انواع گرانول با عکس و کاربرد آن ها در تولید محصولات مختلف

امروزه، گرانول ها نقش بسیار حیاتی در زندگی ما ایفا می کنند و در تولید محصولات مختلف از کفش و دمپایی گرفته تا تجهیزات پزشکی مانند کیسه های خون، لوله های تنفسی و غیره مورد استفاده قرار می گیرند. انواع مختلفی از گرانول ها وجود دارند که هر یک ویژگی های منحصر به فرد خود را دارد و در زمینه های متفاوت به کار گرفته می شود.

از میان رایج ترین انواع گرانول می توان به پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی استایرن پلی کربنات، پلی وینیل کلراید و اتیلن وینیل استات اشاره کرد که هر یک خواص مکانیکی و شیمیایی متفاوتی دارند و برای کاربردهای خاص مناسب هستند. پلیمرها به صورت پودر، پولکی و گرانول مورد استفاده قرار می گیرند، اما سوالی که همیشه مطرح می شود این است که کدام نوع بهترین کاربرد را در صنایع دارد؟ گرانول با اختلاف بهترین نوع پلمیر برای کاربردهای صنعتی است.

ماشین آلات تولید محصولات پلاستیکی به گونه ای ساخته شده اند که به جای پودر بهتر است از شکل گرانول برای تولید پلمیر استفاده شود. بنابراین، در این مقاله ما انواع مختلف گرانول و کاربرد آن ها در ترکیبات صنعتی را مورد بررسی قرار خواهیم داد. بعد از مطالعه این مقاله، شما با اهمیت گرانول در زندگی خود آشنا خواهید شد. تا انتهای مقاله با ما همراه باشید.

انواع گرانول

تعریف گرانول ها
انواع دسته بندی گرانول بر اساس ترکیب شیمیایی
- 1. پلیمرهای ارگانیک
- 2. پلیمرهای غیرارگانیک
توضیح تکنیک های مختلف گرانول سازی انواع گرانول
خواص فیزیکی و شیمیایی انواع گرانول ها
کاربرد انواع مختلف گرانول ها
پیشرفت های بالقوه در انواع تولید گرانول و کاربردهای آن ها
اهمیت شناخت انواع گرانول در صنایع مختلف
خرید انواع گرانول از فرتاک پلیمر

تعریف گرانول ها

در تعریف گرانول ابتدا باید درک کنیم که گرانول یک ماده خاص پلیمری نیست، اما شکلی از پلیمر است که به صورت پلت های کوچک برای تولید محصولات پلاستیکی مورد استفاده قرار می گیرد. در واقع، مواد خام در ابتدا به شکل پودر در تولید محصولات پلاستیکی مورد استفاده قرار می گرفتند، اما با گذشت زمان این مواد پلیمری به شکل پودر موجب بروز خطراتی مانند مشکلات تنفسی، مشکلات ریوی و مشکلات خونی شدند. علاوه بر این، استفاده از مواد به شکل پودر از نظر اقتصادی به صرفه نیست زیرا مقدار زیادی از این پودر در حین استفاده هدر می رود و نیز آلودگی زیست محیطی را به همراه دارد.

بنابراین، محققان دریافتند که باید مواد پلیمری را به صورت گرانول تهیه کنند و سپس از این گرانول ها در تهیه محصولات پلاستیکی مختلف استفاده کنند. انواع مختلفی از گرانول ها وجود دارند که هر یک ویژگی های منحصر به فرد و کاربردهای خاص خود را دارند. از پرکاربردترین انواع گرانول می توان به پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی کربنات، پلی وینیل کلراید (PVC) و اتیلن وینیل استات (EVA) اشاره کرد که در ادامه به آن ها پرداخته می شود.

انواع دسته بندی گرانول بر اساس ترکیب شیمیایی

پلیمرها، مولکول های زنجیره ای خطی بزرگ ساخته شده از مونومرهای تکراری مرتبط به هم ازطریق پیوندهیا کووالانسی هستند. روش اتصال مولکول ها به یکدیگر را پلیمریزاسیون می گویند. بر اساس نوع گرانول، پلیمرها به دو دسته بندی کلی تقسیم بندی می شوند: ارگانیک (آلی) و غیرارگانیک (معدنی).

