در دنیای امروز، محصولات پلاستیکی به بخشی جدایی‌ناپذیر از زندگی ما تبدیل شده‌اند. برای تولید این محصولات، از روش‌ها و دستگاه‌های پیشرفته‌ای استفاده می‌شود که ماده اولیه خود را به اشکال مختلفی مانند پودر، پرک و یا گرانول دریافت می‌کنند. در این میان، این شکل از مواد پلیمری به دلیل مزایای متعدد، به انتخاب اول بسیاری از تولیدکنندگان تبدیل شده است. برخلاف تصور رایج، گرانول یک نوع پلیمر خاص نیست، بلکه شکلی از مواد پلیمری است که برای سهولت در استفاده، از حالت پودری به دانه‌های کوچک و یکنواخت تبدیل شده است.
اگر این سوال ذهن شما را درگیر کرده که چیست و چه دنیای گسترده‌ای دارد، در این مقاله جامع از پلیمرپیشرفته دانا با ما همراه باشید تا به تمام سوالات شما پاسخ دهیم.
گرانول چیست و چرا اهمیت دارد؟
به زبان ساده، گرانول (Granule) به دانه‌های کوچک و ساچمه‌ای شکل از یک ماده پلیمری گفته می‌شود. پلیمرهایی که در پتروشیمی تولید می‌شوند، اغلب برای اینکه فرآیند حمل‌ونقل و استفاده از آن‌ها در دستگاه‌های شکل‌دهی پلاستیک (مانند دستگاه تزریق یا اکسترودر) آسان‌تر شود، به این شکل درمی‌آیند.
استفاده از حالت پودری می‌تواند چالش‌هایی مانند پراکندگی در هوا، هدررفت مواد، ایجاد آلودگی در محیط کار و مشکلات تنفسی برای کارکنان را به همراه داشته باشد. این شکل از مواد پلیمری با حذف این مشکلات، فرآیند تولید را بهینه‌تر، تمیزتر و کارآمدتر می‌کند. به گفته پاتریک ریچارد، مواد گرانولی پس از آب، دومین ماده‌ای هستند که بیشترین دستکاری صنعتی را در جهان تجربه می‌کنند، که این خود گواهی بر اهمیت بالای این شکل از مواد است.
مزایای کلیدی استفاده از این شکل از مواد پلیمری
- سهولت در حمل‌ونقل و ذخیره‌سازی: شکل دانه‌ای و یکنواخت این شکل از مواد پلیمری، جابجایی و انبارداری آن را بسیار ساده‌تر از فرم پودری می‌کند.
- کاهش چشمگیر هدررفت مواد: از آنجایی که این شکل از مواد پلیمری در هوا معلق نمی‌شود، اتلاف ماده اولیه به حداقل می‌رسد.
- افزایش کیفیت محصول نهایی: ذوب یکنواخت و همگن این شکل از مواد پلیمری در دستگاه، منجر به تولید محصولی با کیفیت و خواص مکانیکی بهتر می‌شود.
- افزایش طول عمر ماشین‌آلات: تغذیه یکنواخت این شکل از مواد پلیمری به دستگاه، از فشار و استهلاک قطعات آن جلوگیری می‌کند.
- کاهش هزینه‌های تولید: استفاده از این شکل از مواد پلیمری بازیافتی می‌تواند هزینه‌های تولید را به شکل قابل توجهی کاهش دهد و به حفظ محیط زیست نیز کمک کند.
انواع گرانول پلیمری و کاربردهای آن
تقریباً تمام پلیمرها را می‌توان به شکل دانه‌ای تولید کرد. دسته‌بندی این مواد معمولاً بر اساس پلیمر پایه‌ای است که از آن ساخته شده‌اند. در ادامه به معرفی مهم‌ترین و پرکاربردترین انواع این شکل از مواد پلیمری در صنعت پلاستیک می‌پردازیم.
۱. گرانول پلی‌اتیلن (PE)
پلی‌اتیلن پرمصرف‌ترین پلاستیک در جهان است و شکل دانه‌ای آن نیز کاربردهای وسیعی دارد. این شکل از مواد پلیمری بر اساس چگالی به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شود:
- پلی‌اتیلن سبک (LDPE): برای تولید انواع فیلم و کیسه‌های پلاستیکی، بسته‌بندی مواد و روکش کابل‌ها.
- پلی‌اتیلن سنگین (HDPE): در تولید بطری‌ها، لوله‌های آب و فاضلاب، قطعات صنعتی و لوازم خانگی کاربرد دارد.
- پلی‌اتیلن سبک خطی (LLDPE): برای ساخت فیلم‌های بسته‌بندی بسیار نازک و مقاوم و همچنین کابل‌های برق و مخابرات استفاده می‌شود.
