در ستایش پلاستیکها

پلاستیک یک واژه عمومی برای اطلاق به مواد تولیدی از پلیمرهای synthetic است. پلاستیک ماده ای است که بیشتر از ۱۰۰ سال است در اطراف خود می توانیم آن را ببینیم و تقریبا نمی توان زندگی را بدون این ماده تصور کرد. اگر در مورد زندگی واژه تقریبا را بکار ببریم، در مورد بسته بندی باید اذعان کنیم که تصور بسته بندی بدون پلاستیک امری است محال ممکن. پلاستیک خود را در تمامی ارکان زندگی ما کاملا جا انداخته است. برخی مردم همواره از دنیای خالی از پلاستیک حرف می زنند و یکسره می گویند: کاش می شد دنیا را بدون پلاستیک دید اما این مردم هیچ وقت سوال خود را تصحیح نمی کنند که: جرات این را دارید که دنیا را بدون پلاستیک تصور کنید؟
در اواسط دهه ۱۹۸۰ بود که پلاستیک بالاخره فلز را از رتبه اول پرمصرف ترین مواد اولیه به زیر کشید و از آن زمان تا به حال یکسره رشد مصرف این ماده را شاهد بوده ایم تا جایی که هم اکنون فاصله بین مزان استفاده از فلزات و پلاستیک بسیار زیاد و چشمگیر شده است. برای این امر دلایل بسیاری می توان یافت که در ذیل به برخی از آنان اشاره خواهیم داشت ولی واقعیت محبوبیت پلاستیک چیزی فراتر از این نظرات است. نظراتی همچون: پلاستیک در مقایسه با انواع فلزات بسیار سبک تر و کم حجم تر و به این دلیل که استفاده از پلاستیک صرفه جویی زیادی در مواد اولیه می کند پس مصرف آن نیز رشد بسیار بالایی داشته است. در مورد ایده صرفه جویی باید گفت که چند سالی است یک نظریه کاملا آگاهانه در مورد کم کردن از میزان مواد اولیه در تمامی محصولات پلاستیکی و غیرپلاستیکی بر صنعت حاکم شده و همین نظریه است که باعث تولید شیشه ها و بطری های پلاستیکی کم وزن گردیده است.
با توجه به این نگرش، باز هم پلاستیک گزینه ای است بسیار مناسب چرا که به راحتی می توان از ضخامت یا قطر آن کاهش داد. همین امر خود موجب استفاده فزاینده از پلاستیک گردیده وحتی برای آن موارد استفاده جدید نیز یافته است. به جرات می توان گفت که این رشد مصرف حتی بسیار بیشتر از آن چیزی است که آمار به ما نشان می دهد. اگر نگرانی های زیست محیطی را نیز در نظر بگیریم، باز هم پلاستیک با فاصله زیادی رقبای خود را پشت سر می گذارد چرا که انجام تحقیقات بسیار گسترده اثبات کرده که هیچ ماده ای همچون پلاستیک به این میزان قابل بازیافت نیست و حتی می توان ادعا کرد که بازیافت پذیری پلاستیک پایان ناپذیر است. از نظرات دیگر می توان به نظریه انعطاف پذیری بسیار بالای پلاستیک اشاره نمود. پلاستیک به حدی انعطاف پذیر است که از آن می توان برای تولید هر نوع محصولی استفاده کرد بدون این که حتی میزان دقیق مواد مورد نیاز را مشخص کنیم. شاید صفت همه کاره، بهترین صفت برای توصیف این ماده باشد. یکی دیگر از عوامل رشد مصرف پلاستیک را می توان ابداع باکالیت Bakelite دانست.
