کامپاند پلیمری چیست؟

چكيده

امروزه كامپاندهاي پليمري هم از نظر خواص و  هم از لحاظ قيمت جايگزين مناسبي براي فلزات، چوب و حتي سراميكها در صنايع مختلف هستند. اگرچه، نفوذ كامپاندهاي پلاستيك در صنايع مختلف هنوز هم در سطح پاييني قرار دارد و جايگزيني مواد ديگر با كامپاندها در صنايعي همچون صنعت خودرو، هوافضا، پزشكي، ساختمان و صنعت الكترونيك نيازمند تكنولوژيهاي كارآمدتر و كمهزينهتري است. رشد و توسعهي سريع صنايع مختلف بخصوص در اقتصادهاي نوظهور بر الگوي مصرف اثرگذار بوده و احتمالاً ميزان تقاضا را از آنچه كه انتظار ميرود نيز بيشتر خواهد نمود. در این مقاله به بررسی جایگاه فعلی کامپاندهای پلاستیک در صنایع اصلی کاربر نهایی و نیز پیشبینی وضعیت این جایگاه تا سال 2020 پرداخته میشود. همچنین وضعیت فعلی و آتی شرکتهای تولیدی یکپارچه و کامپاند سازهای مستقل با یکدیگر مقایسه شده و مزایای بهکارگیری هر یک از این استراتژیهای تولیدی در صنایع مختلف بیان خواهد شد. در حال حاضر، صنايع كاربر نهايي در حوزه كامپاند عبارتند از: صنايع خودرو، ساختمان، پزشكي و الكترونيك. پيشبيني ميشود كه تا سال 2020 حجم تقاضا براي كامپاندهاي پلاستيك به حدود 200 ميليون تن برسد. بيشترين درصد رشد مصرف كامپاندها بهدليل افزايش تمايل به كاهش وزن در زيربخشهاي مختلف صنعت حمل و نقل خواهد بود و به دنبال آن صنايع الكترونيك، پزشكي و بستهبندي قرار خواهند داشت. كامپاندهاي ترموپلاستيكهاي متداول همچنان بيشترين حجم مصرف را به خود اختصاص خواهند داد، درحاليكه كامپاندهاي پلاستيكهاي مهندسي رشد بالايي در صنايع خاص (ساختمان، حمل و نقل و پزشكي) خواهند داشت. در سال 2016،     پليپروپيلن بيش از %32 از حجم مصرفي در بخش كامپاند را به خود اختصاص داد و پيشبيني ميشود كه با توجه به مصرف زياد اين پليمر در صنعت رو به رشد خودرو، نرخ رشد مركب ساليانه آن از سال 2017 تا 2026 حدود %5 باشد.  مقاومت بالا در برابر ضربه، كاربرد آسان و وزن سبك، اين ماده را به انتخاب اصلي براي ساخت قطعاتي همچون سپر، محفظههاي گاز و ساير قطعات خودرو تبديل نمودهاست. مجتمعهاي پتروشيمي يكپارچه همچنان استراتژي دو جانبهي خود را حفظ كرده و به ساخت و يا خريد شركتهاي كامپاندينگ كوچكتر ادامه خواهند داد. در مقابل، شركتهاي كامپاند ساز مستقل، شركتهاي گستردهتر و تخصصيتري را به لحاظ صنعتي راهاندازي خواهند نمود. انتظار ميرود كه رقابت ميان كامپاند سازهاي يكپارچه و كامپاند سازهاي مستقل سطح تقاضا براي كامپاندهاي پلاستيك در آسيا را در صنايعي چون خودرو، هوافضا و پزشكي افزايش دهد.

