امروزه ترکیبات و محصولات پلاستیکی و لاستیکی جزئی از زندگی انسان‌ها شده‌اند و در ساخت اشیای مختلف، از وسایل خانگی و مورد مصرف عمومی تا ابزار دقیق و پیچیده پزشکی و علمی، به کار می‌روند. مهندسان و طراحان، پلاستیک و لاستیک را به دلیل وجود ترکیبی از خواص متنوع، در مقایسه با سایر مواد مورد توجه قرار می‌دهند. تولید پلاستیکها از دهه ۱۹۵۰ میلادی آغاز شده و تا کنون رشد چشمگیری در میزان تولید آنها مشاهده شده است. درسال ۲۰۱۴ میزان تولید سالانه حدود ۳۱۱ میلیون تن بوده و پیش‌بینی می‌شود این مقدار تا سال ۲۰۵۰ به ۲ میلیارد تن در سال برسد.
پلاستیکها در مهم‌ترین تقسیم‌بندی به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند:
الف) ترموپلاست‌ها (پلاستیکهای گرمانرم): پلاستیک‌هایی که در اثر حرارت نرم شده و در اثر از دست دادن حرارت، سخت می‌شوند. از مهم‌ترین ترموپلاست‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- پلی الفین‌ها (پلی اتیلن و پلی پروپیلن)
- پلیمرهای وینیلی (پلی وینیل کلراید، پلی وینیل استات، پلی وینیل بوتیرال)
- پلیمرهای فلوئوردار (پلی وینیل فلوراید (PVF)، پلی تترا فلوئور اتیلن (PTFE)
- پلی استایرن (PS)
- پلاستیکهای آکریلیکی
- پلی آمید (نایلون ها)
- پلی فرمالدئید (پلی استال)
- پلی کربنات
ب) ترموست‌ها (پلاستیکهای گرما سخت): منظور پلاستیک‌هایی است که برای اولین بار در اثر حرارت شکل پودری آنها به قطعه‌ای یک فیلم تبدیل می‌شود. اما این قطعه به علت وجود پیوندهای عرضی و شبکه سه بعدی؛ هرگز توسط گرما، مجددا ذوب نخواهد شد؛ ترموست‌ها دارای سختی بالا، سفتی، مقاومت در برابر حرارت و حلال‌های شیمیایی و مقاومت الکتریکی بالایی هستند. ترموست‌ها بر خلاف ترموپلاست‌ها از لحاظ شیمیایی پایدار نبوده و فعالند و با گذشت زمان در آنها اتصالات عرضی ایجاد می‌شود. برای کاهش این مشکل، معمولا به ترموست‌ها مواد افزودنی از جمله: خاک اره، خاک رس، خاک چینی و الیاف پنبه اضافه می‌کنند.
- رزین‌های فرمالدئیدی: فنل فرمالدئید (PF)، اوره فرمالدئید (UF) و ملامین فرمالدئید (MF)
- پلی استرها
- اپوکسی ها
نگاهی به محصولات
پلاستیکها، مواد سبک، با دوام، ارزان و قابل اصلاحی هستند که میزان مصرف آنها به سرعت در حال رشد است. در اروپا، بزرگ‌ترین بخش استفاده از پلاستیکها به بسته‌بندی (۳۹.۵%)، ساخت و ساز (۲۰%) و صنعت خودروسازی (۸.۶%) اختصاص دارد. سهم مصرف جهانی پلاستیکها نیز تقریبا با همین نسبت‌ها صورت می‌گیرد. علاوه بر آن، پلاستیکها در صنعت الکترونیک، کشاورزی و سایر مصارف مانند ورزش، کالاهای بهداشتی و سلامت نیز کاربرد دارند.
ذکر این نکته ضروری است که علاوه بر مزایا و ویژگی‌های منحصر به فرد پلاستیکها که منجر به استفاده روزافزون از آنها می‌شود، می‌تواند با وارد شدن آنها به محیط زیست، به آن آسیب‌های جدی وارد نماید. دوام این مواد باعث می‌شود مدت زمان باقی ماندن آنها در محیط بسیار طولانی بوده و تجزیه نشوند.
