه تغییـر در رئولوژی پلی مر مذاب، ایجاد می کنند، زیرا که قادر به کاهش ویسکوزیته پلاستیک مذاب خواهند بود. از جمله این ترکیبات می توان به الکل های چرب، اسیدهای چرب، آمیـدها، دیآمیـدها، مـوم هـای پـارافینی و … اشـاره نمود. حلالیت روان کننده ها در پلیمرها از اصل قـدیمی »مشـابه در مشـابه حـل مـیشـودSimili Similia ) « (Solvuntur تبعیت می کند و مطابق این اصـل بـه عنـوان مثـال، روانکننـده هـای غیـر قطبـی ( ماننـد مـوم ) در پلی اولفین ها PP) و (PE حل می شوند، حال آنکه اسیدهای چرب و استر در آنها حل نمی شوند.

گـاهی مـوادی چون ژل سیلیکا و پودرگچ را هم که در اصل ضد بلوکه شدن پلـیمرهـا هسـتند بـه عنـوان روانکننـده خـارجی (External lubricants) میشناسند. از روانکننده ها در PVC در حد ۰/۳ تا ۰/۸ درصد، در پلیاولفـین هـا، در حد ۰/۱ تا ۰/۲ درصد استفاده می گردد. در مورد L-LDPE به صورت اختصاصـی فلـوروپلی مرهـا کـاربرد دارد.

ج- مواد ضد الکتریسیته ساکن (Antistatic agents)

از جمله مشکلات موجود در پلاسـتیک هـا، وجـود الکتریسـیته سـاکن در آنهاسـت کـه گـاهی مـیتوانـد باعـث آتش سوزی نیز گردد. برای رفع این نقیصه در گذشته با استفاده از یک سیستم ساده و عمل تخلیه بارهـا صـورت

میگرفت (شکل ( ۲ اما اکنون این عمل با استفاده از افزودنیهای یونی و انجام میشود.

با استفاده از این مواد (که یا روی سطح پلیمر قرار میگیرند و یا به پلیمر هنگام فرآیند اضافه میشوند)، قسمت هیدروفوب آن ها به ماکرومولکول (پلی مر) متصل شده و آن را از تماس مستقیم با رطوبت هـوا بـاز مـیدارد. از سوی دیگر بخش هیدروفیل (ماده ضد الکتریسیته ساکن) جذب آب را میسر نموده و هدایت الکتریکی بـر روی سطح را افزایش می دهد و بنابراین از تجمع الکتریسیته ساکن جلوگیری خواهد نمود.

این عمل نـه تنهـا از جرقـه زدن لایه ها جلوگیری می نماید، بلکه نشستن گرد و غبار بر روی سطح پلیمر را نیز مـانع مـیگـردد. از ترکیبـات یونی مورد استفاده می توان به املاح سولفونیوم، فسفونیوم و آمونیوم اشاره کرد و در مورد ترکیبات غیریونی نیـز پلی اتیلن گلیکول قابل ذکر است. از مواد یونی برای پلاستیکهای قطبی مانند PVC و PS استفاده میشود و از غیریونیها هم در مورد PO غلظت این مواد حداکثر ۰/۱ تا ۲ درصد خواهد بود.

د- مواد کمک کننده به ایجاد حجم ( Blowing agents )

در پلی مرهایی مانند PVC و PS که جهت ساخت ظروف یکبـار مصـرف کـاربرد دارنـد، ایجـاد حجـم نقش زیادی دارد و معمولا از ترکیباتی که گازهای خنثی را تولید مینمایند اسـتفاده مـیگـردد کـه از آن جملـه میتوان به دیایزوپروپیل هیدراز و دیکربوکسیدات و اشاره کرد.

ه- نرم کننده ها (Plasticizers)

افزودنیهایی هستند که پلی مر را به صورت ژل درآورده و فرآیندپذیری و انعطاف آن را از طریق کـاهش ویسکوزیته حالت مذاب و Tg افزایش می دهند، بدون آنکه خصوصـیات شـیمیایی پلـی مـر را تغییـر دهنـد. نـرم کننده ها به دو دسته داخلـی و خـارجی تقسـیم مـی شـوند. در حالـت اول نـرم کننـده بواسـطه نیروهـای فیزیکـی

(واندروالس) به پلی مر متصل می شود و اثر محسوسی را از خود به جای می نهد. در صورتی که از نـوع خـارجی استفاده شود، تبخیر نرم کننده و یا هیدرولیز آن تحت تأثیر حرارت و یا اکسید شدن میتواند مشکلاتی را ایجـاد نماید. با توجه به اینکه نرم کننده ها عموم۲ا دارای وزن مولکولی پایینی هستند و نیز از آنجا که در غلظتهای بـالا از آنها استفاده می شود، بنابراین تماس آنها با ماده غذایی نیز خطر آفرین خواهد بـود و بنـابراین نـرم کننـده هـای خارجی با وزن مولکولی بالا دارای ارجحیت استفاده هستند. نرم کننده هـای آلـی بـا نقطـه جـوش بـالاتر از ۳۰۰

درجه سانتی گراد اکنون در دسترس است که از آن جمله میتوان، دی -۲)اتیـل هگزیـل) فتـالات، دی(-۲ اتیـل هگزیل) ادیپات، فسفات های آلی و … را نام برد. فسفات ها از شعله ور شدن نیـز جلـوگیری کـرده، مـانع از دود کردن می شوند. مقدار مصرف آنها نباید از ۳۵ درصـد فراتـر رود. اگـر از فـیلم PVC بـا نفوذپـذیری خـوب بـه اکسیژن جهت بسته بندی گوشت استفاده شود، نباید از نرم کننده های فسفاته یا فتالات استفاده شود و مقدار کـل نرم کننده نیز نباید از ۲۲ درصد بیشتر شود. برخی از نرم کننده ها در صورتی که بیش از ۱۵ درصد آنها در فرمول قرار گیرد، به دلیل ایجاد حالت Orientation و تشکیل نواحی بلورین باعث شکننده شدن پلیمر میشوند کـه در این حالت به آنها »مواد ضد نرم کننده« گفته می شود. بهرحال با تنظیم مقدار و سهم این نرم کننده ها می تـوان بر این مشکل غلبه نمود. از نرم کننده های داخلی پلی اتیلن وینیل اسـتات قابـل ذکـر اسـت (بـا ۴۵ درصـد وینیـل استات) در صورتی که پلیمر از نوعPVDC باشـد حـداکثر ۵ درصـد از اسـترهای سباسـیت (Sebacate)یـا سیترات و حداکثر ۱۰ درصد از سایر نرم کننده های پلیمری میتوان استفاده کرد.

و- آنتیاکسیدانها

پلی مرها هم مانند برخی ترکیبات آلی تحت تأثیر گرما و یا نور ماوراءبنفش ۳۰۰-۴۰۰) نـانومتر) اکسـیده

شوند. نحوه اکسید شدن پلیمرها تحت تأثیر عوامل فوق به این صـورت اسـت کـه ابتـدا مـاکرو رادیکـال ( P° )

تشکیل می گردد که سپس به فرم اکسید شده الکیـل پروکسـیل (POO°) در مـی آیـد کـه ترکیـب اخیـر تولیـد

هیدروپراکسید (POOH) می کند. تجزیه POOH و تولید PO° این زنجیره را تداوم خواهد بخشید. بـا توجـه به اینکه شروع اکسیداسیون پلی مرها توسط حرارت یا نور است بنابراین آنتی اکسیدانها را هم می توان به دو دسته کلی تقسیم نمود:

-۱ آنتی اکسیدانهای زنجیره شکن که اکثرا از دسته آنتی اکسیدانهای فنلی هستند که خواص آنتیاکسیدانی بسیار خوبی دارند، هرچند ممکن است ایجاد بد رنگی کرده و یا در درجه حرارتهای بالاتر از ۱۵۰ درجه سانتیگراد از اثرشان کاسته شود. نحوه اثر آنها را میتوان در شکل ۳ مشاهده نمود.

 

اخیرا از -a-DL توکوفرول نیز استفاده می گردد. در سطح تجاری نیز دی(اکتادسیل) هیدروکسیل آمـین را هـم میتوان به عنوان آنتی اکسیدان استفاده کرد.