1. پلیمرهای ارگانیک

پلیمرهای ارگانیک عمدتا از اتم های کربن و هیدروژن همراه با ناجور اتم هایی مانند اکسیژن، نیتروژن و گوگرد تشکیل شده اند. پلیمرهای ارگانیک به صورت طبیعی در گیاهان و حیوانات یافت می شوند و به صورت مصنوعی نیز سنتر می شوند. نشاسته و سلولز، اسیدهای نوکلئیک و پروتئین ها مواد آلی (ارگانیک) طبیعی هستند. برخی از نمونه های پلیمرهای ارگانیک عبارتند از پلی اتیلن که یک پلیمر ارگانیک ساخته شده از چندین زیر واحد مونومر کربن و هیدروژن است.

در واقع، این ماده یک زنجیره طولانی از هیدروکربن ها است که به یکدیگر متصل شده و به عنوان یکی از محبوب ترین ترکیبات مورد استفاده در تولید بسیاری از محصولات به کار گرفته می شود. گرانول پلی پروپیلن به عنوان یک ترکیب ارگانیک در نظر گرفته می شود زیرا دارای پلیمری است که مونومر آن پروپیلن است. این مونومر از یک هیدروکربن ارگانیک با فرمول شیمیایی C3H6 تشکیل شده است. پلیمرهای پلی کربنات، پلی استایرن و پلی وینیل کلرید نیز پلیمرهای ارگانیک محسوب می شوند.

2. پلیمرهای غیرارگانیک

این پلیمرها از مولکول های غیرارگانیک تشکیل شده اند. پلیمرهای غیرارگانیک به درشت مولکول هایی گفته می شوند که از اتم هایی به غیر از کربن در زنجیره اصلی که توسط پیوندهای کووالانسی یگانه یا دوگانه به هم متصل شده اند، تشکیل می شوند. پلیمرهای غیرارگانیک دارای خواصی هستند که در مواد ارگانیک یافت نمی شوند، ازجمله انعطاف پذیری در دماهای پایین، هدایت الکتریکی و غیرقابل اشتعال بودن. مولکول های غیرارگانیک شامل اتم هایی مانند سیلیکون، بور، فسفر و گوگرد هستند. پلیمرهای غیرارگانیک به صورت طبیعی در طبیعت وجود دارند و همچنین می توان آن ها را به صورت مصنوعی سنتز کرد. برخی از نمونه های پلیمرهای غیرارگانیک عبارتند از پلی سیلان ها، پلی سیلوکسان ها، پلی سیلازان ها، پلی سولفیدها، پلی فسفازن ها و پلی تیازیل.

توضیح تکنیک های مختلف گرانول سازی انواع گرانول

تکنیک های گرانول سازی به فرآیندهای مورد استفاده در تولید گرانول ها از مواد پودری گفته می شود. انتخاب روش گرانول سازی به فاکتورهای متعددی ازجمله نوع ماده، خواص محصول نهایی مورد نظر و شرایط پردازش بستگی دارد. تکنیک های مختلفی برای تولید انواع مختلف گرانول وجود دارند که در آن ها از دستگاه اکسترودر برای تولید گرانول ها استفاده می شود.

دستگاه اکسترودر یکی از بهترین دستگاه های تولید گرانول است. شرایط فرآیند اکسترودر و گرانول سازی بر اساس اندازه، شکل و یکنواختی گرانول ها متفاوت است. متداول ترین روش های خط تولید گرانول شامل موارد زیر است:

گرانول سازی خشک

در این روش، مواد بعد از خرد و ذوب شدن به داخل دستگاه اکسترودر ریخته می شوند. سپس، از یک صافی با سوراخ های بسیار ریز عبور داده و در حین ذوب شدن با یک تیغه برش داده می شوند. بعد از این مرحله، آن ها به صورت همزمان توسط یک مکنده جذب شده و از یک لوله سرد عبور داده می شوند تا خشک شوند. این روش دقیق تر است زیرا هزینه آن نسبت به سایر روش ها بالاتر است، اما پایداری آن نیز از نظر خواص پلاستیکی نسبت به سایر روش ها بیشتر است.

گرانول سازی رشته ای

این روش یکی از رایج ترین روش های مورد استفاده در تولید گرانول است. از آنجایی که این روش از دستگاه ها و ماشین آلات ساده تر استفاده می کند، محبوبیت بیشتری دارد. در ایران، این روش بیشتر از سایر روش ها برای ساخت انواع گرانول ها استفاده می شود. در این روش، مواد خام اولیه بعد از ذوب وارد دستگاه اکسترودر می شوند. بعد از آن، از یک صافی رد شده و به رشته هایی در داخل دستگاه گرانول ساز برش داده می شوند.