مواد پلیمری کاربرد بسیار گسترده‌ ای در صنایع مختلف دارند که پلیمر از نوع پلی اتیلن یکی از پرکاربردترین این مواد محسوب می شود. استفاده از رنگدانه‌ های مختلف جهت افزایش دوام و مقاومت مواد پلاستیکی پلیمری را کامپاند می‌ گویند. کامپاند پلی اتیلن از جمله موادی محسوب می‌ شود که در صنایع مختلف از جمله تولید لوله‌ های آبیاری، لوله‌ های تحت فشار و فیلم‌ های دمشی مورد استفاده قرار می‌ گیرند. در این مقاله سعی داریم تا کامپاند پلی اتیلن، ویژگی‌ ها و موارد کاربرد این مواد را به طور کامل توضیح دهیم بنابراین تا انتهای این مطلب با ما همراه باشید.

کامپاند پلی اتیلن چیست؟

امروزه در بسیاری از صنایع از جمله صنعت ساخت لوله‌ های آبرسانی از مواد با رنگدانه مشکی و بازدهی بالا به نام کامپاند برای ساخت و تولید محصولات استفاده می‌ شود. حال‌ کامپاند لوله پلی اتیلن نوعی از لوله‌ های آبرسان محسوب می‌ شود که از ترکیب ماده کامپاند همراه با درصدی دوده به عنوان مواد اولیه ساخته می‌ شود.در واقع ترکیب تشکیل‌ دهنده کامپاند پلی اتیلن از ضایعات با‌کیفیت صنعتی و مواد نو تشکیل شده است که دارای مقاومت بالا در برابر نور خورشید، خواص مناسب و قیمت مقرون به صرفه می‌ باشد. کامپاند لوله پلی اتیلن علاوه بر قیمت و کیفیت مناسب از فرآیند شکل پذیری عالی برخوردار می‌ باشد که قابلیت رقابت در بازارهای داخلی و خارجی تولید لوله‌ های آبرسانی دارد.

انواع پلی اتیلن

 

پلی اتیلن سنگین

این نوع پلی‌ اتیلن از زنجیر پلیمری بدن شاخه تشکیل می‌ شود که دارای استحکام کششی و مقاومت بالایی می‌ باشد. این نوع پلی اتیلن از روش پلیمریزاسیون با کاتالیزور زیگلر- ناتا تولید خواهد شد.

پلی اتیلن خطی با دانسیته کم

این نوع پلی اتیلن از یک پلیمر خطی با تعدادی شاخه‌ های کوتاه تشکیل می‌ شود که از روش كوپلیمریزاسیون اتیلن با آلكن‌ ها بلند زنجیر تولید خواهد شد. از این نوع پلی اتیلن برای تولید لوله‌ های پلاستیکی و اتصالات لوله‌ کشی استفاده می‌‌ شود.

پلی اتیلن سبک

این نوع پلی اتیلن از زنجیرهای شاخه دار تشکیل می‌ شود که دارای استحکام کششی و مقاومت کمی می‌ باشد. این نوع پلی اتیلن از روش پلیمریزاسیون رادیکالی تولید می‌ شود که دارای انعطاف پذیری بالایی می‌ باشد.

مواد پلی اتیلن که در ساخت لوازم پلاستیکی، لوله‌ های پلاستیکی و اتصالات لوله‌ کشی مورد استفاده قرار می‌ گیرند دارای انواع مختلفی می‌ باشند که بر اساس دانسیته طبقه‌ بندی می‌ شوند. دانسیته مواد پلی اتیلن با توجه به اندازه زنجیر پلیمر، نوع و تعداد شاخه‌ های موجود در زنجیر تعیین می‌ شود و نوع پلی اتیلن را تعیین خواهد کرد. انواع مواد پلی اتیلن به سه دسته زیر تقسیم می‌شوند:
کامپاندهای پلیمری از نوع کامپاند پلی اتیلن خطی یکی از پرکاربردترین پلیمرها محسوب می‌ شوند که در صنعت تولید لوله‌ های آبرسانی قابلیت استفاده را دارند. در ادامه برخی از مزایای کامپاند پلی اتیلن را بیان خواهیم کرد.