-۲ آنتی اکسیدانهای تجزیه کننده هیدروپراکسیدکه در این حالت از موادی که میتواننـد POOH را بـه الکـل احیا نمایند، استفاده می شود. از این دسته مواد ترکیبات سولفوردار آلی و فسفری سه ظرفیتی قابل ذکر هستند. از ترکیبات سولفوردار، دی آلکیل تیودی پروپیونات و دیGاکتادسیل دی سولفید به همـراه آنتـی اکسـیدانهای فنلـی جهت ایجاد حالت پایدار در پلیمرهایی مانند PP استفاده می شوند و مقدار آنهـا بیشـتر از مقـدار ترکیبـات فنلـی است ولی در هرحال نباید از ۰/۷۵ درصد تجاوز نماید. ترکیبات سه ظرفیتی فسفری از تثبیت کننده هـایی هسـتند که به همراه آنتی اکسیدانها بکار رفته و اثر آنها را تشدید نموده و یا از آنها حفاظت می کنند. در مواردی مثلا در فرآیند PO، از احیا فنولها جلوگیری میکنند، در PET با شلات کردن یونهای فلزی (که ممکن است به دلیـل استفاده از کاتالیزوردر پلی مـر موجـود باشـند)، آن را پایـدار مـی نماینـد و در PVC، اتـم هـای کلـر را غیرفعـال می نمایند. از جمله آنها، فسفیت های خطی مانند تریس (دودسیل) فسفیت قابل نام بردن است. آنتی اکسـیدانهایی هم وجود دارند که به صورت فوتوآنتیاکسیدان عمل مینمایند ولی استفاده از آنها در پلیمرهایی که در تمـاس با موادغذایی هستند چندان زیاد نمی باشد و بیشتر در محصولاتی که توسط اشعه گاما استریل می گردند کـاربرد دارند.

ز- مواد جاذب نور ماوراءبنفش

(UV absorbers)

پلی مرهای خطی عموما قادر به جذب نور در ناحیه ماوراءبنفش نیستند که در این حالت، عبور نور و تأثیر آن بر پلی مر می تواند منجر به تجزیه پلی مر شود. کاربرد تثبیت کننده های نـوری (photostabilizers) جهـت حفاظت مواد پلاستیکی که در معرض نور مستقیم هستند، اجباری است و در حالت ایده آل لازم است که هر دو

نوع نور ماوراءبنفش A و B را جذب نماید وشامل مشتقات فنولی بنزوفنون ، اکسامید و -a سیانواکریلات و در حد ۰/۲۵ تا ۰/۵ درصد می باشند.

 

ح- تثبیت کننده های حرارتی (Heat stabilizers)

به طور خاص برای PVC که از ثبات خوبی در مقابل حرارت برخوردار نیست، بکـار مـی رود. از جملـه مشکلات حین شکل دهی و اکسترود کـردن PVC ، تشـکیل اسـید هیـدروکلریک اسـت کـه بـه تـدریج تولیـد پیوندهای دو گانه کربن کربن (C = C) مینماید که میتواند نور را جذب نمایـد و باعـث بـد رنگـی PVC

شود. از جمله این مواد میتوان، ترکیبات صابونی باریم، کلسیم و روی را نام برد که در حد ۱/۵ تـا ۳ درصـد در فرمول وارد میگردند.

ط- آنتی اسیدها

(Antiacids)

از اجزاء بسیار مهم که به PO ، PVC ، PA و PET اضافه میشوند، آنتی اسـیدها هسـتند کـه در حـین فرآیند باعث حفظ ویسکوزیته پلی مـر مـذاب شـده و درمحصـول نهـایی (لایـه یـا ظـرف) ثبـات حرارتـی را در درازمدت حفظ می کنند. آنتی اسیدها شامل املاح کلسیم و روی، اسیدهای ضعیف آلی (مانند اسید لاکتیک) و

یا اسیدهای ضعیف غیرآلی (اسید کربنیک)، استرهای اولئیک اسید، روغنهای اپوکسی شده سویا، آفتابگردان و بزرک می باشند. این مواد، اسیدهایی را که در حین فرآیند PO به روش زیگلر تولید می شوند خنثی می نمایند و خاصیت روانسازی نیز داشته و از تأثیر مخرب کشش به هنگام شکلدهی پلیمر میکاهند.

ی- خشک کننده ها (Dehydrating agents)

پلی اتیلن تری فتالات در حین ذوب شدن، تحت تأثیر محیط اسیدی و در حضور آب، هیدرولیز میگردد و در این شرایط لازم است میزان رطوبت در حد کمتر از ۰/۰۰۵ درصد باشد که این عمل را میتوان بـا افـزودن ۲) bis و ۶ دی، tert بوتیل فنیل کاربودی آمید) به انجام رساند.

ک- ترکیبات ضد مه

( Anti fogging agent)

حفظ شفافیت بسته خصوصا هنگامی که یک ماده غذایی حاوی رطوبت زیاد در آنها بستهبندی شده حائز اهمیت بسیاری است. با توجه به اینکه استفاده از بسته های مشبک می تواند منجر به خشـک شـدن محصـول و یـا

 

پژمرده شدن آن گردد، در بسته های کاملا مسدود استفاده از ترکیبات ضد مه که خاصیت فعالیت سطحی خوبی دارند مانند پلی (اکسی اتیلن) سوربیتان منو اولئات میتواند کاملا موثر باشد.

ل- رنگها

باعث ایجاد رنگ می شوند که این عمل را یا به دلیل ایجـاد توجـه بـه محصـول و یـا بـرای انجـام تـاثیری مشخص انجام می دهند. رنگ ها را می توان یا با پلی مر مخلوط نمود و یا آنکه مانند مرکب چاپ به صورت لایـه روی سطح پلیمر قرار داد. از رنگیزه های معدنی مانند دیاکسیدتیتانیوم، اکسید روی و یا کـربن سـیاه (دوده) بـه شکل موثری جهت مقابله با عبور نور از بسته استفاده می گردد. اکسیدهای رنگی آهن و رنگیزه هـای آلـی ماننـد ترکیبات آزو نیز به عنوان عوامل تولید رنگ کاربرد دارند. به منظور افزایش روشنی و جلای رنگ از ترکیبات و مواد فلورنسی که اثر روشن کنندگی بر رنگ دارند نیز استفاده مـیگـردد. ایـن ترکیبـات بـا جـذب نـور UV و

سپس بازتاب آن به رنگ های بنفش یا آبی، تاثیر رنگ را بهتر می نمایند. از جمله این مواد می تـوان بـه مشـتقات بنزو زازولها و فنیلکومارین اشاره نمود.

م- پرکننده ها و مقاوم سازها (Fillers and reinforeinog agents)

عمدتا به صـورت افزودنیهـای معـدنی پـودری شـکل هسـتند کـه از جملـه آنهـا کربنـات کلسـیم، تالـک

(سیلیکات هیدراته منیزیم)، کائولین (سیلیکات هیدراته آلومینیوم)، میکا (سیلیکات مضاعف پتاسیم و آلومینیـوم)

و سیلیکا (دیاکسید سیلیس) را میتوان نام برد. این مواد باعث افزایش جرم شده، خواص مکانیکی مثلا مقاومت به ضربه و خواص فیزیکی، مثلا مقاومت به گرما و شعله را بهبود میبخشند. از الیاف شیشه، کربن و پلیاستر هـم برای افزایش استحکام ظروف بزرگ پلیمری استفاده میگردد.

ساختار پلیمرها

ماهیت و خواص هر پلیمر تابعی از ساختمان شیمیایی، جرم و مواد بـدان افـزوده شـده مـی باشـد. زنجیـره مولکولی هر پلیمر، اسکلت اصلی آن را شکل میدهد و به سه گروه میتوان آن را تقسیم نمود.

 

: زنجیره هایی که صرفا از کربن شکل گرفتهاند که ممکن است در طول خود بدون جایگزین بوده (مانند پلی اتیلن) و یا دارای یک یا چند جایگزین باشند (مانند پلی وینیلها) .

: زنجیره هایی که دارای اتمهای متفاوتی مانند اکسیژن، نیتروژن، فسفر و گوگرد باشند. از این گـروه مـیتـوان پلی امیدها را نام برد.

ج: زنجیره هایی که کاملا از اتمهای متفاوتی تشکیل شدهاند و از این گروه به سیلیکونهـا مـیتـوان اشـاره کـرد.

