اسم گرانول، شاید به گوش بیشتر کسانی که در صنعت پلاستیک و پلیمر فعالیت می‌کنند خورده باشد. داستان از آن‌جایی شروع شد که با پیشرفت تکنولوژی، روش‌ها و دستگاه‌های مختلفی برای تولید محصولات پلاستیکی بوجود آمد و این سوال مطرح شد که ماده اولیه مورد استفاده در این دستگاه‌ها به چه شکلی باشد. در بین اشکال پودری، گرانولی و پرک، گرانول به دلیل مزایای فراوانی که دارد، پیروز این رقابت بوده و در بیشتر روش‌های تولید، از گرانول به عنوان ماده اولیه برای تولید محصول نهایی استفاده می‌شود. اما گرانول چیست و چه مزایایی دارد؟ چه انواعی دارد؟ چگونه تولید می‌شود؟ اگر شما هم سوالاتی از این دست در ذهنتان دارید، در این مقاله با ما همراه باشید تا جواب سوالاتتان را بگیرید.
گرانول چیست؟
تصویر غلطی که از گرانول در ذهن برخی از کسانی که آشنایی کمی با حوزه پلیمر و پلاستیک دارند نقش بسته است، این است که این محصول، نوعی ماده پلیمری است. به عنوان اولین و مهمترین نکته باید این را بدانید که گرانول اسم پلیمر خاصی نیست و شکلی از پلیمر است که از حالت پودری به شکل دانه‌دانه (مانند تصویر زیر) در آمده است و در کاربردها و مصارف مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.
تقسیم‌بندی انواع گرانول
گرانول‌ها، در بیشتر موارد توسط دو روش متداول قالب‌گیری تزریقی و قالب‌گیری بادی (البته روش قالب‌گیری دورانی را از قلم نندازیم) به محصول نهایی تبدیل می‌شوند. بر اساس ساختار کریستالی ماده اولیه و روش‌های تولید، تقسیم‌بندی‌های متفاوتی از گرانول‌ها بوجود می‌آید. از جمله مهمترین وپرکاربردترین گرانول‌ها، می‌توان به گرانول پلی اتیلن (و گریدهای آن) و گرانول پلی پروپیلن (و گریدهای آن) اشاره کرد.
گرانول پلی اتیلن
گرانول پلی اتیلن، ساختار کریستالی و فرمول شیمیایی مشخصی دارد. با تغییر طرز قرارگیری شاخه‌های پلیمری در پلی‌اتیلن، گریدهای سبک، با وزن متوسط، سنگین و با وزن مولکولی بسیار بالا تشکیل می‌شوند. با توجه به روش‌های تولید نیز، پلی اتیلن‌ها می‌توانند به گرید تزریقی یا بادی تقسیم شوند. با ترکیب این دو روش دسته‌بندی، مهمترین گریدهای پلی‌اتیلن شامل دسته‌های زیر هستند:
-
- گرانول سبک تزریقی
- گرانول سنگین تزریقی
- گرانول سنگین بادی
- گرانول پلی اتیلن سبک خطی
التبه گریدهای دیگری هم وجود دارند که در اینجا فقط به دسته‌های متداول‌تر اشاره شده است. به عنوان مثال منظور از گرانول پلی‌اتیلن سنگین تزریقی، اولا گرانولی است که ساختار و ترکیب آن از نوع سبک است و ثانیا در روش‌های تولید تزریقی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
گرانول پلی پروپیلن
این ماده به طور کلی به دو دسته تقسیم می‌شود:
-
- هموپلیمر که از پلیمریزاسیون مونومر پروپیلن به تنهایی تولید می‌شود و به آن پ.پ نساجی هم می‌گویند.
- کوپلیمر که از پلیمریزاسیون پروپیلن به همراه کومونومر اتیلن تولید می‌شود و به آن پ.پ شیمیایی نیز گفته می‌شود.
گرانول پلی کربنات
پلی کربنات نوعی از پلیمرهای شفاف است که در ساخت وسایل مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد. شفاف بودن و امکان انتقال نور از مهمترین ویژگی‌های پلی‌کربنات است. از پلی کربنات تزریقی برای تولید محصولاتی نظیر چراغ خودروها، قطعات پلاستیکی لوازم خانگی، تجهیزات پزشکی، محصولات مصرفی و … استفاده می‌شود. یکی از نقص‌های این گرانول استعداد ترک خوردگی بالا در برابر ضربه است.