در مرحله بعد، به منظور خشک کردن این رشته ها آن ها را از آب سرد عبور می دهند و خشک می کنند و به قطعات کوچک تر برش می زنند. این روش معمولا برای تولید گرانول های بازیافتی مورد استفاده قرار می گیرد و نیازمند یک اپراتور است زیرا خط تولید پایدار نیست و رشته های گرانول به صورت پیوسته برش داده می شوند. بنابراین، دقت پایینی دارد و نیازمند حضور یک اپراتور است. گرانول های تولید شده توسط این تکنیک دارای گوشه های تیزی هستند.

گرانول سازی ازطریق سیستم برش رینگ آبی

این روش ساده تر و کارآمدتر است. در این روش، ماده در اکسترودر ذوب و همگن می شود. سپس، ماده ذوب شده از یک صافی رد شده و ازطریق تیغه های چرخشی به قطعات کوچک تر برش داده می شود. بعد از این مرحله، مواد با استفاده از نیروی گریز از مرکز به اطراف مخزن می چسبند و با حضور آب سرد که در درون مخزن در حال گردش است، ماده خنک می شود. این روش پایداری خوبی در خط تولید دارد و گزینه ایده آلی برای تولید ترکیبات ترد و شکننده است. از مزایای این روش می توان به تولید محصول نهایی باکیفیت، تمیزکاری آسان در طی فرآیند تغییر رنگ، استفاده و کاربرد آسان و صرفه جویی در مصرف آب اشاره کرد.

گرانول سازی ازطریق سیستم برش زیر آب

در این روش، ماده پلاستیکی ابتدا ذوب شده و سپس در داخل اکسترودر قرار داده می شود و از یک صافی عبور داده می شود. سپس، به زیر آب فرستاده می شود تا با سرعت بالا برش داده شود و پلت های به وجود آمده ازطریق گردش آب استخراج شوند. آن ها به صورت سانتریفیوژ حمل می شوند. از مزایای این روش می توان به حجم تولید بالا، صرفه جویی در مصرف انرژی و سازگاری پلت های تولید شده از نظر شکل و ساختار اشاره کرد. این روش یک گزینه مناسب برای بیشتر ترموپلاستیک هاست. یکی از معایب این روش، هزینه های بالای تعمیر و نگهداری است.

خواص فیزیکی و شیمیایی انواع گرانول ها

همانطور که گفته شد، انواع مختلفی از گرانول ها وجود دارد که هر یک خواص فیزیکی، شیمیایی، مکانیکی و حرارتی خاص خود دارند. در ادامه، خواص فیزیکی و شیمیایی رایج ترین انواع گرانول را بررسی می کنیم:

گرانول پلی اتیلن (PE)

انواع گرانول: گرانول پلی اتیلن — گرانول پلی اتیلن

خواص پلی اتیلن بسته به نوع آن می تواند کاملا متفاوت باشد. وزن مولکولی، پیوندها و وجود کومونومرها به شدت بر خواص آن تاثیر می گذارند. پلی اتیلن دارای چگالی بین 0.88 الی 0.96 گرم بر سانتیمتر مکعب است. با در نظر گرفتن این که پلی اتیلن در چگالی های مختلف وجود دارد، این چگالی می تواند بسته به اهداف خاص و وزن مولکولی پلیمر متفاوت باشد. نقطه ذوب پلی اتیلن معمولا بین 115 الی 135 درجه سلسیوس است. گرانول های پلی اتیلن به شکل گلوله های گرد و کوچک سفید رنگ ساخته می شوند. پلی اتیلن خواص شیمیایی خوبی دارد. این نوع از گرانول ها از شفافیت و براقیت خوبی برخوردار هستند.

هرچه بلورینگی بیشتر باشد، چگالی و پایداری خواص شیمیایی و مکانیکی نیز بیشتر خواهد بود. علاوه بر این، یکی از مهم ترین خواص شیمیایی پلی اتیلن مقاومت خوب آن در برابر مواد شیمیایی است. بیشتر گریدهای آن یعنی LDPE، MDPE و HDPE، مقاومت شیمیایی عالی در برابر اسیدها و بازهای قوی دارند. همچنین، این نوع از گرانول ها از خود آب را عبور نمی دهند و در مقایسه با سایر پلاستیک ها، نفوذپذیری گاز و بخار آب در آن ها بسیار پایین است.