عناصــر موجــود در زنجیــره پلــیمــر و پیونــدهای کئــووالانس موجــود بــین آنهــا، در پــیش بینــی خــواص یــک ترموپلاستیک کمک بسیاری می نمایند. نیروهای بین مولکولی موجود در ترموپلاست ها میتوانند شامل نیروهای نه چندان قوی واندروالس باشد که پیوند بین کربن ها و ئیدروژن ها را می سازند و بـا افـزایش درجـه حـرارت بـه سادگی از تعداد آنها کاسته می شود. در صورتی که هترو اتم ها در مولکول وجود داشته باشـند پیونـدهای قطبـی قویتری مانند دی پل ها تشکیل میشـوند و باعـث مـی گردنـد تـا ترموپلاسـت مربوطـه قـویتر باشـد. یکـی از ایـن پیوندهای دی پل، پیوند هیدروژنه است که بین گروه های OH و NH یک زنجیره و اتـم هـای اکسـیژن زنجیـره دیگر برقرار می شود و به عنوان مثال عامل استحکام در پلی مرهایی مانند پلی آمید محسوب می شوند، هرچند کـه قابلیت نامطلوب جذب آب را نیز افزایش می دهند. از دیگر نکاتی که در این زمینه بایـد بـه آن توجـه نمـود، آن است که پلی مرهای بدون استخلاف فاقد ایزومر فضائی هستند، حال آنکه انواع استخلاف دار آنها تعـداد زیـادی ایزومر فضایی دارد. بر همین مبنا، ایزومرهای (isotactic)، ( syndiotactic ) و

V (atactic) دیده می شود. پلی استیرن که از طریق پلی مریـزه شـدن رادیکـالی بدسـت مـی آیـد، از نـوع

Hاتاکتیک می باشد یعنی گروه های فنیل متصـل بـه اتـم هـای یـک در میـان کـربن، دارای تـوزیعی تصـادفی بـوده می توانند بر روی هر دو طرف زنجیره پلی مری بنشینند. در صورتی که همین پلـیمـر بـا اسـتفاده از روش زیگلـر بدست آید دارای ساختار ایزوتاکتیک خواهد بود (شکل .(۴ در همین زمینه نظم موجود بر روی زنجیـره از نظـر نحوه قرار گرفتن گروه ها، عامل مطلوبی بشمار می اید. در عمل زنجیره دارای تعداد کم یا زیاد شاخه های جانبی

 

است که می تواند بدلیل نوع فرآیند انجام گرفته شده باشد و خواص پلـیمـر را تحـت تـأثیر قـرار مـیدهـد. ایـن تفاوت را در نحوه پلیمریزه شدن پلیاتیلن میتوان مشاهده نمود (شکل .(۵

وجود زنجیره های جانبی و ساختارHاتاکتیک (نامنظم)، ایجاد شبکه بلورین را در پلـی مرهـای ترموپلاسـت مختل نموده، حال آنکه ساختار ایزوتاکتیک و غیر منشعب، به تشکیل شبکه کمک مینمایـد. بـا افـزایش تبلـور، دانسیته، قدرت و استحکام افزایش یافته، هرچند از میزان شفافیت و فرآیند پذیری پلاستیک کاسته خواهـد شـد، طبیعی است با افزایش شدید در شکل گیری این شبکه، مثلا از طریق ایجاد اتصالات عرضی، امکان فرآیند پلیمر فراهم نخواهد شد و پلی مر ترموست بدست می آید که افزایش درجه حرارت برگسستن پیوندها تأثیری نداشته و در نهایت باعث نابودی پلی مر می گردد. خواص پلاسـتیک هـا تحـت تـأثیر طـول و نحـوه توزیـع زنجیـره هـا نیـز میباشد. وزن مولکولی یک پلیمر اثر محسوسی بر خواص آن دارد.

تراکم در پلیمرها

هر ترکیبی با وزن مولکولی پائین می تواند به یکی از سه حالت مایع، جامد و یا گاز بسته به درجه حرارت و فشار محیط وجود داشته باشد. انتقال از یک حالت به حالت دیگر کاملا مشخص بوده و در همین رابطـه اسـت که نقطه ذوب و نقطه جوش تعریف میگردند. در حالت جامد مولکولهای کوچک معمولا به صورت بلورهای منظم در کنار هم قرار دارند حال آنکه مولکول های بزرگ اکثرا دارای ساختار نامنظم و بـی شـکل (amorph)

هستند. یک تفاوت عمده مابین ماکرو ملکول ها و پلی مر ها ان است که پلی مر ها دارای ساختار توأم بی شـکل و بلورین می باشند. در نواحی بی شکل پلی مرها، تغییر حالت کاملا مشـخص نبـوده و در یـک دامنـه ای از درجـه

حرارت رخ میدهد. علت این امر را تحرک زنجیره پلیمری میدانند یعنی که زنجیره دارای آزادی جنبش است و برخی بخش های آن دارای چرخش می باشند هرچند که زنجیره در کل فاقـد چنـین خاصـیتی اسـت. یـک راه اندازهگیری میزان جنبش زنجیره، اندازهگیری درجه حـرارت (Tg) glass transition و نقطـه انجمـاد اسـت

(جدول (۳ در بالاتر از این درجه حرارت زنجیره پلی مری آزادانه حرکـت نمـوده و پلـی مـر حالـت لاسـتیکی و پلاستیکی دارد. در پائین تر از این درجه حرارت، جنبش متوقف شـده و پلـی مـر حالـت شیشـه ای و سـخت پیـدا میکند. اگر یک پلی مر بی شکل (amorph) در بالاتر از Tg حرارت داده شود و سپس در معرض کشش قرار گیرد، آنگاه مولکولها خود را در جهت کشش، هماهنگ (align) مینماید. حال اگر پلیمر تا کمتر از Tg سرد شود در حالیکه همچنـان تحـت کشـش اسـت، مولکـول هـا بـه صـورت جهـت داده شـده (oriented)، تثبیـت میشوند. این جهتدهی تأثیر زیادی را بر پلیمر میگذارد و پلیمر بدین ترتیب آنیزوتروپ (anisotropic) یا چندوجهی می شود. جهت دهـی یـک طرفـه (uniaxial) یـا دو طرفـه (biaxial) کـه اکنـون در صـنعت تهیـه لایه های پلیمری مرسوم است، معمولا باعث بهبود خواص پلیمر میگردد.

اگر یک مولکول پلی مر دارای ساختار منظم بقدر کافی باشد، می توان درجهای از تبلور را در آن مشـاهده نمـود که محدود به پلی مرهایی است که دارای ساختمان خطی و یا کمی شاخهدار مـیباشـند و مثـال هـا در ایـن زمینـه پلی اتیلن، پلی تترافلوئورواتیلن و رزین های استالی هستند. هرچه میزان تبلـور کمتـر باشـد، سـختی پلـی مـر کمتـر خواهد بود.

تفاوت این نوع تبلور با آنچه در قندها و نمک ها دیده می شود آن است که در قندها و امـلاح تبلـور منفرد وجود دارد حال آنکه در پلیمرها، تبلور مضاعف و چندگانه دیده مـیشـود. در تبلـور منفـرد، ذرات بلـور شروع به رشد مینمایند، حال آنکه در نوع چندگانه، خوشهای از بلورهای منفرد در کنار هم قرار گرفتهاند.

خواص فیزیکوشیمیایی پلاستیکها

خواص متعدد پلاستیکها، باعث شده تا از آنها در موارد متعدد اسـتفاده گـردد، گرچـه گـاهی ترکیبـی از خواص جذابیت آنها را جهت استفاده به عنوان پوشش افزایش میدهد.

الف- وزن مخصوص پائین

وزن مخصوص این دسته از مواد بین ۰/۹ تا ۱/۴ گرم بر سانتی متر مکعب است که اگر بـا وزن مخصـوص شیشـه

۲/۶ ^g/_cm3 ، آلومینیوم ۲/۷ ^g/_cm3 ، سلوفان پوشیده شده با پلی مر ۱/۵ ^g/_cm3 و فولاد ۸ ^g/_cm3 مقایسـه شـود، مزیـت

نسبی آن مشخص می گردد. گرچه فولاد و شیشه از نسبت ـــــــــــــــــــــ بالاتری برخوردار هسـتند، امـا بایـد

توجه نمود که در مورد شیشه برای مقابله با شکستگی، ضخامت فراتر از حد مورد نیاز باید درنظر گرفتـه شـود و قابلیت به کشش

وزن در مورد فلزات نیز همین امر برای جلوگیری از خم شدن ورق فلزی مورد ملاحظه قرار مـی گیـرد بنـا بـر ایـن بـا

توجه به وزن مخصوص پائین، اثر آنها بر وزن نهایی محصول چندان نخواهد بود.

ب: مقاومت به شکستگی

در این زمینه کاملا برتر از شیشه بوده و روز به روز جای شیشه را میگیرند.

ج: سهولت در بندی

براحتی می توان با استفاده از فرآیند حرارتی، لبه های یـک پوشـش پلاسـتیکی را بـه یکـدیگر چسـباند. از همین خاصیت است که در موارد دیگری که پوششها قابلیت بهم چسبیدن حرارتـی را ندارنـد (مـثلا در کاغـذ، سلوفان و آلومینیوم) به صورت روکش استفاده میگردد.