مزایای کامپاند پلیمری

 

امروزه استفاده از کامپاند پلی اتیلن در موارد بسیاری از جمله تولید لوله‌ های پلاستیکی و اتصالات لوله‌ کشی کاربرد دارد که از مواد بازیافتی باکیفیت صنعتی و درصد کمی مواد نو به همراه اصلاح خواص از طریق مواد نانو تهیه شده است که دارای مزیت‌ های بسیاری می‌ باشد.

استفاده از مواد اولیه یکنواخت در ساخت و تولید

دارای دوده با درصد پخش استاندارد

مقاومت بالا در برابر نور خورشید

قیمت مناسب و رقابتی در بازارهای داخلی و خارجی

کیفیت ثابت و مطلوب محصول

استفاده از 40 تا 100 درصد کامپاند

انواع روش‌ های کامپاند لوله‌ های آبرسانی

امروزه از رنگدانه های مختلف برای افزایش مقاومت و دوام مواد پلاستیکی پلیمری استفاده می‌ شود که به این روش کامپاند گفته می‌ شود. استفاده از شیوه‌ های نوین مانند نانو برای افزودن رنگدانه دوده به پلیمر برای ساخت لوله های آبرسانی بسیار مرسوم شده است. به طور کلی دو روش برای کامپاند نمودن ترکیبات سازنده لوله‌ های آبرسانی وجود دارد که در ادامه آنها را توضیح خواهیم داد:

1.استفاده از گریدهای پلی‌ اتیلن حاوی دوده آماده

در این روش گریدهای پلی اتیلن با درصد مشخصی از دوده توسط شرکت‌ های پتروشیمی و تولیدی ساخته می‌ شوند. شرکت های تولید کننده لوله های آبرسانی این مواد را خریداری کرده و برای ساخت لوله پلی اتیلن از از این مواد استفاده می کنند.

2.افزودن مستربچ‌ های غلیظ دوده به پلی‌ اتیلن طبیعی

در این روش به هنگام ساخت لوله از درصد مشخصی مستربچغلظت دوده برای افزودن به ترکیبات مواد استفاده می‌ شود. این مستربچ دوده حاوی نوعی پلی اتیلن حامل و درصد زیادی دوده می باشد که هنگام استفاده از پلی اتیلن اصلی و مواد پایه به ترکیبات افزوده و مخلوط می‌ شود. این نوع روش کامپاند لوله آبرسانی یکی از شیوه‌ های متداول و رایج در صنعت تولید لوله محسوب می شود.

کامپاند پلیمری در چه مواردی کاربرد دارد؟

 

کامپاند پلی اتیلن یکی از پر مصرف‌ ترین مواد در صنعت پلاستیک به شمار می‌ آید. این ماده دارای تنوع بسیاری است که در صنایع مختلف پلیمری کاربرد فراوانی دارد. کامپاند پلی اتیلن را شرکت‌ های تولیدی به صورت خالص یا ترکیبی مورد استفاده قرار می‌ دهند که از کیفیت بالا و قیمت مناسب برخوردار می‌ باشد.

کامپاند پلی اتیلن در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می‌ گیرد که برخی از آنها عبارتند از:

ساخت و تولید فیلم‌ های پلی اتیلن

ساخت و تولید لوله‌ های آبیاری قطره‌ ای

تهیه و تولید لوله‌ های تحت فشار

تولید ورق‌ های ژئوممبران

ساخت کارتن پلاست ها

تولید قطعات تزریقی

و…

حال یکی از مواردی که کامپاند پلی اتیلن مورد استفاده قرار می‌ گیرد، ساخت و تولید لوله‌ های تحت فشار بر پایه ‌PE80 حاوی 2 تا 2.5% دوده می‌ باشد. این کامپاندها به صورت گسترده در صنعت تولید مستریچ‌ های پلی اتیلن کاربرد دارد که بیشترین مصرف را در صنایع تولید فیلم پلی اتیلن دارا می‌ باشد.
کامپاندها به منظور کاهش مواد نو پلی اتیلن در صنایع بسیار تاثیرگذار می‌ باشند و بسیاری از کشورهای اروپایی از کامپاندهای بازیافتی در تهیه و تولید فیلم‌ های دمشی با طول عمر کوتاه استفاده می‌ کنند.

