فصلنامه بسپارش
پیاپی 1 (زمستان 1390)

پلی وینیل کلرید (PVC) از جمله پلیمرهای شناخته شده و بسیار پرمصرف است. این پلاستیک سومین پلیمر مصرفی در جهان پس از پلی اتیلن و پلی پروپیلن به شمار می رود. PVC دارای خواص خوبی چون آسانی فراورش، دوام و در دسترس بودن به اشکال مختلف، سبکی وزن و پایداری ابعادی، خنثی بودن از نظر شیمیایی با خواص عایقی و نفوذناپذیری خوب و ارزانی در مقایسه با چوب، آلومینیم، آهن، سیمان، شیشه و ABS کاربردهای گسترده روزافزونی یافته است. PVC در کشاورزی، ساختمان، مصارف خانگی، انواع بست هبندی های تجاری و خانگی، وسایل اداری، تسم هنقاله ها، مصارف پزشکی، محصولات پوشش دار، خودرو و تجهیزات و وسایل برقی کاربرد دارد. از آنجا که بیشترین مصرف PVC در صنعت ساختمان و برای کاربردهای با طول عمر 40 - 20 سال طراحی می شوند، بازیافت این پلاستیک با توجه به خطرناک بودن محصولات جانبی تولید و دفع آن مواد نظیر دیوکسین ها نیازمند توجه است. روش های بازیافت PVC را می توان به دو گروه عمده مکانیکی و شیمیایی دسته بندی کرد. دو روش عمده در بازیابی مکانیکی مبتنی بر فرایند Solvay و Geon است. در این مقاله، روش های کاهش اندازه، جداسازی و نیز بازیافت مکانیکی ضایعات PVC عمده موجود از قبیل لوله، بطری، روکش کابل و سایر کاربردها به تفصیل ارائه می شود.

در این سلسله مقالات، مروری بر مهم ترین تحقیقات انجام شده طی سال های 1980 تا 2012 درباره نانوکامپوزیت های لاستیکی شامل لاست کی های طبیعی، اتیلن پروپیلن دی ان مونومر، بوتادی ان، استیرن بوتادی ان، نیتریل، کلروپرن و ایزوبوتیلن ایزوپرن ارائه شده است. بخش اول به لاست کی طبیعی) natural rubber (و نانوکامپوزیت های آن اختصاص دارد. در متن به روش های مختلف تهیه نانوکامپوزیت های طبیعی، مشخصات پخت، ریزساختار و خواص مهم نانوکامپوزیت های پلیمری ازجمله نفوذپذیری، اشتعال پذیری، خواص مکانیکی، گرمایی و رئولوژیکی پرداخته شده است. درانتها افق آینده نانوکامپوزیت های لاستیکی با تکیه بر جمع بندی مطالب ارائه شده، پیش بینی می شود.