د: انعطافپذیری به هنگام ساخت

 

مواد پلاستیکی را براحتی میتوان به صورت انواع لایه ها و ظروف شکل داد.

ه: نفوذناپذیری به اکسیژن و بخار آب

بسیاری از موادغذایی نسبت به اکسیژن و بخار آب حساس هستند. مثال ها در این زمینه به ترتیب روغنهـا و محصولاتی مانند کراکر میباشند. هرچند شیشه، فولاد و ورق آلومینیـومی کـاملا بـه گازهـا و بخـار آب نفـوذ ناپذیرند، اما پلاستیکها با فاصله بسیار اندک پس از آنها قرار مـیگیرنـد. اسـتفاده از چنـدین لایـه پلـیمـری هـم میتواند این خاصیت را به شدت بهبود بخشد.

و: حفاظت در مقابل بو

با جلوگیری از عبور بو خصوصا در ضخامت هـای بـالا و لایـه دار، محصـول را از آلـوده شـدن بـه بوهـای نامطبوع حفظ میکند.

ز: چاپپذیری

گرچه مانند کاغذ نمی باشد، اما با توجه به اینکه تیمارهای اولیه کمتری در مقایسـه بـا کاغـذ نیـاز دارد در نهایت ارزانتر خواهد بود.

ح: پوششدهی بسیار خوب به لایه های فلزی

در این مورد میتوان به ورقهای آلومینیومی بسیار نازک با روکش پلاستیکی اشاره نمود.

ط: عدم تأثیر بر عطر و بو

خصوصا در مواردی که در تماس مستقیم با ماده غذایی هستند دارای اهمیت است. البته در مـواردی مـثلا

استفاده از پلیاولئوفینها (PO)، مواد معطره موجود در عصاره ها مثلا عصاره پرتقال جذب پلیمر میگردد.

ی: مقاومت به پارگی و سوراخ شدن

باعث شده است تا برتری بالایی نسبت به کاغذ، سلوفان و آلومینیـوم داشـته باشـد. ضـمن آنکـه در زمینـه مقاومت به تا خوردنهای متوالی (Flex life) هم دارای ارجحیت نسبت به آلومینیوم هستند.

ک: انعطافپذیری در درجه حرارتهای پائین

برخلاف سلوفان که در دمای کمتر از ۵ درجه سانتیگراد شکننده میشود، به سرما مقاوم است.

ل: امکان کنترل فضای بسته

پلاستیک ها تا حدودی به گازها نفوذ پذیری دارند و همین امـر نقـش مثبتـی را در اسـتفاده از آنهـا جهـت بسته بندی برخی محصولات که دارای تنفس بالایی پس از برداشت هستند، دارد.شکل ۶ نفـوذ پـذیری/ناپـذیری تعدادی از پلی مر ها را نشان می دهد

م: امکان کنترل نور و ظاهر بسته

لایه های پلاستیکی ممکن است کاملا شفاف یا اندکی کدر باشند، اما میتوان با افزودن رنگیزه آنها را بـه صورت مات در آورد. در مواردی که نشان دادن محتوای بسته مطلوب است می توان لایه های شفاف را اسـتفاده نمود و در مواردی که محتوا به نور حساس است، با استفاده از رنگیزه مناسب میتوان مانع از عبور نور شد.

ن: (Tg) Glass transition temperature

یعنی درجه حرارتی که در آن رزین های ترموپلاست از حالت شـکننده بـه حالـت نـرم و لاسـتیکی تغییـر می کنند. پلی مرهایی که دارای Tg پائین هستند در درجه حرارتهای پائین سفت ولـی قابـل انعطـاف مـی باشـند و آنهایی که دارای Tg بالا باشند در درجه حرارت یخچال شـکننده بـوده ولـی مقاومـت بهتـری نسـبت بـه درجـه حرارتهای بالا دارند.

انواع پلاستیکها

ترموپلاست ها

الف: پلیاتیلن

پرمصرف ترین پلاستیک به شمار می اید که تولید آن در سال ۱۹۹۰ بالغ بر ۴۰ میلیون تن بوده است که از این مقدار، ۱۶ میلیون تن از نوع پلی اتیلن سـبک (LDPE)، ۸ میلیـون تـن از نـوع خطـی سـبک (LLDPE) و مابقی پلی اتیلن سنگین (HDPE) بوده اسـت. تولیـد آن از سـال ۱۹۳۶ بـا اسـتفاده از فرآینـد پلـی مریـزه کـردن

واحدهای اتیلنی در فشار بالا آغاز گردید. نوع سبک آن دارای وزن مخصوص ۰/۹۱۵ تا ۰/۹۴ گرم بر سانتی متر مکعب است. تولید HDPE از سال ۱۹۵۳ و در فشار پائین و با روشی کـه زیگلـر ابـداع نمـود یعنـی اسـتفاده از کاتالیزورهای فلزی شروع شد و دانسیته آن ۰/۹۴۵ گرم بر سانتی متر مکعب می باشد ولـی انـواع دیگـری بـا وزن مخصوص بالاتر (۰/۹۶) نیز تولید شده است. با افزودن مقادیر کمی پـروپن، -۱ بـوتن، -۱ هگـزن و یـا -۱ اکـتن

(شکل (۴ به اتیلن می توان شاخه های جانبی کوتاهی بر روی زنجیره اصـلی پلـیمـر ایجـاد نمـود. در ایـن حالـت پلی مر خطی (linear) گفته میشود زیرا فاقد شاخه های طویل جانبی است. با این وضعیت و در پلیاتـیلن بسـیار سبک (VLDPE) وزن مخصوص به ۰/۹ گرم بر سانتیمتر مکعب کاهش مییابد. گاهی به پلیاتیلن، پلیمتـیلن نیز اطلاق می گردد که نام پیشنهادی IUPAC است و شامل پلیاتیلنهایی است که به کمک دیازومتانها تولید شده اند. در این پلی مر شاخه جانبی وجود نداشته و بالاترین دانسیته را در میان انواع پلیاتیلنهـا داراسـت (۰/۹۸)

پلی اتیلن، ترموپلاستی مومی شکل است که در دمای ۸۰ تا ۱۳۰ درجه سانتیگراد نـرم شـده و از ثبـات شـیمیایی خوبی برخوردار می باشد. خواص مکانیکی آن بستگی به وزن مولکولی و تعداد شاخه های جانبی دارد و میتوان براحتی و توسط حرارت ، درزبندی نمود. از استحکام مناسبی برخوردار بوده و الاستیسیته خـوبی دارد. همچنـین مقاومت خوبی نسبت به سرما داشته و مانع خوبی در برابر بخار آب است، امـا نـوع سـبک آن مـانع خـوبی بـرای

گازها، عطر و بو و چربیها نیست. با افزایش دانسیته تمام خواص ممانعتی (barrier properties) همراه با سفتی و

استحکام آن افزایش می یابد که در واقع بدلیل تبلور بیشـتر مـی باشـد. نفوذپـذیری HDPE بـه گازهـا حـدود ^۱/_۵

پلی اتیلن سبک است. همزمان مقاومت به ضربه، مقاومت به شکنندگی، مقاومت در برابر سرما و بالاخره شفافیت آن کاهش خواهد یافت.

از آنجا که پلی اتیلن یکپلی مر هیدروکربنی متبلور است بنابراین در درجه حرارت اتاق هیچ نوع حلالـی قـادر بـه

حل نمودن آن نمی باشد. فرآیند پلی اتیلن معمولا در درجه حـرارت هـای ۱۵۰ تـا ۲۱۰ درجـه سـانتیگـراد انجـام می شود ولی در مواردی مانند انجام روکش بر روی کاغذ، درجه حرارت به ۳۰۰ درجه سانتی گراد نیز می رسـد.

پلی اتیلن در این درجه حرارتها و در اتمسفر خنثی، کاملا با ثبات میباشد. در ایـن شـرایط ضـروری اسـت کـه غلظت اکسیژن در حداقل مقدار ممکن باشد. ثبات شیمیایی این پلیمر قابل مقایسه با پارافین است و تحـت تـأثیر اسیدها و قلیاهای معدنی قرار نمیگیرد. اسید نیتریک آن را اکسید نموده و هالوژنها با ایجاد استخلاف بر آن اثر

می گذارند. با کلرینه نمودن آن در حضور دیاکسید سولفور، گروه های کلر و سولفونیل کلراید به درون پلیمـر راه یافته، الاستومر تشکیل میگردد. اکسید شدن آن که میتواند منجر به بروز تغییراتی در ساختار آن گـردد، در

درجه حرارت حدود ۵۰^° C نیز دیده شده ضمن آنکه این واکنش هـا تحـت تـأثیر نـور مـاوراء بـنفش در درجـه حرارت اتاق نیز ممکن است اتفاق بیفتد.