?What Is a Polymer Compound

Summary

Polymer compounds have become a suitable alternative to metals, wood, and even ceramics in terms of properties and price in various industries. However, the spread of these compounds is still limited, and replacing other materials with compounds requires more efficient and cost-effective technologies in industries such as automotive, aerospace, medicine, construction, and electronics. Rapid industrial growth, especially in emerging economies, will influence consumption patterns and is expected to increase demand. This article explores the current state of plastic compounds in various industries and provides forecasts up to 2020. It also compares integrated and independent companies in compound production, highlighting the advantages of each. Key industries using compounds include automotive, construction, healthcare, and electronics. Demand is expected to reach 200 million tons by 2020. The highest growth rate will be in the transportation sector due to the desire for weight reduction, followed by electronics, healthcare, and packaging. Thermoplastic compounds will remain the most widely used, while engineering polymer compounds grow in specialized industries. In 2016, polypropylene accounted for over 32% of compound usage and is projected to grow at a compound annual growth rate of 5% until 2026. Due to its durability, ease of use, and lightweight nature, it is used in the manufacture of bumpers, fuel tanks, and other vehicle parts. Integrated petrochemical companies will continue their strategy of producing or acquiring smaller compound companies. Meanwhile, independent companies are establishing larger and more specialized industrial entities. The competition between these companies is expected to increase demand in Asia in industries such as automotive, aerospace, and healthcare.

Polymeric materials are widely used in various industries, and polyethylene is one of the most common among them. The use of different additives to enhance durability and resistance in polymeric materials is referred to as “compounding.” Polyethylene compound is used in a variety of applications such as drip irrigation pipes, pressure pipes, and blown films. This article will explain the properties and applications of polyethylene compound in detail.

?What Is Polyethylene Compound

In many industries, such as water pipe manufacturing, compounds with black pigmentation and high efficiency are used. Polyethylene pipe compound is a type of water pipe made from a compound that contains a percentage of black carbon. This compound is made from high-quality industrial waste and virgin material and offers excellent resistance to sunlight, strong properties, and competitive pricing. In addition to good quality and price, the ease of shaping makes polyethylene compound a strong competitor in both domestic and international markets.

Types of Polyethylene

High-Density Polyethylene (HDPE)

Consists of straight polymer chains and is known for its high tensile strength and durability. It is produced via polymerization using Ziegler-Natta catalysts.

Linear Low-Density Polyethylene (LLDPE)

Made from linear polymer chains with short side branches, it is produced by copolymerization of ethylene with long-chain alkenes. Commonly used in plastic pipe and plumbing fittings production.

Low-Density Polyethylene (LDPE)

Characterized by branched polymer chains, it is highly flexible but has lower resistance compared to other types. Produced through radical polymerization.

Polyethylene types are categorized by density, which depends on chain length and branching. Among these, linear polyethylene compound is the most commonly used in water pipe manufacturing. Below are some advantages of polyethylene compound.

Advantages of Polymer Compound

Polyethylene compound is used in the production of pipes and plastic fittings, composed of high-quality industrial waste and a small percentage of virgin material, with enhanced properties using nanotechnology.

• Use of uniform and high-quality raw materials
• Uniform carbon black distribution
• Excellent resistance to sunlight
• Competitive pricing and consistent quality
• Can be used at 40% to 100% compound concentration

Coloring is used to improve material properties, a process known as “compounding.” There are two main methods for producing compounds:

1. Using pre-compounded polyethylene grades containing black carbon

These materials are produced by petrochemical companies and used directly by pipe manufacturers.

2. Adding black carbon masterbatch to natural polyethylene

A masterbatch containing a high concentration of black carbon is added during manufacturing. This method is common in pipe production.