سایر گرانول‌های متداول
علاوه بر موارد ذکرشده، انواع دیگری از گرانول‌ها نیز وجود دارند که در کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند. از جمله این مواد، می‌توان پلی‌استایرن‌ها، ABS، پلیمرهای مهندسی و سایر گرانول‌ها اشاره کرد.
نکات مهمی که باید درباره گرانول پلیمری بدانید!
- همه مواد پلیمری بسته به کاربرد، میزان ویسکوزیته و عوامل دیگر مثل نوع پلیمریزاسیون و… می‌توانند تبدیل به گرانول شوند. ولی اگر شرایط پلیمریزاسیون و عوامل دیگر پیچیده باشد، پلیمر به صورت پودر یا محلول یا … تولید می‌شود. هدف اصلی در تولید یک پلیمر به‌دست آوردن یک ماده با خواص مطلوب است. به‌دست آوردن این خواص و کنترل آن در حین فرآیند پلیمریزاسیون بستگی به عوامل زیادی از جمله دما، فشار، کاتالیزور و…. دارد. پلیمری که بار اول ذوب و شکل‌دهی شده است مطمئناً خواص بهتری نسبت به پلیمرهای بازیافتی چند بار ذوب‌شده دارد. بعضی از پلیمرها پس از چند بار ذوب و شکل‌دهی باز هم خواص خود را حفظ می‌کنند. ولی بعضی از آنها مثل PVC که مصرف زیادی در پروفیل در و پنجره، سفره و انواع ورق‌ها، کابل‌ها، لوازم خانگی و… دارند پس از بازیافت، خواص خود را از دست می‌دهند.
- یکی از رو به گسترش‌ترین و مهمترین بخش‌های صنعت پلاستیک، بخش بازیافت ضایعات پلاستیک به گرانول‌های قابل استفاده مجدد برای سایر تولید کنندگان است، چرا که مواد اولیه این صنعت لاستیک‌های فرسوده و دپوشده در مناطق کشور بوده که به فراوانی در ایران یافت می‌شوند و سالیانه چندین هزار تن به حجم آنها اضافه می‌شود.
همچنین محصول تولید شده این ماشین‌آلات -پودر لاستیک و گرانول لاستیک استاندارد- ماده اولیه صنایع بسیاری مانند تولید انواع کف‌پوش‌ها، انواع تقویت‌کننده‌ها و جایگزین در رنگ‌ها، آسفالت، بتن، همچنین به عنوان سوخت اصلی کوره، ماده اولیه لاستیک سازی و … است و کاربرد بسیاری در داخل و خارج از کشور دارد. برای مطالعه بیشتر در این‌باره، می‌توانید به مقاله گرانول بازیافتی مراجعه کنید.
تولید گرانول
برای تولید گرانول، زمانی که پلیمر تولید می‌شود، در دستگاه اکسترودر (چیزی شبیه چرخ گوشت) ذوب می‌شود و در سر اکسترودر یک کاتر یا چیزی شبیه آن تعبیه شده است که پلیمر خروجی را مرتبا قطع می‌کند و گرانول تولید می‌شود.
مواد پلاستیکی بازیافتی که آسیاب شده اند و دارای شکل‌های ورقه‌ای یا گوشه های تیز هستند نمی‌توانند براحتی در قیف‌های ورودی این دستگاه ها مورد استفاده قرار بگیرن و البته زمان میکس شدن هم بدلیل عدم یکنواختی اندازه آنها با مواد دیگر همیشه یک ترکیب غیر یکنواخت دارند. لذا مصرف کنندگان این مواد ترجیح می‌دهند مواد خریداری شده آنها مثل مواد اولیه نو به صورت گرانول یا همان ساچمه های کوچک پلاستیکی باشد که این کار به وسیله خطی به اسم خط تولید گرانول انجام می‌شود.
برای مطالعه بیشتر درباره خطوط تولید گرانول، به مقاله تولید گرانول مراجعه کنید.
دستگاه گرانول ساز – اکسترودر
بیرون‌رانی مرحله‌ی آخر بسیاری از خطوط بازیافت پلاستیک است. خارج کننده ها معمولا مواد یکدست را دریافت می کنند. اگر خط بازیافت در مراحل تمیز کردن و خشک کردن درست عمل نکند، خارج کننده نیز درست عمل نخواهد کرد. این مساله معمولا در دیگر مراحل خط بازیافت اتفاق می افتد.