امروزه با توجه به پیشرفت علم و تکنولوژی در طریقه استفاده از مواد پلاستیکی در صنایع مختلف دستگاه‌های جدید و پیشرفته‌ای به منظور تولید انواع مختلف مواد پلاستیکی ساخته می‌شوند. اما یکی از سوالات متداول در رابطه با این دستگاه‌ها این است که از چه مواد اولیه‌ای در آن‌ها استفاده می‌شود؟ گرانول به عنوان مواد پایه و اولیه در دستگاه‌های تولید کننده محصولات پلاستیکی استفاده می‌شود.
این ماده پایه و اصلی همواره مزایا و خواص مکانیکی و ساختاری بسیاری داشته و موجب بروز تحول عظیمی در بسیاری از صنایع وابسته به خصوص صنعت بسته بندی شده است. در ادامه این مطلب در مورد گرانول، انواع گرانول و کاربرد و مزایای هر کدام به توضیحات بیشتری می‌پردازیم.
گرانول چیست؟
بر خلاف باور بسیاری از مردم گرانول اسم یک پلیمر خاص نیست، بلکه این ماده شکلی از پلیمر است که ساختار دانه‌دانه دارد. این در حالی است که مواد پلیمری حالت پودری دارند. گرانول‌ها همواره یکی از پرطرف‌دارترین مواد اولیه سازنده پلیمر یا همان پلاستیک هستند.
بر خلاف سایر مواد اولیه پودری که به هنگام استفاده در تولید مواد پلاستیکی در هوا پخش شده و مشکلات تنفسی به وجود می‌آورند، گرانول‌ها هیچ گونه آسیبی به دستگاه تنفسی وارد نکرده و محیط اطراف را آلوده نمی‌کنند. افزون بر این موارد به دلیل مهندسی و طراحی خاص دستگاه‌های تولید کننده پلاستیک بهتر است از مواد اولیه دانه‌دانه همچون گرانول استفاده شود.
مزایای استفاده از گرانول
بخش عظیمی از زباله‌های تولید شده مربوط به مواد پلاستیکی است. انباشته شدن ضایعه‌های پلاستیکی در طبیعت همواره آسیب‌های بسیاری به چرخه محیط زیست وارد می‌کند. اما خوشبختانه با کشف و استفاده از گرانول در صنعت تولید پلاستیک این مشکلات برطرف شده است، چراکه گرانول‌ها خاصیت زیست تخریب‌پذیر داشته و می‌توانند هزینه‌های مربوط به تامین مواد اولیه را تا میزان زیادی کاهش دهند.
وجود ویژگی‌ها و مزیت‌های فراوان در انواع گرانول باعث شده تا شرکت‌های مختلفی از این ماده به عنوان ماده اولیه برای تولید تمامی محصولات پلاستیکی خود استفاده کنند.
انواع گرانول
مواد اولیه به نام گرانول در اغلب موارد به دو روش قالب گیری تزریقی یا قالب گیری بادی در ساخت و تولید مواد پلاستیکی استفاده می‌شوند. بر اساس ساختار کریستالی ماده اولیه و نوع روش تولید تقسیم‌بندی‌های مختلفی برای گرانول به وجود می‌آید. در ادامه انواع گرانول را به همراه کاربرد و مزایای هر کدام معرفی می‌کنیم.
گرانول پلی اتیلن
پلی اتیلن در اثر پلیمره شدن گاز پروپیلن در حضور یک سیستم کاتالیزور حاصل می‌شود. این ماده اغلب به شکل پودر، گلوله و الیاف تحت عنوان ماده اولیه برای ساخت اقلام دیگر استفاده می‌شود. پلی اتیلن یکی از پرکاربردترین انواع گرانول است که در بسیاری از اوقات مواد بازیافتی این گرانول مجدد استخراج شده و به کمک دستگاه گرانول ساز نیز تولید می‌شود.