این ماده که خود یک رزین گرمایی است در سال ۱۹۰۹ ابداع شد و از همان ابتدا در بسیاری از صنایع از جمله صنعت بسته بندی برای خود جای پای محکمی باز کرد. اما رشد واقعی در مصرف را زمانی تجربه کرد که از این ماده در مقیاس بسیار وسیع و گسترده در صنعت بسته بندی استفاده شد. یکی از مهم ترین انواع این رزین ها، رزین های گرمایی، پلی اتیلن بود که در سال ۱۹۳۵ کشف گردید. پلی اتیلن در حقیقت ذرات اصلی سازنده و حجیم کننده پلاستیک می باشد. به جرات می توان گفت که تولید پلی اتیلن نقطه عطفی بود در استفاده از پلاستیک در صنایع و فقط کمتر از ۵۰ سال طول کشید تا این ماده به مصرف ترین مواد مصرفی در صنایع مختلف تبدیل شود. در نهایت، به صرفه بودن استفاده از پلاستیک و قیمت بسیار مناسب آن نیز می تواند به عنوان یک عامل مثبت در رشد تولید و مصرف آن محسوب شود. تا کنون بشر هیچ ماده را نساخته که به اندازه پلاستیک درتولید کم هزینه باشد و هنوز هم حتی نمی توان یک رقیب برای این ماده نام برد که بتواند حتی ذره ای یکه تازی پلاستیک را تهدید کند و از نظر هزینه تولید و تبدیل، به پای پلاستیک برسد.
● تاریخچه تحول پلیمرها
به طور قطع می توان گفت که مهم ترین تحول را در پلیمر، مهندس هرمان اشتادینگر آلمانی در دهه ۱۹۲۰ میلادی انجام داد. تا پیش از او نظریه غالب در مورد پلیمر این بود که پلیمرها مجموعه ای از مولکول ها بودند اما اشتادینگر پس از تحقیقات فراوان اثبات کرد که در حقیقت پلیمرها زنجیره ای از مولکول های حجیم و بزرگ اند و با استفاده از مونومرهای آنان در روش های مختلف می توان زنجیره ای از این پلیمرها درست کرد. این نظریه اشتادینگر او را به عنوان بنیانگذار علم پلیمرها در جهان مطرح کرد و شناساند و در سال ۱۹۵۳، انجمن نوبل، جایزه نوبل شیمی را نیز به او اعطا نمود. با این حساب حتی می توان او را پدر صنعت پلاستیک نوین نیز به حساب آورد.
اولین پلاستیک مصنوعی در حقیقت سلولز نیترات بود. البته در پسوند مصنوعی بودن آن حرف و حدیث بسیار است چرا که برخی کارشناسان معتقدند نمی توان به پلاستیک های اولیه لقب مصنوعی داد. دعوی آنان به این دلیل است که مواد اولیه برای ساخت آن پلاستیک از نوعی چوب و خمیر نیشکر بوده ، پس مواد اولیه آن کاملا طبیعی بوده است نه مصنوعی. نام این پلاستیک را سلولوئید گذاشتند ولی ماده به دست آمده ، ماده چندان قابل اعتمادی نبود چرا که از اشتعال پذیری بسیار بالایی برخوردار بود و وقتی در معرض گرما و حرارت قرار می گرفت، به سرعت ذوب می شد. البته نسخه دیگری از سلولوئید با نام سلولوز استات، بعد از آن به بازار آمد ولی این اتفاق کمی پس از ابداع باکالیت رخ داد.
اما باکالیت را یک مهندس شیمی بلژیکی به نام باکلند در سال ۱۹۰۷ اختراع کرد. و در سال ۱۹۰۹ حق امتیاز انحصاری آن را نیز به نام خود ثبت نمود. باکالیت در حقیقت یک رزین فنالیک بود که در برابر برق و گرما از خواص عایقی بالایی برخوردار بود. به علاوه این که قابلیت قالب زنی را نیز داشت. در حقیقت باکالیت اولین پلاستیک مصنوعی واقعی بود چرا که تمامی مواد اولیه آن ساخته دست بشر بود. مخترع باکالیت، آقای باکلند بیشتر از ابداع باکالیت نیز فردی مشهور بود چرا که کاغذهای مخصوص چاپ عکس velox را ابداع نموده بود. امتیاز این کاغذها عکس را آقای Eastman در سال ۱۸۹۹ از او خریداری نمود. بالکلند در حقیقت قصد داشت تا ماده ای را تولید و جایگزین جلا دهنده های الکلی نماید. اولین نمونه تجاری قابل مصرف در صنعت از این ماده، در سال ۱۹۰۹ وارد بازار شد و از آن پس برای همیشه در بازار باقی ماند.