خرید گرانول پلی اتیلن

گرانول پلی پروپیلن (PP)

انواع گرانول: گرانول پلی پروپیلن — گرانول پلی پروپیلن

چگالی این نوع گرانول در محدوده بین 0.855 گرم بر سانتیمتر مکعب (آمورف) و 0.946 گرم بر سانتیمتر مکعب (کریستالی) قرار دارد. نقطه ذوب پلی پروپیلن بین 130 الی 171 درجه سلسیوس است و شبیه به گلوله های کوچک ساخته می شود. گرانول های پلی پروپیلن بسیار شبیه به گرانول های پلی اتیلن هستند و تقریبا خواص شیمیایی مشابه ای دارند. از خواص شیمیایی آن ها می توان به مقاومت در برابر حلال ها، بازها و اسیدهای شیمیایی اشاره کرد. همچنین، این نوع از گرانول ها رطوبت را جذب نمی کنند و علاوه بر آن، مقاومت بالایی در برابر تنش های محیطی و مقاومت دمایی بالایی دارند.

خرید گرانول پلی پروپیلن

گرانول پلی کربنات (PC)

انواع گرانول: گرانول پلی کربنات — گرانول پلی کربنات

چگالی این گرانول بین 1.2 الی 1.22 گرم بر سانتیمتر مکعب است و نقطه ذوب آن 155 درجه سلسیوس می باشد. این گرانول ها به شکل گلوله های کوچک استفاده می شوند. گرانول پلی کربنات از مقاومت بالایی در برابر ضربه، کشش، خمش و اشعه های ماورابنفش برخوردار است و در شرایط آب و هوایی مختلف به کار گرفته می شود. یکی دیگر از خواص مهم آن، قابلیت اشتعال است. همچنین عایق حرارتی خوبی است و در صرفه جویی انرژی نقش بسزایی دارد.

خرید گرانول پلی کربنات

گرانول پلی استایرن (PS)

انواع گرانول: گرانول پلی استایرن — گرانول پلی استایرن

چگالی این نوع گرانول بین 0.96 گرم بر سانتیمتر مکعب و 1.04 گرم بر سانتیمتر مکعب است. نقطه ذوب آن نیز 212 درجه سلسیوس می باشد. این گرانول به رنگ سفید و به شکل گلوله های کوچک تولید می شود. از بین انواع مختلف گرانول، این نوع رسانایی کمی دارد و عایق است. همچنین، از انجایی که غیرقطبی است و در آب حل نمی شود، مقاومت آن در برابر اشعه ماورابنفش و اکسیژن بالاست و مقاومت خوبی را در برابر مواد شیمیایی مانند اسیدها و بازها از خود نشان می دهد.

خرید گرانول پلی استایرن

گرانول های پلی وینیل کلراید (PVC)

پلی وینیل کلراید دارای چگالی 1.4 گرم بر سانتیمتر مکعب و نقطه ذوب 185 درجه فارنهایت است. ظاهر گرانول پلی وینیل کلراید، سفید، شکننده و جامد است. گرانول های PVC دارای خواص شیمیای مانند مقاومت بالا در برابر اسیدهای رقیق، قلیایی های رقیق و هیدروکربن های آلیفاتیک می باشند. همچنین مقاومت قابل قبولی در برابر نور خورشید و شرایط جوی دارد.

اتیلن وینیل استات (EVA)

اتیلن وینیل استات دارای چگالی بین 0.921-0.970 گرم بر سانتیمتر مکعب و نقطه ذوب بین 90 الی 120 درجه سلسیوس می باشد. همچنین، ظاهری سفید و شفاف دارد. این نوع از گرانول ها مقاومت شیمیایی بالایی در برابر اسیدها و بازهای رقیق شده، الکل ها، روغن ها و گریس ها، هیدروکربن های آروماتیک و هیدروکربن های هالوژنه دارند. علاوه بر این، مقاومت بسیار خوبی در برابر اشعه ماورابنفش و شکنندگی از خود نشان می دهند.

خرید گرانول اتیلن وینیل استات

کاربرد انواع مختلف گرانول ها

انواع مختلف گرانول ها برای کاربردهای مختلف بر اساس خواص فیزیکی و شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرند. از میان کاربرد انواع گرانول در صنعت می توان به موارد زیر اشاره کرد: