تفاوت های پلیمر طبیعی و مصنوعی

تفاوت های پلیمر طبیعی و مصنوعی

پلیمر طبیعی و پلیمر مصنوعی در زندگی انسان ها دیده می شوند. پلیمرها، مصنوعی یا طبیعی هستند. این دو پلیمر نسبت به هم تفاوت هایی دارند.

پلیمر طبیعی

پلیمر طبیعی در اثر فرآیندهای طبیعی ایجاد می شود. در بدن انسان، گیاهان و حیوانات وجود دارد. پروتئین ها، اسیدهای آمینه، DNA, RNA همه پلیمر طبیعی هستند که در طبیعت و بدن جانداران وجود دارد. پشم، ابریشم، عسل نمونه هایی از پلیمر طبیعی است.

محققان به دنبال کاهش استفاده از پلیمرهای پایه فسیلی مثل پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی استایرن، پلی اتیلن ترفتالات و … می‌باشند. به علت مشکلات محیط زیستی بوجود آمده توسط این منابع ازجمله گرم شدن و فرسایش زمین، آلوده کردن محیط زیست(به دلیل سرعت تخریب بسیارپایین) و آزاد شدن کربن دی اکسید به هنگام تولید، استفاده از این مواد با چالش بزرگی روبه‌رو می‌باشد. از این رو محققین به دنبال جایگزینی این مواد با پلیمرهای پایه طبیعی هستند. این مواد به دلیل منشاء گرفتن از طبیعت، دارای سرعت تخریب مناسب هستند و هم‌چنین به علت کاهش مصرف نفت، میزان گرم شدن زمین نیز از این طریق کاهش می‌دهند. از طرفی تقاضا برای تولید محصولات غذایی تازه ، ایمن و با حداقل فرآورش، از جمله مهم‌ترین چالش‌هایی است که امروزه صنعت بسته بندی و مواد غذایی با آن مواجه است. انتخاب صحیح مواد و روش مناسب بسته بندی، به حفظ کیفیت محصول کمک شایانی می‌کند. امروزه به دلیل کاهش فرآورده‌های نفتی و پتروشیمی، افزایش گرمای جهانی، آلودگی‌های زیست محیطی، استفاده از پلیمرهایی که تحت عنوان بسته‌بندی‌های زیست فعال (تخریب پذیر) شناخته می‌شوند، گسترش یافته است.

پلیمرهای طبیعی بر اساس منبع و روش تهیه به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

• پلیمرهایی که در بدن موجودات زنده ساخته می‌شوند و انسان‌ها نقشی در تهیه آن‌ها ندارند، اما برای استفاده در فرآیندهای صنعتی باید اصلاحاتی برروی این پلیمرها انجام شود. ازجمله این پلیمرها می‌توان به نشاسته، سلولز، پروتئین و . . . اشاره کرد.
• پلیمرهای مصنوعی که پایه طبیعی دارند، یعنی این نوع پلیمر از مونومرهای طبیعی ساخته می‌شوند که پلی‌لاکتیک اسید که از پلیمریزاسیون لاکتیک اسید به روش بازشدن حلقه تهیه می‌شود از آن جمله است.
• دسته دیگر پلیمرهای طبیعی، اصطلاحاً به پلیمرهای میکروبی معروف هستند. علت این نام‌گذاری، تهیه این پلیمرها به کمک باکتری یا میکروب‌ها می‌باشد. از جمله این پلیمرهای میکروبی می‌توان به پلی‌هیدروکسی بوتیرات اشاره کرد.

یکی از پلیمرهای پایه طبیعی پرکاربرد پلی‌لاکتیک اسید می‌باشد. این پلیمر به دلیل قیمت مناسب‌تر نسبت به سایر پلیمرهای طبیعی و خواص مناسب بیشتر مورد توجه قرار گرفته‌است. پلی‌لاکتیک اسید به دلیل ساختار خطی ضعف‌هایی دارد که از جمله آن می توان به عبور پذیری بالا؛ شکنندگی، ازدیاد طول کم و پایداری حرارتی پایین اشاره کرد. بنابراین بیشتر محققین به دنبال اصلاح خواص این نوع پلیمر با توجه به کاربرد مورد نظر می‌باشند.

پلیمر مصنوعی

پلیمر مصنوعی در نتیجه فرایندهای شیمیایی درست می شوند. این نوع پلیمر توسط انسان در آزمایشگاه و کارخانجات تهیه می شوند. دانشمندان و مهندسین این مواد و محصولات را طراحی و تهیه می کنند. پلی اتیلن، تفلون، پلی اکریلیک، PVC نمونه ای از پلیمر مصنوعی هستند.

پلیمر طبیعی در طبیعت یافت می شود و مدام در حال تولید است. کربوهیدرات، نشاسته، پروتئین همگی پلیمر طبیعی هستند. پلیمر مصنوعی از طریق فرایندهای شیمیایی در آزمایشگاه ها و کارخانجات تولید می شوند. انواع لاستیک ها، نایلون، باکالیت، PVC، UPVC همگی نمونه های بارز این نوع پلیمر است.

نمونه های پلیمر طبیعی

پلیمر طبیعی در اثر فرایندهای طبیعی تولید می شود. این نوع پلیمر نه تنها مضر نبوده بلکه در خیلی از اوقات به عنوان ماده اولیه بسیاری از صنایع مواد غذایی، دارویی، استفاده می شود. به تازگی در کشورهای جهان اول به این نوع پلیمر مورد توجه قرار گرفته و پلیمر مصنوعی را در روند آرام از زندگی انسان حذف می کنند.