۲. گرانول پلی‌پروپیلن (PP)
این ماده پس از پلی‌اتیلن، دومین ترموپلاستیک پرمصرف است و به دو نوع اصلی تقسیم می‌شود:
- پ پ نساجی (هموپلیمر): برای تولید الیاف، قطعات سخت، اسباب‌بازی‌ها و لوازم خانگی.
- پ پ شیمیایی (کوپلیمر): در تولید قطعات خودرو (مانند سپر)، لوله‌ها و محصولاتی که نیاز به مقاومت ضربه‌ای بالاتری دارند، استفاده می‌شود.
۳. گرانول پلی‌استایرن (PS)
این پلیمر مصنوعی در سه نوع اصلی وجود دارد که هرکدام کاربردهای خاص خود را دارند:
- معمولی (GPPS): شفاف و کریستالی است و در ساخت ظروف یکبار مصرف و تجهیزات پزشکی کاربرد دارد.
- مقاوم (HIPS): در تولید بدنه لوازم خانگی مانند یخچال و فریزر به کار می‌رود.
- انبساطی (EPS): برای ساخت یونولیت و عایق‌های حرارتی و صوتی در ساختمان‌سازی استفاده می‌شود.
۴. گرانول پلی‌کربنات (PC)
ویژگی اصلی این شکل از مواد پلیمری شفافیت و مقاومت ضربه‌ای بسیار بالا است. به همین دلیل در تولید چراغ خودرو، عینک‌های ایمنی، تجهیزات پزشکی و قطعات الکترونیکی کاربرد دارد.
۵. گرانول مستربچ (Masterbatch)
مستربچ نوع خاصی از این شکل از مواد پلیمری است که از ترکیب سه جزء اصلی ساخته می‌شود:
- پلیمر پایه: ماده اصلی که با محصول نهایی سازگار است.
- افزودنی‌ها: شامل پیگمنت‌های رنگی یا مواد شیمیایی برای ایجاد خواص ویژه (مانند ضد UV یا آنتی‌باکتریال).
- عامل سازگارکننده: برای ترکیب بهتر افزودنی‌ها با پلیمر پایه.
استفاده از گرانول مستربچ باعث صرفه‌جویی در هزینه، انرژی و زمان می‌شود و رنگ یا خاصیت مورد نظر را به طور یکنواخت در محصول نهایی پخش می‌کند.
گرانول نو در مقابل بازیافتی
یکی از مهم‌ترین تصمیمات در تولید محصولات پلاستیکی، انتخاب بین مواد نو (تولید شده از مواد پتروشیمی دست اول) و مواد بازیافتی است.
- مواد نو: دارای بالاترین کیفیت، خلوص و بهترین خواص مکانیکی است. این نوع ماده اولیه برای تولید محصولاتی با حساسیت بالا مانند بسته‌بندی مواد غذایی و تجهیزات پزشکی استفاده می‌شود و قیمت بالاتری دارد.
- مواد بازیافتی: از بازیافت ضایعات پلاستیکی تولید می‌شود. این فرآیند علاوه بر کمک به محیط زیست، هزینه تمام‌شده محصول را به شدت کاهش می‌دهد. کیفیت محصول بازیافتی به دو عامل کلیدی بستگی دارد:
- تفکیک صحیح ضایعات: جداسازی دقیق پلاستیک‌ها بر اساس نوع، کیفیت نهایی را تضمین می‌کند.
- شستشوی مناسب: حذف آلودگی‌ها و ناخالصی‌ها از ضایعات، به تولید محصولی باکیفیت‌تر کمک می‌کند.
فرآیند تولید این شکل از مواد پلیمری چگونه است؟
تولید این شکل از مواد پلیمری، چه از مواد نو و چه بازیافتی، معمولاً از طریق دستگاهی به نام اکسترودر انجام می‌شود. اکسترودر مانند یک چرخ‌گوشت صنعتی عمل می‌کند که مواد پلیمری را ذوب کرده و به جلو می‌راند. در انتهای این فرآیند، پلیمر مذاب به روش‌های مختلفی برش داده شده و به شکل دانه‌ای تبدیل می‌شود.
مهم‌ترین روش‌های تولید:
- روش رشته‌ای (Strand Pelletizing): در این روش، پلیمر مذاب به صورت رشته‌هایی شبیه ماکارونی از دستگاه خارج شده، از یک حوضچه آب سرد عبور کرده و پس از خشک شدن، توسط یک دستگاه کاتر به قطعات کوچک تبدیل می‌شود. این روش در ایران بسیار رایج است.
- روش برش رینگی (Water Ring Pelletizing): مواد مذاب پس از خروج از سوراخ‌های صفحه، بلافاصله توسط تیغه‌هایی که روی همان صفحه می‌چرخند برش داده می‌شوند. یک رینگ از آب سرد، دانه‌های داغ را خنک و به مرحله بعد منتقل می‌کند. محصول تولیدی در این روش عدسی شکل است.