به منظور تثبیت بهتر جوهر چاپ بر روی سطح پلیاتیلن، اکسید شدن سطح ضروری است. این عمل یـا از طریق شعله و یا تیمار هالهای ( corna treatment یا (coronation انجام میشود. در حین این عمل و تحت تأثیر فرآیند اکسید شدن، بوی نامطبوعی تولید می گردد که عمدتا بـدلیل وجـود کتـون هـا و آلدئیـدها اسـت. از پلی اتیلن سبک معمولا به صورت لایه هایی با ضخامت ۱۵ تا ۲۵۰ میکرومتر استفاده مـیشـود. از کاربردهـای آن می توان تشکیل لایهایی در میان لایه های دیگر (lamination)، تهیه کیسه های مخصوص خریـد و کیسـه زبالـه اشاره کرد. پوشش جعبه های مقوایی و کاغذ با آن نه تنها مقوا و کاغذ را نسبت به رطوبت نفوذناپـذیر مـینمایـد بلکه امکان چسباندن لبه های آن با حرارت را نیز میسر مینماید. از پلیاتیلن سبک میتوان ظروف نیز تهیه نمـود.

مهمترین کاربرد پلی اتیلن سنگین، تولید ظروف به روش تزریقی است و به عنـوان مثـال مـی تـوان بـه جعبـه هـای نوشابه اشاره نمود گرچه از آن برای تهیه لایه نیز استفاده میگردد.

این نوع پلـی اتـیلن در مقایسـه بـا نـوع سـبک خود، مقاومت بهتری نسبت به چربی و عطر و بو دارد و بنابراین برای بستهبندی گوشـت مناسـب مـی باشـد. تهیـه کوپلی مرهای آن همراه با وینیل استات (VA)، اکریلیک اسید (AA) و متااکریلیک اسید (MAA) (شکل (۷،

قابلیت چسبندگی توسط حرارت و مقاومت لایه های بهم چسبیده نسبت به جدا شدن را افـزایش مـیدهـد ضـمن آنکه پلی مر حاصله از شفافیت و مقاومت به سرمای بهتری برخوردار خواهد شـد. اتـیلن وینیـل اسـتات (EVA)

اگر به صورت فیلمهای قابل جمع شدن (shrink films) درآید جهت بسهبندی گوشـت بسـیار مناسـب اسـت زیرا نفوذپذیری خوبی نسبت به گاز دارد و باعث تخریب میوگلوبین و اکسی میوگلـوبین و تبـدیل آنهـا بـه مـت میوگلوبین نخواهد شد.

EVA از آنجا که دارای هر دو خاصیت قطبی و غیرقطبی به صورت همزمان است، مـیتوانـد در مـواردی کـه یک رزین قطبی مانند پلی امید با یک رزین غیر قطبی مانند پلیاتیلن توسط extruder به صورت فیلم چند لایه در می آیند، به عنوان لایه میانی عمل نموده و دو لایه را به هم متصل نماید. پلیاتیلن اگـر دارای ۵ تـا ۱۵ درصـد

AA و MAA باشد چسبندگی بسیار خوبی به ورق های بسـیار نـازک آلومینیـومی پیـدا خواهـد نمـود و دارای شفافیت و استحکام بهتری در مقایسه با پلی اتیلن سبک است. از دیگر کوپلیمرهای اتیلن، میتوان به اتیلن وینیل الکل (EVOH) اشاره نمود. در ابتدا از طریق سنتز EVA که در آن مقادیر زیادی VA مصرف میشود، تولید می گردد، سپس EVA حاصله با متانول و کاتالیزور مناسب ترکیب شده تا EVOH بدست آید. میزان اتیلن در آن بین ۳۰ تا ۴۵ درصد متغیر است و خواص ممانعتی آن منحصر به فرد می باشد و با توجه به اینکه نفوذناپـذیری بالایی نسبت به اکسیژن دارد، از آن در تهیه فیلم های چند لایه استفاده میگردد. این پلیمر در رطوبتهای تا ۶۰

درصد نفوذناپذیری خوبی نسبت به اکسیژن دارد ولی پس از آن این خاصیت به شدت کاهش می یابد. همچنـین با افزایش میزان اتیلن در پلیمر، نفوذناپذیری کم میگردد (شکل.(۸

 

EVOH علیرغم تمام مزایا، گران قیمت می باشد و بنابراین صرفا در مواردی کـه نیـاز بـه لایـه هـایی بـا نفوذناپذیری بسیار بالا باشد از آن بهره گرفته میشود.

در رطوبت های نسبی متفاوت از دیگر کوپلی مرهای PE، یونومرهـا (Ionomers) را مـی تـوان نام برد.این دسته از مواد که پلی مرهـایی بـا گروه هـای کربوکسـیل یـونیزه شـده هسـتند (مـثلادر (EMAA، در صورتیکه با ترکیباتی از منیزیوم، روی، کلسیم و یا سدیم (مثلا استات منیزیم) ترکیب شوند، اتم هیدروژن عامل کربوکسیل با عنصر فلزی جایگزین میگردد (شکل.(۹

بـه این ترتیـب پل یمـری بدست مـی آید کـه از سفتی خـوبی برخ وردار بـوده، در درجه حـرارت های بالا انعطاف پذیری خوبی دارد و خاصیت چسبندگی پلی مر را تحت تاثیر حرارت به شدت بهبود میبخشد و به همین دلیل در تشکیل لایه ها از آن به عنوان چسب استفاده میگردد و به مرور زمان ضمن حفـظ لایـه هـا کنـار هـم، از پوسته پوسته شدن آنها جلوگیری می نماید. یونومر اگر بـه صـورت لایـه تولیـد شـود (بـا نـام تجـاری (surlyn،

نفوذپذیری بالایی به رطوبت دارد (تبلور کم) هرچند که مقاومت آن نسبت بـه روغـن هـا و چربیهـا بسـیار عـالی است. حداکثر مقدار روی مصرفی ۳/۵ درصـد اسـت و در صـورتیکه همـراه بـا اتـیلن، پـروپیلن و بـوتیلن باشـد، میتوان از آن مستقیما در تماس با موادغذایی استفاده کرد.

ب: پلیپروپیلن (PP)

با تولید ۲۱ میلیون تن از آن در سال ۱۹۸۶، سومین پلاستیک تولیـدی در جهـان پـس ازپلـی اتـیلن و پلـی وینیل کلراید بوده است پلی پروپیلن از یک زنجیره خطی هیدروکربوری ساخته شده و بنابراین خواص آن کاملا

شبیه به پلیاتیلن است

معمولا فرم ایزوتاکتیک آن تولید می گردد (شکل (۱۰ که خواص جالبی را نیـز بـدنبال دارد. در صـورتی

که PP به صورت هموپلیمر باشد از سبکترین پلیمرها خواهد بود و وزن مخصوص آن بین ۰/۹ تا ۰/۹۱ گـرم

بر سانتی متر مکعب می باشد. نقطه ذوب نوع خالص آن ۱۷۶ درجه سانتیگـراد ولـی محصـول تجـارتی در دامنـه

۱۶۰ تا ۱۷۰ درجه سانتی گراد ذوب می شود که از درجه حرارت حدود ۱۴۰ درجه سانتی گراد آغـاز مـی شـود و

بسیار بالاتر از نقطه ذوب پلیاتیلن میباشد. ثبات شیمیایی آن شبیه به پلیاتیلن سنگین بوده و در درجه حرارتهای

بالا در هیدروکربورهای کلرینه حل می شود. به دلیل وجود اتم های کربن نوع سوم (CH3) بی اثر بودن شیمیایی آن کمتر از سایر پلیمرها بوده و در این زمینه حساسترین پلیمر نسبت به اکسید شدن میباشد و بنابراین افزودن

آنتی اکسیدان به آن ضروری است. این پلی مر مقاومت خوبی به بخار آب و چربی دارد ولی از آنجا که لایه های آن مقاومت خوبی به سرما ندارند، از آنها کمتر جهت بسته بندی موادغذایی که باید در یخچال نگهداری شـوند استفاده می گردد.

در اینگونه موارد آنها را همراه با لایه های اتیلن تولید می نمایند تـا ضـمن افـزایش مقاومـت بـه سرما، مقاومت لایه خصوصا در محل لبه های بهم چسبیده توسط حرارت افزایش یابد. پلیپـروپلین مـاده مناسـبی بطری میشوند استفاده نمود. پلیپروپیلن را میتوان از دو جهت کشید (biaxially orientation) که در این حالت خواص آن بهبود می یابد.