یکی از اتفاقات جالبی که برای Bakelite باکالیت افتاد، تصمیم دولت ایالت متحده برای ضرب سکه های آمریکایی با استفاده از از باکالیت بود که البته این تصمیم تنها به دلیل محبوبیت این ماده نبود بلکه به دلیل کمبود شدید فلز و شرایط سخت اقتصادی دولت آمریکا در آن زمان اتخاد شد. در نهایت آقای باکلند در سال ۱۹۳۹ شرکت خود را به اتحادیه تولیدی carbide فروخت.
در خلال سال های ۱۹۲۸ تا ۱۹۳۲ ، محققان صنعتی دو کشور انگلستان و آلمان، تحقیقات جداگانه ای را برای تولید نوعی پلی متیل آغاز نمودند که منجر به تولید ماده ای شد که امروزه آن را با نام آکریلیک می شناسیم. این ماده در سال ۱۹۳۳ توسط شرکت Rohm & Haass به صورت صنعتی تولید و عرضه شد. حوالی همان سال ها و شاید هم در سال ۱۹۳۰ بود که آقای Fabran، موفق به تولید صنعتی پلی استایرن گردید. و باز هم در همان سال بود که برای اولین بار پروسه قالب زدن پلاستیک به صورت صنعتی و قابل فروش به انجام رسید. در سال ۱۹۳۳ دو ماده بسیار مهم و بسیار پرکار برد در صنعت مدرن و امروزی پلاستیک یعنی PE وPVC ابداع و تولید شدند.
اختراع PE نیز یک تصادف بود و توسط دو محقق به نام های کیسیون و ریجینالد کشف گردید. ویلیام فاوست نیز پس از آن نام تجاری PVC را برای ایالات متحده به صورت انحصاری ثبت کرد. در سال ۱۹۳۵ آقای والاس کارترس موفق به تولید و ابداع یک نوع پلی آمید با نام نایلون گردید بعدها مبدل به موفق ترین پلاستیک مصنوعی در میان تمامی تولیدات پلاستیکی گردید. در سال ۱۹۵۷ شرکت Hoechst موفق به تولید pp گردید. گفتنی است که pp هم اکنون پرمصرف ترین پلاستیک است. سازندگان pp آقایان زیگلیر و ناتا بودند که ناتا در سال ۱۹۶۳ به صورت مشترک برنده جایزه نوبل شیمی نیز گردید.
Pp پس از ابداع به حدی زود جای خود را در صنعت باز نمود که فقط در ایالات متحده در سال ۱۹۶۹، حدود ۴۵۴ میلیون تن تولید شد.
● پلاستیک در صنعت بسته بندی
پلاستیک خود به تنهایی امتیازی است بسیار بزرگ برای صنعت بسته بندی و البته این ممتاز بودن به هیچ وجه بی دلیل نیست. صنعت بسته بندی با توجه به نوع مشتریان خود، همواره در تلاش بوده تا از مواد اولیه سخت و سفت و انعطاف پذیری همچون بطری های شیشه ای، قوطی ها و بشکه های فلزی و جعبه های چوبی، رو به مواد انعطاف پذیری همچون پلاستیک بیاورد. روی آوری صنعت بسته بندی به بسته بندی های انعطاف پذیر همه ساله حدود ۶% رشد دارد و البته رشد مصرف پلاستیک در بسته بندی حداقل ۵۰% بیشتر از دیگر انواع مواد اولیه برای این صنعت می باشد.
البته در چند سال اخیر، بسته بندی های کاغذی و کارتنی نیز رشد خوبی داشته اند ولی فعلا پلاستیک حرف اول را می زند. گفتنی است که رشد کاغذ و کارتن تقریبا منحصر به بسته بندی های متوسط از نظر اندازه می شود. با تمامی اقدامات انجام شده برای کاهش میزان مصرف پلاستیک در تولید محصولات مختلف، پلاستیک هنوز هم در حال رشد تولید و حتی ازدیاد فاصله خود با دیگر انواع مواد اولیه برای بسته بندی است.