منابع فسیلی، با وجود سودمندی های بسیار، تجدید ناپذیر و رو به زوال اند و بدیهی است که برای آنها باید جدا به فکر جایگزین مناسب بود. از میان جایگزین های ممکن، مناسب ترینمنبعی که هم انرژی و هم ماده به دست می دهد، زیست توده است. زیست توده، مجموعه مواد آلی خام تجدیدپذیر و بی زوال است که سالانه بالغ بر 400 هزار میلیون تن در زمینتولید می شود و قسمت اعظم آن را پلیمرهای طبیعی تشکیل می دهند. جایگزینی اسلوبمند و تدریجی منابع فسیلی با زیست توده و احداث حساب شده زیست پالایشگاه های هم بسته) کهخود نیز مستلزم گسترش کشاورزی و تولید مواد غذایی راهبردی است (و تولید، مصرف و صادرات فراورده های زیست پالایشگاهی از جمله زیست سوخت ها، نه یک انتخاب بلکه یک ضرورت قطعی راهبردی به نظر می رسد. از جمله دلایل مهم این ضرورت، مسئولیت انسان در برابر سلامتی و محیط زیست خود، تامین اشتغال و امنیت غذایی مردم و توسعه پایدار است. حرکت در این راستا، ابتدا با زیست سوخت ها) زیست اتانول و سپس زیست دیزل (در برزیل آغاز شد. ولی، تنها کمتر از دو دهه است که علاوه بر آن، توجه اکثر کشورها به طور فزاینده ای به مواد شیمیایی زیستی معطوف شده است. پژوهش های گسترده ای با بودجه های پژوهشی کلان)که عمدتا توسط دولت ها و شرکت های بزرگ نفتی تامین می شود (در ارتباط با تهیه مواد شیمیایی از منابع زیست توده در دنیا در حال انجام است. نتایج بعضی از این پژوهش ها به تولید صنعتی هم رسیده است و ما شاهد احداث روزافزون مجتمع های تولید مواد شیمیایی جدید یا سنتی پرمصرف به روش های جدید با استفاده از این منابع هستیم. فرایندهای تبدیل می توانند میکروبی، زیستک اتالیزی) آنزیمی (و شیمیایی باشند. سرمایه اولیه احداث واحدهای جدید برای فرایندهای تبدیل زیستی، در حدود نصف سرمایه اولیه لازم برای احداث واحدهای مبتنی بر فرایندهای پتروشیمیایی است. در حال حاضر، این فرایندهای جدید در حال بهینه سازی هستند تا مزیت و صرفه اقتصادی بیشتری پیدا کنند. در ایران نیز در سال های اخیر، رویکردهایی در این حوزه به چشم می خورد، اما این رویکردها فاقد انسجام، حمایت و سرعت کافی بوده است.

صنایع و محصولات پلیمری در سده گذشته نقش بسیار قابل توجهی در پیش رفت زندگی بشر داشته است. در ابتدا، تولید فراورده های پلیمری صرفا بر مبنای مشاهدات آزمایشگاهی و صنعتی بود و هر گونه ابداع و نوآوری بر اساس تجربیات قبلی و آزمون های حدس و تکرار انجام می شد. با حصول پیش رفت در رشته های مختلف علوم، روش های شناسایی، نوآوری های رایانه ای، ملاحظات اقتصادی، رقابت تولیدکنندگان مختلف و تولید محصولات با کاربردهای جدید، نیاز به تبیین و تشریح نظری فرایندهای علوم و مهندسی مواد پلیمری و توانایی انجام این کار به سرعت افزایش یافت. در این پژوهش، انواع نگرش های ریاضی و محاسباتی کاربردی موجود برای تجزیه و تحلیل فرایندهای مربوط به علوم و مهندسی صنایع و فناوری مواد پلیمری، تفاوت های بنیادین میان مواد ساده و ترکیبات پلیمری و اهمیت و دلایل بهبود نگرش های نظری مربوط به فرایندهای پلیمری مورد بحث قرار گرفته است. دلایل تمایل اندک به انجام پژوهش های نظری مرتبط با علوم و مهندسی مواد پلیمری و انجام پژوهش های متعدد با نگرش تجربی نیز بررسی و بحث شده است. دو دیدگاه متداول در تجزیه و تحلیل فرایندهای پلیمری شامل دیدگاه های جبرگرایانه و تصادفی بحث شده و به نگرش های نوین بر مبنای ماهیت آماری و تصادفی و کاربرد آنها در تشریح رفتار مواد پلیمری اشاره شده است. گسترش و ترویج روش های ریاضی محاسباتی در تشریح فرایندهای مرتبط با علوم و صنایع پلیمری، فراهم کردن هر چه بیشتر زیرساخت های سخت افزاری و نرم افزاری برای دانش آموختگان رشته های پلیمری و جهت گیری پژوهش های نظری در علوم و مهندسی پلیمر از نیازهای اساسی در چشم انداز علوم و صنایع پلیمری کشور است.