Applications of Polymer Compound

Polyethylene compound is one of the most commonly used materials in the plastic industry and can be used pure or blended.

Some applications include:

• Production of polyethylene film
• Drip irrigation pipe manufacturing
• Production of high-pressure pipes
• Geomembrane sheet production
• Plastic corrugated sheet manufacturing
• Plastic injection molded parts

A common use is in manufacturing PE80 pressure pipes that contain 2% to 2.5% black carbon. These compounds are also widely used in the production of polyethylene masterbatch, especially in the film industry. Compounds help reduce the use of virgin materials and are widely used in Europe for producing short-lifetime films.

ما هو المركب البوليمري؟

الملخص

أصبحت المركبات البوليمرية اليوم بديلاً مناسبًا للمعادن والخشب وحتى السيراميك من حيث الخصائص والسعر في مختلف الصناعات. ومع ذلك، فإن انتشار هذه المركبات لا يزال محدودًا، واستبدال المواد الأخرى بالمركبات يتطلب تقنيات أكثر كفاءة وأقل تكلفة في صناعات مثل السيارات، الفضاء، الطب، البناء والإلكترونيات. النمو السريع في الصناعات، خاصة في الاقتصادات الناشئة، سيؤثر على نمط الاستهلاك ومن المتوقع أن يزيد الطلب. تبحث هذه المقالة في الوضع الحالي للمركبات البلاستيكية في الصناعات المختلفة، وتقدم توقعات حتى عام 2020. كما تتم مقارنة بين الشركات المتكاملة والمستقلة في إنتاج المركبات، ومزايا كل منهما. الصناعات الرئيسية التي تستخدم المركبات تشمل السيارات، البناء، الطب والإلكترونيات. من المتوقع أن يصل الطلب إلى 200 مليون طن بحلول 2020. أعلى نسبة نمو ستكون في قطاع النقل نظرًا للرغبة في تقليل الوزن، تليها الإلكترونيات والطب والتغليف. ستبقى المركبات الحرارية الأكثر استخدامًا، بينما تنمو مركبات البوليمرات الهندسية في الصناعات المتخصصة. في عام 2016، شكل البولي بروبيلين أكثر من 32٪ من استخدام المركبات، ومن المتوقع أن ينمو بمعدل سنوي مركب يبلغ 5٪ حتى 2026. نظرًا لقوة تحمله وسهولة استخدامه وخفة وزنه، يُستخدم في صناعة المصدات وخزانات الوقود وأجزاء أخرى من السيارات. ستواصل الشركات البتروكيماوية المتكاملة استراتيجيتها في إنتاج أو شراء شركات مركبات صغيرة. من ناحية أخرى، تقوم الشركات المستقلة بتأسيس شركات صناعية أكبر وأكثر تخصصًا. من المتوقع أن يؤدي التنافس بين هذه الشركات إلى زيادة الطلب في آسيا في صناعات مثل السيارات والفضاء والطب.

تُستخدم المواد البوليمرية على نطاق واسع في مختلف الصناعات، ويُعد البولي إيثيلين من أكثر هذه المواد استخدامًا. يُطلق على استخدام الأصباغ المختلفة لتحسين المتانة والمقاومة للمركبات البوليمرية اسم “المركب”. يُستخدم مركب البولي إيثيلين في صناعات مختلفة مثل إنتاج أنابيب الري، وأنابيب الضغط، وأفلام النفخ. في هذه المقالة، سنشرح خصائص واستخدامات مركب البولي إيثيلين بالتفصيل.