البته این عمل با اشکالی هم روبرو است و آن عدم اتصال مناسب لبـه هـای فـیلم جهت داده شده توسط حرارت می باشد که برای رفع آن، فـیلم جهـت داده شـده بـا یـک لایـه مناسـب روکـش می شود. با استفاده از لایه PP در وسط و دو لایه مقاوم به حرارت در دو طرف و سپس کشیدن آنها میتـوان بـه لایه ای که خاصیت چسبندگی حرارتی خوبی دارد حتی در ضخامت ۱ میکرومتر دسـت یافـت.

در صـورتی کـه هدف استفاده از PP در غذاهای حساس باشد، می توان آن را با پلـی وینیلیـدن کلرایـد و یـا پلـی وینیـل اسـتات، EVA ، LDPE و … پوشش داد. پلیمرهای ترکیبی اخیر توانستهاند در سالهای اخیر به خوبی جای سلوفان را در بازار پر کنند. یکی از خواص بسیار جالب این پلیمر آن است که صفحات نـازک آن مقاومـت خـوبی بـه تـا شدنهای مکرر دارد و بنابراین میتوان از آن دربهایی ساخت که حالت مفصلی و لولایی دارند. (شکل .(۱۲

ح: پلیاستیرن (PS)

از پلی مریزه کردن واحدهای استیرن بدسـت مـی آیـد (شـکل۱۳ الـف و ب) و زنجیـره پلـی مـری بـا وزن مولکولی بین ۴۰۰۰ تا ۲۲۰۰۰۰ بدست می آید و می توان آن را در درجه حرارت ۱۵۰ تا ۳۰۰ درجه سـانتی گـراد فرآیند و شکل دهی نمود. محصولات حاصل از آن سخت، شفاف و بـراق بـوده و بـه بسـیاری از مـواد شـیمیایی مقاوم می باشند.

مشکل عمده این پلی مر، شکننده بودن آن است. از آنجـا کـه نفوذپـذیری آن بـه گـاز و بخارهـا بسیار زیاد است، از آن عمدتا برای بستهبندی محصولاتی که عمر نگهداری کوتاهی آن هم در یخچال داشـته، و چربی ناچیزی دارند، استفاده می شود. در این زمینه می توان به محصولاتی مانند ماست، بستنی، پنیر، خامه و قارچ اشاره نمود. پلیاستیرن مقدار ناچیزی از رطوبت را جذب مینماید اما تحمل آب جوش را ندارد و نرم میگردد.

همچنین می توان از آن برای جداسازی میوه های تازه، تخم مرغ و برخی انواع شیرینی ها استفاده کـرد. در سالهای اخیر، این پلی مر به دلیل قیمت بالاتر از PP جای خود را در مواردی به PP داده اسـت. نقطـه ذوب ایـن پلی مر حدود ۸۸ درجه سانتی گراد است.

از آنجا که دارای شفافیت خوبی است از آن میتوان به عنوان پنجره در جعبه ها (مثلا محصولات (Pasta استفاده کرد (شکل .(۱۴

لایه های PS ، نفوذناپذیری ناچیزی به رطوبت و گازها دارند. کوپلیمریزه کردن آن با بوتادیان، مقاومت آن را به ضربه افزایش میدهد و تولید محصولی را مینماید که اصطلاحا پلیاستیرن مقاوم به ضربه ( High Impact (Poly Styrene, HIPS میگویند. پلیاستیرن در هیدروکربورهای هالوژنه، اترهـا، اسـترها و کتـون هـا حـل می شود ولی نسبت به محلول نمکها، بازها و محلولهای رقیق اسیدی مقاومت از خود نشان میدهد.

در حضـور اکسیژن و تحت تاثیر نور UV، به رنگ زرد در آمده و شکننده می گردد. امـروزه از آن بـه شـکل گسـترده ایـی برای تهیه لیوان های شرب مایعات و ظروف یکبار مصرف استفاده میگـردد. یکـی دیگـر از کـوپلیمرهـای آن، استیرن- اکریلونیتریل (SAN) است که خواص بهتری در رابطه با مقاومت بـه روغـن هـا و چربیهـا و عطـر و بـو نسبت به PS دارد. یکی از کوپلی مرهای آن که توجه زیـادی را بـه خـود جلـب نمـود ترکیـب اکریلونیتریـل بوتادی ان استیرن (ABS) است که نسبت به بسیاری از مواد شیمیایی مقاوم بوده، مقاومت بسیار خوبی نسـبت به سرما دارد و بالاخره با افزودن حدود ۶ درصد هیدروکربورهای با وزن مولکـولی کـم، بـرای مثـال پنتـان و یـا هگزان می توان آن را به صورت کف مانند در آورد.

این ساختار کف آلود ولی محکم کـه بـه آن »پلـی اسـتیرن گسـترش یافتـه(extended polystyrene, EPS) « گفتـه مـیشـود دارای دانسـیته پـائینی بـوده و از آن در بستهبندی تخم مرغ (شکل (۱۵ و ظروف مخصوص گوشت قرمز و یا سفید استفاده میگردد.

EPS نفوذناپذیری بسیار ناچیزی به گازها دارد و در صورتی که بسته نیاز بـه محافظـت در مقابـل گازهـا داشـته باشد، استفاده از یک لایه مناسب ضروری است.

د: پلیوینیل کلراید

(PVC)

توانایی وینیل کلراید در تشکیل یک پلی مر از حدود ۱۵۰ سال قبل شناخته شد. پلـی مریـزه کـردن وینیـل

کلراید (شکل (۱۶ در درجه حرارت های ۴۰-۸۰^° C انجام گرفته و منومرهای وینیـل کلرایـد کـه ماننـد اتـیلن و

آن با پلی اتیلن برابری می نمود، اما از این سال به بعد، به دلیل اثرات سوء آن بر سلامتی افـراد کـاهش محسوسـی در تولید آن ایجاد شده زیرا میزان مجاز منومر وینیل کلراید باقیمانده در پلی مر که عامل خطرناک به حساب می آید به کمتر از ۱ پی پی ام در حال حاضر رسیده است و کاهش بیشتر تولید این پلیمر در دستور کار قـرار دارد و اکنون پلیپروپیلن جایگزین شده است.

PVC نسبت به ترکیبات غیرقطبی و شدیدا قطبی مقاوم است، اما در ترکیباتی که دارای قطبیـت متوسـط هسـتند مانند سایکلوهگزان، دی متیل فرمالدئید، استون و … متورم شده و سپس حل می شود کـه مـی توانـد ناشـی از تـا حدودی قطبی بودن این پلی مر باشد. از آنجا که حالت شکننده دارد، از نـرم کننـده هـا (plastieizers) در آن استفاده می گردد. این مواد هنگامی که با پلیمر مخلوط شوند به خوبی بین زنجیره ها قرار میگیرند و فاصـله بـین آنها را افزایش می دهند. بدین ترتیب نیروی بین مولکولی کاهش یافته و مولکولها براحتی روی هم می لغزنـد. از معایب این پلی مر می توان به وزن مخصوص بالا اشاره نمود (بـدلیل وجـود یـون کلـر در ترکیـب) و بنـابراین در مقایسه با PE و PP، وزن بیشتری از پلی مر به ازای سطح برابر مصرف میگـردد. همچنـین بـه مـرور زمـان، نـرم کننده ها تبخیر شده و بنابراین شکنندگی افزایش مییابد. در اثر سوختن، تولید اسید کلریدریک نموده و امکـان انتقال و مهاجرت منومرهای آن همراه با نرم کننده ها به داخل موادغـذایی وجـود دارد. مزیـت نسـبی آن، قیمـت ارزان آن میباشد.

ه: پلیوینیلیدن کلراید

(PVDC)

از پلی مریزه نمودن وینیلیدن کلراید (شکل (۱۷ همراه با منومرهای وینیل کلرایـد بدسـت مـی آیـد. دارای صورت لایه های نازک و آن هم در لایهگذاری (lamination) استفاده میگردد و به عنـوان روکـش بـر روی کاغذ سلوفان و OPP کـاربرد فـراوان دارد و در ضـخامت هـای ۲۵ تـا ۷۵ میکرومتـر اسـتفاده مـی شـود. سـاران (saran) یکی از محصولات تجاری و مشهور این پلی مر اسـت کـه از کـوپلی مریـزه کـردن PVDC و PVC بدست می آید و کاملا شفاف، نرم و قوی و با خواص ممانعتی بسیار خوب است و خاصیت cling (خود چسبی لبه ها بدون استفاده از حرارت) را به خوبی داراست.