گرانول پلی اتیلن شکلی از پلی اتیلن است، این ماده ساختار کریستالی و ترکیب شیمیایی خاصی دارد. در اثر تغییر نحوه قرارگیری شاخه‌های پلیمری موجود در پلی اتیلن گریدهای سنگین و سبک، گرید با وزن مولکولی متوسط و بسیار بالا به وجود می‌آید.
همان گونه که در مطالب بالا گفته شد، پلی اتیلن‌ها در اثر نوع روش قالب گیری بادی یا تزریقی استفاده شده در گریدهای مختلفی تقسیم‌‌بندی می‌شوند. گرانول پلی اتیلن خود دارای انواع مختلفی چون پلی اتیلن سنگین HDPE و پلی اتیلن سبک LDPE است.
کاربرد گرانول پلی اتیلن
هر یک از انواع گرانول پلی اتیلن در صنایع مختلفی کاربرد دارند، برای نمونه از گرانول پلی اتیلن سنگین و سبک در تولید انواع فیلم‌های بسته بندی استفاده می‌شود. این مواد به دلیل داشتن ویژگی‌های ساختاری چون مقاومت و کشش بالا همواره به عنوان متریال بسته بندی استفاده می‌شوند.
شرکت نادی پلاستیک نیز از جمله شرکت هایی است که در ساخت بسیاری از فیلم های بسته بندی از این نوع گرانول‌ها به عنوان ماده اولیه استفاده می‌کند.
افزون بر این موارد پلی اتیلن از ویژگی‌های ساختاری دیگری چون عایق الکتریسیته و مقاومت شیمیایی بالا برخوردار بوده و هزینه‌های مربوط به تولید آن بسیار کم است. به همین دلیل شمار زیادی از شرکت‌های تولید کننده انواع محصولات پلاستیکی به خصوص لوازم بسته بندی از این نوع ماده اولیه استفاده می‌کنند.
گرانول پلی پروپیلن
این نوع ماده غالبا به شکل گلوله و گرانول‌های پلاستیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. گرانول پلی پرو پیلن در برابر حلال‌های شیمیایی، اسیدهای رقیق شده و بازها مقاومت بسیار بالایی از خود نشان داده و نقطه ذوب بالایی نیز دارد. این نوع گرانول از جمله مواد اولیه‌ای است که در ساخت انواع فیلم‌های و نایلون‌های بسته بندی استفاده می‌شود.
این ماده در صنعت بیشتر با نام اختصاری PP نیز شناخته شده و کاربرد گسترده‌ای در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، کالاهای مصرفی مختلف و مبلمان و… دارد. از دیگر کاربردهای این گرانول محبوب می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- بسته بندی مواد غذایی
- ساخت لوله‌های انتقال آب
- تولید نی نوشابه
- ساخت تجهیزات پزشکی
- تولید اسباب بازی
- ساخت و تولید قطعات لوازم خانگی
- تولید فیلم بسته بندی
در حقیقت این نوع از گرانول‌ها به دلیل داشتن سطح بهداشتی بسیار بالا و ویژگی‌هایی چون واکنش‌ناپذیری در مقابل عوامل محیطی مخرب همچون هوا، رطوبت و اکسایش همواره در تولید فیلم‌های بسته بندی مخصوص مواد غذایی نیز استفاده می‌شوند.
گرانول پلی کربنات
گرانول پلی کربنات یا همان PC نوعی ترموپلاستیک بی‌شکل است که شفافیت زیاد دارد. البته این ماده در رنگ‌بندی‌های متنوعی یافت می‌شود. این نوع گرانول امروزه به جای شیشه در ساخت بسیاری از محصولات استفاده می‌شود. ورق‌های پلی کربنات مقاوم ویژه‌ای در برابر گرما و حرارت دارند، به همین جهت در صنعت ساخت و تولید مصالح ساختمان کاربرد گسترده‌ای دارند.
در حقیقت ورقه‌های گرانول پلی کربنات به دلیل داشتن ویژگی‌هایی چون شفافیت، قابلیت عبور نور و سایه پذیری و همچنین ظاهری بی‌رنگ می‌توانند با سایر مصالح ساختمانی هماهنگ شوند.
افزون بر این موارد این نوع گرانول در برابر ضربه مقاومت بالایی از خود نشان می‌دهد. این نوع ورق‌ها نسبت به شیشه هزینه‌های بسیار کمتری داشته و به علاوه مزایای بیشتری نیز دارند، به همین جت بهترین جایگزین برای استفاده از شیشه در صنایع مختلف هستند. از کاربردهای این ماده خاص در صنایع مختلف می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- ساخت چراغ خودروها
- ساخت تجهیزات پزشکی
- لوازم خانگی
گرانول پلی وینیل کلراید (PVC)
یکی دیگر از پرکاربردترین انواع گرانول در صنعت، گرانول پلی وینیل کلراید نام دارد. از این ماده پلیمری بسیار محکم و منعطف در ساخت انواع فیلم‌های بسته بندی چون فیلم بسته بندی استرچ و شرینک استفاده می‌شود. این نوع گرانول‌ها عمدتا از مواد بازیافتی تهیه شده و به همین جهت موجب کاهش هزینه‌ها می‌شوند.
روش‌های مختلف تولید گرانول در صنعت
در حالت کلی گرانول برای استفاده از صنایع مختلف ابتدا ذوب شده و سپس شکل‌دهی می‌شود. یکی از نکات جالب در مورد گرانول‌ها این است که می‌توان آن‌ها را با هر نوع ماده پلاستیکی تولید کرد. برای نمونه با استفاده از دستگاه‌های گرانول ساز و مواد بازیافتی می‌توان آن‌ها را تولید و در صنعت استفاده کرد. خط تولید گرانول به دو شکل رشته‌ای و خشک وجود دارد.
خط تولید گرانول رشته‌ای
در تولید گرانول به روش رشته‌ای از ماشین‌آلات ساده‌ای استفاده می‌شود. در این روش تولید انواع مواد پلاستیکی بعد از عبور از مراحل مختلف به رشته‌های باریک و نازکی تبدیل می‌شوند تا گرانول تولید شده از آن‌ها به شکل خطوط رشته‌ای باشد.
خط تولید گرانول خشک
این نوع خط تولید نسبت به روش رشته‌ای پیچیدگی‌های بیشتری دارد. در این روش گرانول یا همان خرده پلاستیک حاصل از مواد بازیافتی بعد از ذوب شدن و گذر از صافی برش داده و وارد دستگاه مخصوص مکنده می‌شود. در نهایت سرد و خشک شده و ماده نهایی آماده می‌شود.
تولید گرانول به روش برش زیر آب و برش با رینگ
در این روش از تولید گرانول، ابتدا مواد ذوب شده و از صافی‌های مختلفی عبور داده می‌شوند. سپس این مواد به زیر آب منتقل می‌شوند تا با سرعت و دقت زیادی برش داده شوند. در این روش گرانول‌ها به شکل دانه‌های عدسی در آمده و سپس به وسیله آب سرد با فشار قوی برش داده می‌شوند.
نکات مهم در مورد گرانول پلیمری
تمامی مواد پلیمری بر اساس نوع کاربری، میزان ویسکوزیته و گران‌روی، پلیمریزاسیون و… می‌توانند با استفاده از روش‌های مختلف تولید به گرانول تبدیل شوند. هدف اصلی در تولید یک پلیمر به دست آمدن ماده‌‌ای با ترکیب شیمیایی و خلوص مناسب است. عوامل بسیاری چون دما، فشار، کاتالیزور و… در تشکیل این ماده تاثیر بسیاری دارند.
سخن نهایی
گرانول شکل پرکاربرد و مدرنی از مواد پلیمری است. در حقیقت این ماده به عنوان ماده پایه و اولیه در ساخت بسیاری از محصولات پلاستیکی استفاده می‌شود. اما همواره گرانول‌ها در صنعت بسته بندی بیشتر از سایر صنایع توانسته‌اند تاثیر خود را به نمایش بگذارند. برای نمونه امروزه از این ماده اولیه در ساخت انواع فیلم‌ها و نایلون‌های بسته بندی استفاده می‌شود.