- روش برش زیر آب (Underwater Pelletizing): در این سیستم پیشرفته، کل فرآیند برش در یک محفظه پر از آب انجام می‌شود. این روش باعث خنک‌سازی سریع و تولید محصولی کروی و بسیار یکنواخت می‌شود.
عوامل موثر بر قیمت گرانول
قیمت این شکل از مواد پلیمری در بازار تحت تاثیر عوامل متعددی قرار دارد که آگاهی از آن‌ها برای خریداران ضروری است:
- نوع پلاستیک: پلاستیک‌های مهندسی (مانند پلی‌کربنات) قیمت بالاتری نسبت به پلاستیک‌های عمومی (مانند پلی‌اتیلن) دارند.
- خلوص مواد: هرچه ناخالصی کمتر باشد (که با تست‌هایی مانند تست خاکستر مشخص می‌شود)، ارزش و قیمت آن بالاتر است.
- رنگ مصرفی: مواد بی‌رنگ (شفاف) به دلیل قابلیت رنگ‌پذیری بالا، گران‌ترین نوع است. پس از آن رنگ‌های روشن و در نهایت رنگ‌های تیره ارزان‌ترین هستند.
- نوسانات قیمت ارز: قیمت مواد اولیه پتروشیمی به نرخ ارز وابسته است و به همین دلیل قیمت این مواد نیز به صورت روزانه تغییر می‌کند.
- شاخص جریان مذاب (MFI): این شاخص نشان‌دهنده گرانروی پلیمر مذاب است. MFI پایین‌تر می‌تواند نشان‌دهنده کیفیت بالاتر و قیمت بیشتر باشد.
این شکل از مواد پلیمری ، در صنایع دیگر (پزشکی و غذایی)
واژه گرانول تنها به صنعت پلیمر محدود نمی‌شود. این اصطلاح به هر ماده‌ای که به شکل دانه ریز باشد، اطلاق می‌گردد.
- در پزشکی: به ذرات ریز و منظم مواد دارویی گفته می‌شود که برای تهیه قرص‌ها و کپسول‌ها استفاده می‌شود. این شکل از دارو به بهبود انحلال و جذب آن در بدن کمک می‌کند.
- خوراکی: که بیشتر با نام “گرانولا” شناخته می‌شود، یک ترکیب غذایی از جو پرک، مغزها و میوه‌های خشک است که به عنوان یک میان‌وعده یا صبحانه سالم و پرانرژی مصرف می‌شود و هیچ ارتباطی با نوع پلیمری آن ندارد.
جمع‌بندی
همانطور که در این مقاله جامع بررسی کردیم، این شکل از مواد پلیمری ، ستون فقرات صنعت مدرن پلاستیک است. این شکل بهینه‌سازی شده از پلیمر، نه تنها فرآیندهای تولید را ساده‌تر و کارآمدتر کرده، بلکه با فراهم آوردن امکان بازیافت، گامی بزرگ در جهت کاهش هزینه‌ها و حفاظت از محیط زیست برداشته است. از تولید یک بطری ساده تا ساخت قطعات پیچیده خودرو، ردپای این ماده اولیه به وضوح دیده می‌شود. شرکت پلیمرپیشرفته دانا مفتخر است که با ارائه انواع محصولات باکیفیت، در کنار تولیدکنندگان محترم کشور قرار دارد.
سوالات متداول (FAQ)
۱. گرانول چیست و چه تفاوتی با پلیمر دارد؟
گرانول نوعی پلیمر نیست، بلکه شکل فرآوری‌شده پلیمر است که به صورت دانه‌های کوچک و یکنواخت برای استفاده آسان در ماشین‌آلات صنعتی آماده شده است. پلیمر ماده خام اولیه است.
۲. این محصول چگونه تولید می‌شود؟
این شکل از مواد پلیمری از ذوب کردن پلیمر در دستگاه اکسترودر و سپس برش دادن مواد خروجی به وسیله کاتر به روش‌های مختلف (رشته‌ای، زیر آب و…) تولید می‌شود.
۳. چه موادی می‌توانند به این شکل درآیند؟
تقریباً تمامی ترموپلاستیک‌ها مانند پلی‌اتیلن (PE)، پلی‌پروپیلن (PP)، پلی‌استایرن (PS) و پلی‌وینیل کلراید (PVC) می‌توانند به این شکل تبدیل شوند.
۴. این ماده اولیه چه کاربردهایی دارد؟
در صنایع مختلفی مانند پلاستیک‌سازی (لوازم خانگی، قطعات خودرو)، داروسازی، کشاورزی و تولید کفپوش‌های لاستیکی کاربرد گسترده‌ای دارد.
۵. تفاوت گرانول بازیافتی و نو چیست؟
گرانول نو از مواد پتروشیمی دست اول تولید می‌شود و کیفیت بالاتری دارد. در مقابل، گرانول بازیافتی از ضایعات پلاستیکی ساخته شده، قیمت ارزان‌تری دارد و دوستدار محیط زیست است.