و: پلیاسترها

از پلی مرهایی است که به روش کندانس تولید میگردد. از معروفترین انواع این دسته میتوان به پلیاتیلن تری فتالات (PET) و پلی بوتیلن تری فتالات (PBT) اشاره نمود. تولید آن در سال ۱۹۹۷ به جز آنچه در مـورد الیاف بکار رفته، حدود ۴ میلیون تن بوده است. از ترکیبات متعددی همچون تریفتالیک اسید، ایزوفتالیک اسید، ادیپیک اسید، سباسیک اسید، اتیلن گلیکول، بوتان دیGال، تری فتالیـک اسـید متیـل اسـتر و … جهـت سـاخت ظروف و لایه های در تماس با موادغذایی میتوان استفاده نمود. پلیاسترها ترکیبـاتی خطـی و اشـباع هسـتند کـه معمولا از طریق پیوند بین اتیلن گلیکول و دی متیل تری فتالات (DMT) و یا تری فتالیک اسید (TPA) (شکل (۱۸ بدست می آیند.

این ترموپلاست حتی در درجه حرارتهای پائین نسـبت بـه ضـربه مقـاوم بـوده و سـطح آن نسبت به فرسایش کاملا مقاوم است. خواص ممانعتی خوبی را نسبت به گازها، عطر و طعم و چربـی دارد و تنهـا نقطه ضعف آن، عبور بخار آب هرچند به مقدار بسیار ناچیز می باشد. پلی استر را همانند پروپیلن مـی تـوان از دو جهت کشید (biaxially orientation) که در این حالت شفافیت و استحکام آن زیادتر خواهد شـد ( شـکل .(۱۹

لایه هایی با ضخامت ۱۲ میکرومتر که بوسیله جهت دادن (orientation) بدست آمدهاند به وفور در میان سـایر لایه ها جهت افزایش خواص ممانعتی بکار می رود. در صورتیکه ظـروف مقـوایی بـا لایـه ای از PET یـا PBT

پوشش داده شود می توان از آن حتی در فرهای معمولی با درجه حرارت ۲۲۰ درجه سانتیگراد نیز استفاده نمود.

بیشترین کاربرد این پلیمر در صنایع بستهبندی موادغذایی اکنون ساخت بطریهای نوشابه میباشد.

ز: پلی امیدها

(PA)

واژه ایی است که برای آن دسته از رزین ها که از طریق پلیمریزه کردن کندانسی یک اسید آلـی بـا یـک آمین تهیه می شوند، بکار می رود و با نام تجاری نـایلون (nylon) از شـهرت بسـیاری برخـوردار هسـتند. تعـداد اتم های کربن موجود در منومرهای آن، بصورت یک کد برای تشخیص پلی آمیدها از یکدیگر بکار می رود. در صورتی که تهیه نایلون صرفا از طریق پلیمریزه نمودن کاپرولاکتام انجام شود، نایلون تولیـدی از نـوع ۶ خواهـد نایلون۶و۶ به پلی آمیدی اطلاق می گردد که از ترکیب آدیپیک اسید و هگزامتیلن دی آمین که هـر یـک دارای ۶ اتم کربن هستند بوجود آمده است.(شکل .(۲۱

این پلی مر از آنجا که در ساختار خود دارای گروه CONH است، بنابراین در بین ملکولهای بزرگ آن که در کنار هم قرار دارند، پیوندهای هیدروژنه تشکیل میگردد و در نتیجه PA پلیمری سخت، مقاوم به حرارت و تـا حدودی متبلور است. قابلیت جذب آب آن نسبتا خوب است و به دنبال این عمل پلیمر تا حـدودی نـرم خواهـد شد. هرچند خواص ممانعتی خوبی در مقابل گازها و عطر و بو دارد، اما نفوذناپـذیری آن در مقابـل آب و بخـار آن چندان زیاد نمی باشد. این پلی مر را نیز میتوان به صورت »جهـت داده شـده« تهیـه نمـود کـه باعـث افـزایش خواص مکانیکی و نفوذناپذیری خواهد شد. بدلیل نفوذپذیری نسبتا خوب بـه رطوبـت و بخـار آب، از آن بـرای پوشش خمیر فرآورده های گوشتی (farsh) و تهیه فراورده هایی چون سوسیس میتوان استفاده نمـود. بیشـترین کاربرد را در صنایع بسته بندی موادغذایی در فیلم های چند لایه دارد. همچنین در فراورده هـایی کـه بایـد تحـت خلاء یا گاز خنثی نگهداری شوند، مانند قهوه و شیر خشک، میتوان از این پلیمر همراه با لایه PE (به صـورت کوپلی مر) استفاده نمود. در بسته هایی که تحت عنوان «bag-in-a-box» بـه بـازار عرضـه مـیشـوند (مـثلا آب میوه ها) کیسه داخلی از جنس پلی امید همراه با لایه های دیگر است.

ح: ت (PC)

از پلی مرهای گران قیمت است که از ترکیب فسژن (phosgene) و بیسفنل (bisphenol) (شـکل (۲۲

بدست می آید و از استحکام و مقاومت بسیار بالایی برخوردار است. درجه حرارت تا ۱۳۵ درجه سانتی گـراد را به خوبی تحمل می نماید. پلی کربنات از پلیمرهای بیشکل (amorph) است و بنابراین نیازی بـه »جهـتدهـی« ندارد. در مقایسه با سایر پلیمرها نفوذپذیری آن به گازها و رطوبت بالا میباشد و بنابراین باید با سایر پلیمرها به صورت چند لایه کنار هم، استفاده شود. نسبت به موادغذایی، کاملا بیاثر است و ظـروف سـاخته شـده از آن را میتوان حتی استریل نمود.

ط: سایر ترموپلاستها:

این دسته شامل پلی متیل متـا اکریـل (PMMA)، پلـی اکسـید متـیلن (POM)، پلـی سـولفون (PSU)،

پلی اترسولفون (PES)، پلی تترافلورواتیلن (PTFE) هستند که اکثرا از قیمت بالایی برخوردار بوده و در مقایسه با سایر پلیمرها کاربرد کمتری در صنایع بستهبندی موادغذایی دارند.

ترموستها

از این دسته رزین های فنلی((PF، رزین های اوره-فرماکوئید (UF)، رزین های ملامین-فرمالدئید((MF،

رزین های اپوکسی (EP) را میتوان نام برد که در میان آنها PF و EP جهت پوشش سطوح داخلی قـوطی هـای فلزی کاربرد دارند.

پلیمرهای طبیعی

الف: سلوفان

اولین لایه پلی مری طبیعی است که جهت پوشش موادغذایی بکار گرفتـه شـد و همانگونـه کـه از نـام آن پیداست از سلولز تهیه می شود. مواد اولیه این پلی مر که عمد۲تا چوب اسـت بـا اسـتفاده از هیدروکسـید سـدیم و دیسولفید کربن، تبدیل به سدیم ـ سلولز ـ زانتوژنات((sodium-cellulose-xanthogenate میشـود کـه به آن ویسکوز نیز میگویند زیرا که دارای ویسکوزیته بالایی است. ویسکوز سپس با فشار بالا از یک نازل عبور نموده وارد حمام اسید سولفوریک می گردد، و در آنجا به صورت توده و لخته در می آید. بـرای آنکـه لبـه هـای لایه حاصل از این لخته را بتوان با حرارت به هم چسباند، بر روی آن روکش قرار می گیـرد. امـروزه سـلوفان بـر حسب نوع فرآیند انجام گرفته بر روی آن به چند دسته تقسیم میشـود کـه هریـک دارای علامـت خـاص خـود هستند: بدون روکـش (P)، دارای روکـش نیتـرو((M، دارای روکـش بـا (X) PVDC، قابـل چسـبیدن توسـط حرارت (S)، قابل تازدن و پیچیدن (F) و بالاخره نفوذپذیر به بخار آب .(D) ظاهر شفاف، درخشان و مقـاوم بـه پارگی آن جذابیت خاصی دارد، هرچند که نفوذپذیری زیاد آن به رطوبت و بخار آب یک مشکل عمده اسـت.

در محصولات نانوایی، نوع P آن استفاده می گردد. زیرا نفوذپذیری خوبی به رطوبت داشته مانع کنـدانس شـدن رطوبت بر روی محصولات و در نتیجه کپک زدن آنها می گردد. نوع X تقریبا غیرقابل نفوذ است و از آن بـرای بسته بندی ادویه جات، روغن ها، آجیل ها و … استفاده میگردد. امروزه این لایه تا حد وسیعی و به دلایل عمـدتا

اقتصادی جای خود را به سایر پلیمرها داده است.