ما هو مركب البولي إيثيلين؟

في العديد من الصناعات، مثل صناعة أنابيب المياه، تُستخدم مركبات تحتوي على صبغة سوداء وكفاءة عالية. مركب أنبوب البولي إيثيلين هو نوع من أنابيب المياه مصنوع من مركب يحتوي على نسبة من الكربون الأسود. يتكون هذا المركب من نفايات صناعية عالية الجودة ومواد جديدة، ويتميز بمقاومة عالية ضد أشعة الشمس، وخصائص جيدة وسعر مناسب. بالإضافة إلى الجودة والسعر المناسبين، يتميز مركب أنبوب البولي إيثيلين بسهولة التشكيل، مما يجعله منافسًا قويًا في الأسواق الداخلية والخارجية.

أنواع البولي إيثيلين

البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE)

يتكون من سلاسل بوليمرية مستقيمة، ويتميز بقوة شد عالية ومتانة. يتم إنتاجه من خلال عملية بلمرة باستخدام محفز زيجلر-ناتا.

البولي إيثيلين الخطي منخفض الكثافة (LLDPE)

يتكون من بوليمر خطي مع بعض التفرعات القصيرة، ويُنتج من خلال بلمرة مشتركة للإيثيلين مع ألكينات طويلة السلسلة. يُستخدم في إنتاج الأنابيب البلاستيكية وتوصيلات السباكة.

البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE)

يتكون من سلاسل متفرعة، ويتميز بمرونة عالية ولكنه أقل مقاومة من الأنواع الأخرى. يُنتج عن طريق بلمرة جذرية.

تُصنَّف أنواع البولي إيثيلين حسب الكثافة، والتي تعتمد على طول السلسلة وعدد التفرعات. من بين الأنواع، يُعد مركب البولي إيثيلين الخطي من أكثر الأنواع استخدامًا في صناعة أنابيب المياه. فيما يلي بعض مزايا مركب البولي إيثيلين.

مزايا المركب البوليمري

يُستخدم مركب البولي إيثيلين في إنتاج الأنابيب والتوصيلات البلاستيكية، ويتكون من نفايات صناعية عالية الجودة ونسبة قليلة من المواد الجديدة، مع تحسين الخصائص باستخدام تقنية النانو.

• استخدام مواد خام موحدة وعالية الجودة
• توزيع موحد للكربون الأسود
• مقاومة ممتازة لأشعة الشمس
• سعر منافس وجودة ثابتة
• إمكانية استخدام 40% إلى 100% من المركب

يُستخدم التلوين لتحسين خصائص المواد، وتُسمى هذه العملية “المركبة”. وهناك طريقتان رئيسيتان لإنتاج المركب:

1. استخدام درجات البولي إيثيلين الجاهزة التي تحتوي على كربون أسود

يتم إنتاج هذه المواد من قبل شركات البتروكيماويات، وتُستخدم مباشرة من قبل الشركات المصنعة للأنابيب.

2. إضافة مسترباتش الكربون الأسود إلى البولي إيثيلين الطبيعي

يُضاف مسترباتش يحتوي على تركيز عالٍ من الكربون الأسود أثناء عملية التصنيع، وهو شائع في صناعة الأنابيب.

تطبيقات المركب البوليمري

يُعد مركب البولي إيثيلين من أكثر المواد استخدامًا في صناعة البلاستيك، ويمكن استخدامه بشكل نقي أو مخلوط.

بعض التطبيقات:

• إنتاج أفلام البولي إيثيلين
• إنتاج أنابيب الري بالتنقيط
• إنتاج الأنابيب ذات الضغط العالي
• إنتاج صفائح الجيوممبران
• تصنيع الكرتون البلاستيكي
• إنتاج القطع البلاستيكية بالحقن

أحد الاستخدامات الشائعة هو إنتاج أنابيب الضغط المصنوعة من PE80 والتي تحتوي على 2% إلى 2.5% من الكربون الأسود. تُستخدم هذه المركبات أيضًا على نطاق واسع في إنتاج مسترباتش البولي إيثيلين، وخاصة في صناعة الأفلام. تساعد المركبات على تقليل استخدام المواد الخام الجديدة، وتُستخدم بشكل واسع في أوروبا لإنتاج أفلام قصيرة العمر.