در اوایل دهه ۱۹۸۰ میزان تقاضا برای پلاستیک تنها ۲۲% از تمامی مواد خام را تشکیل می داد ولی امروزه و با توجه به رشد بسیاری دیگر از بخش های غیر بسته بندی، این میزان به ۳۳% رسیده. اگر می خواهید رشد واقعی تقاضا برای پلاستیک را حس کنید، کافی است نگاهی به انواع موارد استفاده غیر بسته بندی برای دیگر انواع مواد اولیه همچون بخش ساخت و ساز مسکن، اتومبیل و حمل و نقل بیاندازید. صنعت بسته بندی در دهه ۱۹۵۰ روی بر استفاده فزاینده از پلاستیک نهاد چرا که پلاستیک نه تنها ضد آب و ضد رطوبت بود بلکه مقاومت مناسبی در برابر گرما نیز از خود نشان می داد. از همه مهم تر، نیازی بود که صنعت بسته بندی به انواع عایق های شیمیایی داشت که همه این ویژگی ها به طور یکجا در پلاستیک یافت می شد.
در سال ۱۹۵۷ برای اولین بارازکیسه های پلاستیکی برای ساندویچ استفاده شد. تا سال ۱۹۷۴، رشد مصرف پلاستیک افزایش بیشتری یافت ودراین سال بود که فروشگاههای زنجیره ای بزرگ همچون c penny, ward, sears (روی به استفاده از کیسه های پلاستیکی به جای کیسه های کاغذی آوردند. استفاده از پلاستیک جنبه های بهداشتی نیز دارد. در سال ۱۹۶۹ مرکز مطالعات بهداشتی نیویورک طی تحقیقی اعلام داشت که کیسه های زباله پلاستیکی بسیار تمیزتر، بهداشتی تر و کم سر وصدا تر از سطل های زباله فلزی هستند و این خود دلیلی شد تا در دهه ۱۹۸۰، صنعت تولید کیسه های زباله با استفاده از فیلم های LDPE وLLDPE تبدیل به بزرگ ترین بخش تولیدی صنعت پلاستیک شود تا جایی که تنها از این محصول حدود ۵۰۰ هزار متر تن محصول به صورت سالانه تولید می گردد.
در نهایت، آخرین دستاورد صنعت پلاستیک که آن نیز خود انقلابی در صنعت بسته بندی بود، ابداع بطری های PET می باشد. پیش بینی می شود که تا پایان سال ۲۰۱۰، تقاضای جهانی برای پلاستیک به بیشتر از ۲۰۰ میلیون متر تن برسد. در جدول زیر، سهم هر یک از محصولات پلاستیکی در بازار از نظرتان می گذرد:
LLDPE ۱۱% -HDPE ۱۷%-PVC ۱۹%-PP : ۲۴%
ABS ۴%- PET ۷%-PS ۷% -LDPE ۱۱%
بر طبق آمار، تقاضای جهانی برای انواع پلی اتیلن، یعنی PE وpp تا سال ۲۰۱۰ به ۸۲ میلیون متر تن خواهد رسید. در خلال سال های ۲۰۰۴ و ۲۰۰۵، حدود ۱۹۵ میلیون متر تن پلیمر به ارزش ۱۳۰ میلیارد دلار در بازار پلاستیک داد و ستد شد.
کلام آخر این که دیگر چه دلیلی باقی می ماند تا ما را از گفتن این حقیقت که پلاستیک ماده ای است معجزه آسا، باز دارد؟ ماده ای که برای تمامی صنایع، به خصوص صنعت بسته بندی، فواید و سود بسیاری داشته و دارد، در کمتر از یکصد سال عمری که این ماده اولیه در زندگی ما دارد، به صورت بخشی جدایی ناپذیر از زندگی مان در آمده که این خود نشان از همه فن حریف بودن، مفید بودن و موثر بودن این ماده است.

منبع : ماهنامه فناوری و توسعه صنعت بسته بندی