ب: پلیمرهای بیعی قابل تجزیه

از جمله این پلی مرها، به نشاسته می توان اشاره کرد. خواص متفاوت نشاسته تحـت تـأثیر نسـبت آمیلـوز و آمیلوپکتین آن است. پلی مر نشاسته را می توان همراه با پلی مرهای سـنتزی از قبیـل PE مـورد اسـتفاده قـرار داد.

نشاسته را میتوان نوعی ترموپلاست در نظر گرفت که آب موجود در آن همچون یک نرم کننده عمل مینماید.

 

ژلاتین و سایر پروتئین ها را نیز از همین دسته میتوان به شمار آورد. ترکیب دیگری نیز به نـام پلـیکـاپرولاکتون

(PCL) وجود دارد که از دسته مواد سنتزی است که از محصولات پتروشیمی جـدا مـی گـردد امـا بـه صـورت طبیعی قابل تجزیه است. به هرحال باید توجه داشت که گرچه این پلی مرها در طبیعت تجزیه میشوند امـا همـین خاصیت باعث میشود تا نسبت به موادغذایی، بیاثر نباشند. در این زمینه میتوان با انجام تیمارهای سطحی، عدم واکنش با موادغذایی را بهبود بخشید ار چند امکان تجزیه شدن آنها به شدت کاهش خواهد یافت.

ج: پلیمرهای طبیعی حاصل از میکروارگانیزمها

میکروارگانیزمهای پروکاریوتیک با استفاده از منابع کربن تولید پلی هیدروکسی الکانیت میکنند که یک ماده ذخیره ای برای سلول میکروبی بوده و میتواند تا ۹۰ درصد وزن سلول خشک را شامل شود. مهمترین مـاده از این گروه پلی هیدروکسی بوتیریک اسید (PHB)که توسط باکتری های جنس الکالیژن و سودوموناس تولیـد می گردد. کوپلی مر PHB ، پلی هیدروکسی والرات (PHV) است که در تجارت تحت نـام «biopol» عرضـه می شوند و می توان توسط اکسترودر آن را شکل داد. جدول ۴ خصوصیات تعدادی از فیلمهای پلیمـری را نشـان میدهد.

ضخامت در لایه های پلیمری

بیش از نیمی از پلاستیکهای ترموپلاست تولید شده در جهان به صورت لایه های نازک ۴۵) درصد) و یا صفحات ۵) درصد) در می اید. هرگاه ضخامت پلیمر از ۱۵ میل (mil) که برابر با ۰/۰۱۵ اینچ است کمتر باشد، پلی مر را لایه یا فیلم و اگر ضخامت فراتر از ۱۵ میل باشـد، آن را صـفحه (sheet) مـینامنـد. معمـولا ضـخامت صفحات را بر حسب میل بیان کرده حال آنکه ضخامت لایه (film) بر حسـب gauge اعـلام مـیگـردد. یـک gauge برابر با ۰/۰۰۰۰۱ اینچ است و بنابراین هر (ga) gauge 100 برابر با ۱ میل و یا ۰/۰۰۱ اینچ خواهد بـود.

در سیستم متریک صفحات بر حسب میلیمتر و لایه ها بر حسب میکرون تعیین ضخامت میگـردد. در ایـن حالـت هر یک میل برابر با ۲۵ میکرون خواهد بود. ۱) میکرون برابر با ۱۰^-۶ متر است).

 

شکلدهی پلیمرها

پلی مرها را اصولا به دو صورت لایه (یا صفحه) و ظروف میتوان شکلدهـی نمـود. بـرای تولیـد لایـه یـا صفحه از اکسترودر استفاده می شود. این وسیله شامل یک میله حلزونـی شـکل اسـت کـه در درون یـک بخـش استوانه ای شکل حرکت دورانی دارد و با مخلوط نمودن و فشار باعث ذوب شدن پلیمر میگردد. پلیمر مـذاب سپس با فشار از قالب (die) خارج می گردد (شکل (۲۳ که می توان آن را به همان شکل استفاده نمود یا آنکه از یک یا دو جهت تحت کشش (orientation) قرار داد. کشش ممکن است در حـد ۲X تـا ۸۰X باشـد. قالـب اکسترودر می تواند بصورت حلقوی یا مسطح باشد. در قالب های مسطح یا تیغـه ایـی برحسـب عـرض مـورد نیـاز پلی مر مذاب به صورت لایه در می آید و همزمان می توان عمل coronation را هم بر روی پلی مر انجام داد تا آماده چاپ شود. از قالب های حلقوی بیشتر برای مواقعی که لایه های پلیمری با عرض زیاد لازم هستند اسـتفاده می گردد. در این حالت قالب، استوانه ایی از پلی مر مذاب را به کمـک اکسـترودر و جریـان هـوا بـه شـکل یـک حباب بزرگ تولید می کند. این حباب از طول توسط فشار هوا و از طرفین توسـط غلطـک هـای کنـاری کشـیده می شود تا بدین ترتیب از ضخامت آن کاسته شود (شکل .(۲۴ در این حالت می توان بـه»جهـت دهـی« معـادل بـا

۸۰X دست پیدا نمود. این روش برای تهیه کیسه نیز بسیار مناسب است. به هر روی از آنجا کـه بـه احتمـال زیـاد ضخامت در همه قسمتها یکسان نیست، بنابراین کل این سیستم به صورت منظم بدور خود گردش مینمایـد تـا

بدین ترتیب هر نوع تفاوت ضخامت به صورت یکسان بر روی غلطک جمعکننده، ظاهر شود. سطح لایه های

تولید شده را می توان به طرق مختلف تیمار نمود. از جمله این روشـها، اکسـید کـردن سـطح اسـت که یا با استفاده از جرقه الکتریکی و یا شعله انجام می شود. متالیزه کردن سطح در خلا نیز از دیگـر روشهای معمول است که میتواند خواص ممانعتی را بهبود محسوسی بخشد.

 

شکل های۲۳ (راست) و ۲۴ (چپ) – اکسترودرهای دارای قالب مسطح و قالب حلقوی معمولا در یک محفظه که خلا در آن ایجاد شده، لایه را در مجاور بخار آلومینیوم قرار می دهند بطوری که لایه

نازکی از آن بر روی سطح لایه پلی مری خواهد نشست.

 

(شکل (۲۵ این نوع لایه ها (Metallized)

صرف از نظر درخشندگی و سطح براق، از عبور نور نیز جلوگیری می نمایند. لایه های ضخیم یا صفحات را به کمک حـرارت می توان به شکل دلخواه در آورد. در این حالت ابتدا صفحات گرم شده و سپس با فشار به درون یک قالب سـرد رانده می گردد. جهت اعمال فشار می توان از فشار هوا، نیروی خـلاء (فشـار معکـوس) و یـا سـمبه اسـتفاده کـرد

همانگونه که ذکر شد، پلی مرها (که عمدتا به صورت گرانـول یـا پـودر هسـتند) را مـی تـوان بـه صـورت ظروف نیز درآورد. در این زمینه از دو روش قالب گیری تزریقی و یا قالب گیـری بـه کمـک فشـار هـوا اسـتفاده می گردد. در روش اول (شکل (۲۸ اکسترودر، پلی مر مذاب را به درون یک قالب سرد که دقیقا به شـکل ظـرف مورد نظر است تزریق می نماید. در روش دوم که بسیار شبیه به تهیـه ظـروف شیشـه ای دهانـه تنـگ اسـت، ابتـدا توسط روش تزریقی یک شکل اولیه (شکل (۲۹ از ظرف موردنظر (Parison) تولید می شـود و سـپس پـس از گرم شدن به درون یک قالب فرستاده میگردد و در آنجا با فشار هوا شکل نهایی را به خود میگیرد. (شکل (۳۰

با این عمل نوعی Orientation نیز صورت میگیرد. آزمایشات نشان داده است کـه جـذب مـواد معطـره و یـا حتی رنگ در قسمت های استوانه ای بطریهای نوشابه که بیشتر تحت کشش بـوده انـد بـه مراتـب کمتـر از بخـش تحتانی آن است.

 

 

جهت بهبود خواص استفاده می شود. معمولا لایه ها توسط پلی مرهایی که خاصیت چسبندگی خـوبی دارنـد و یـا چسب هایی چون EVA و یونومرها به یکدیگر متصل میگردند. در اغلب اوقات از ورقه های نازک آلومینیومی

(foil) نیز جهت بهبود خواص استفاده می شود. در تهیه ورقه های پلی مری متشکل از چند لایه، از چنـد دسـتگاه

اکسترودرها را می توان به نوعی تنظیم نمود که ورقه نهایی به صورت متقارن و یا غیـر متقـارن باشـد (شـکل (۳۲

همین روش را میتوان برای روکش کردن مثلا ورقه های کاغذی یا مقوایی نیز اعمال نمود(.(coating