کشورهای جهان سوم و در حال توسعه هنوز به مرحله آگاهی کنار گذاشتن محصولات پلیمر مصنوعی نرسیده اند و به طبیعت و جامعه خود آسیب های خطرناک و مضری را وارد می کنند.

انواع پلیمر طبیعی

پلی ساکاریدها از ذرات پلی ساکارید درست می شوند. گالاکتوز، گلوکز، فروکتوز، از مهمترین پلیمرهای طبیعی به شمار می روند که در صنایع غذایی از آن ها استفاده می شود و این مواد در گیاهان و حیوانات یافت می شوند. کربوهیدرات گیاهی به صورت نشاسته و کربوهیدرات حیوانی به صورت گلیکوژن وجود دارد.

اسیدهای آمینه، پلی آمیدها، پلی پپتیدها، پلیمر طبیعی بوده و در بدن جانداران زنده یافت می شوند. DNA, RNA نمونه بارز پلی نوکلئوتیدها به شمار می روند. پکتین نمونه ای از پلیمر طبیعی است.

در واقع پلیمر طبیعی الهام بخش پلیمر مصنوعی بود. دانشمندان با مطالعه ساختار سلولی، مولکولی، و شیمیایی این مواد توانستند که پلیمر مصنوعی را طراحی و تهیه کنند که از برخی جهات به پلیمر طبیعی شبیه بود، هنوز راه حلی برای آسیب وارد نکردن پلیمر مصنوعی به زندگی بشریت توسط دانشمندان ارائه نشده است.

انواع پلیمر مصنوعی

نفت منشاء بسیاری از پلیمرهای مصنوعی بوده و برخی پلیمرهای مصنوعی از طلای سیاه بدست می آیند که در فرایند تولید بسیاری از مواد شیمیایی و پلیمری از آن ها استفاده می شود. برخی پلیمرهای مصنوعی از طریق چگالش بنام پلیمرهای چگالشی و برخی دیگر با پلیمریزاسیون بدست می آیند که عنوان پلیمرهای افزودنی شناخته می شوند.

برخی پلیمرهای مصنوعی به عنوان پلیمرهای آلی و معدنی طبقه بندی می شوند. پلیمرهای آلی از ذرات هیدروکربن ساخته شده اند و ذرات معدنی ماده اولیه، پلیمرهای معدنی هستند. پلی استایرن، تفلون، پلی اتیلن، پلی پروپیلن، از نمونه های این طبقه بندی محسوب می شوند.

مقایسه لاستیک طبیعی و مصنوعی

لاستیک را می توان در طبیعت یافت که همان شیره درختی است. این نوع لاستیک نوعی پلیمر بوده که از ذرات ایزوپرن ناخالص درست شده است. لاستیک با فراوری برخی مواد اولیه مانند ایزوپرن تهیه و ساخته می شود.

لاستیک طبیعی، چسبناک بوده و خیلی زود از بین می رود. با بیرون ریخته شدن مواد اولیه از بین می رود. با گوگرد می توان آن را به حالت ارتجاعی در آورد. با ترکیب مواد اولیه مختلف، لاستیک مصنوعی تهیه می شود.

خصوصیات و ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی این نوع لاستیک نسبت به لاستیک طبیعی بسیار متفاوت بوده و به همین دلیل است که حتی بعد از بین رفتن این ویژگی ها به سختی تجزیه می شود. تجزیه لاستیک مصنوعی برای انسان و طبیعت مضر است.

نحوه تولید لاستیک مصنوعی

زنجیره های پلی ایزوپرن منفرد طی فرایند شیمیایی (ولکانیزاسیون) به سایر زنجیره های پلی ایزوپرن متصل می شود و با این فرایند، در صنعت لاستیک سازی می توان بارها، این محصول مصنوعی را تهیه کرد. از گوگرد نیز استفاده می شود. روشی که در تولید لاستیک از آن استفاده می شود برگشت ناپذیر است.

در این فرایند مواد نرم و ارتجاعی در فرایندهای شیمیایی بهم متصل شده و در نتیجه مواد سخت تر و محکم تولید می شود. با این روش مواد چسبنده به مواد صاف و نرمی تبدیل می شوند و در نتیجه لاستیک هرگز به سطوح فلزی و پلاستیکی نمی چسبد.

نتیجه گیری

پلیمر طبیعی و پلیمر مصنوعی، در زندگی انسان ها دیده می شوند. پروتئین ها، اسیدهای آمینه، DNA, RNA نمونه هایی از پلیمر طبیعی بوده و از این مواد در بسیاری از صنایع غذایی، دارویی، پزشکی استفاده می شود و امروزه با روی آوردن انسان به طبیعت این مواد مورد توجه قرار گرفته اند.

پلیمر مصنوعی از نفت بدست آمده و در برخی مواقع به عنوان پلیمرهای آلی و معدنی طبقه بندی می شوند. این نوع پلیمر با ترکیب چندین ماده اولیه تهیه و طراحی می شود. برای زندگی بشری مضر بوده و به تدریج و با فرهنگ سازی که در کشورهای جهان اول شده به تدریج از زندگی انسانی کنار گذاشته می شود. امید است روزی در همه کشورهای جهان نیز این مواد به طور کلی از زندگی بشر حذف شوند.

مطالب مفید دیگر :

چرا باید لوله های پلی اتیلن را انتخاب کنیم؟ – مقاومت حرارتی لوله پلی اتیلن چقدر است؟ – روش حمل لوله های پلی اتیلن تک جداره انبارش