انواع مختلفی از پلاستیکها در کاربردهای مختلفی استفاده می‌شوند. به عنوان مثال ویژگی مقاومت حرارتی، دانسیته و ساختار آنها به افزودنی‌هایی که به آنها اضافه می‌شود بستگی دارد. به عنوان مثال، پلی اتیلن، معمولا با دانسیته کم (LDPE) تولید می‌شود. اما در برخی موارد نیز این ماده با دانسیته زیاد (HDPE) یا متوسط (MDPE) به بازار عرضه می‌شود. متداول‌ترین پلاستیک در جهان، پلی اتیلن است که حدود ۲۹% از تقاضای جهانی را بین انواع پلاستیک به خود اختصاص داده است. پس از آن پلی پروپیلن با سهم حدود۱۹%، قرار دارد. این مواد در بسته‌بندی مواد غذایی و سایر مواد به کار برده می‌شوند.
تحلیل زنجیره ارزش
زنجیره ارزش پلاستیکها متشکل از حلقه‌های تأمین، تولید و فروش است. در مرحله تأمین، مواد اولیه مورد نیاز جهت تولید پلاستیکها، برخی مواد مانند اتیلن، پروپیلن، وینیل کلراید و استایرن از پتروشیمی‌ها تأمین می‌شود. حدود ۴ تا ۶ درصد مصرف جهانی نفت جهت تولید پلاستیکها اختصاص دارد. علاوه بر منبع مذکور، برخی از پلاستیکها توسط سیستم biomass تولید می‌شوند که محصول آنها تحت عنوان بایو پلاستیکها یا پلاستیکهای زیستی شناخته می‌شود. سهم این مواد از بازار پلاستیکها بسیار ناچیز و با سرعت کمی در حال رشد است. در ادامه، تولید پلاستیکها با کاربردهای متنوع، نیازمند سایر مواد کمکی است تا محصول نهایی تولید شود.
برخی مواد شیمیایی مانند حلال‌ها، آغازگرها و کاتالیست‌ها دیگر مواد اولیه صنعت پلاستیک شناخته می‌شوند. کاتالیست‌های مورد نیاز معمولا بر پایه فلزاتی همچون روی، منیزیوم، تیتانیوم و آلومینیوم هستند. سپس، افزودنی‌هایی جهت بهبود فرآیندپذیری یا بهبود خصوصیات محصول نهایی اضافه می‌شوند. نقش این افزودنی‌ها معمولا بسیار پررنگ است و تنوع آنها نیز بالا است. هدف استفاده از این مواد معمولا ارتقای خواصی همچون انعطاف‌پذیری و دوام و مقاومت حرارتی است. همچنین در برخی موارد ممکن است افزودنی‌هایی جهت رنگی کردن محصول یا تکمیل آن استفاده شود. پرکننده‌ها نیز از سایر افزودنی‌هایی هستند که به دلیل کاهش قیمت یا اصلاح برخی خواص مانند رسانایی پلاستیکها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
میزان افزودنی‌های مورد نیاز بر اساس نوع پلیمر و کاربرد آن تعیین می‌شود. به عنوان مثال، ممکن است در تهیه PVC تا ۴۰٪ پلاستیسایزر (معمولا فتالیت) استفاده شود تا انعطاف‌پذیری مطلوب حاصل گردد.
پس از تولید پلاستیک، بسته به صنعت متقاضی این مواد و کاربرد، قطعات پلاستیکی می‌توانند به یکی از روش‌های زیر تشکیل شوند:
- ۳D printing
- CNC machining
- Polymer casting
- Rotational molding
- Vacume forming
- [Injection molding
- Exrtusion
- Blow molding
در انتهای زنجیره ارزش پلاستیکها وارد یکی از صنایع بسته‌بندی، ساخت و ساز، الکترونیک، خودرو یا کشاورزی می‌شود.
در ایران نیز، زنجیره ارزش پلاستیکها به صورت تقریبا کامل شکل گرفته است و علاوه بر تولید، صادرات هم صورت می‌گیرد. اما کالاهای با ارزش افزوده زیاد، چندان تولید نمی‌شوند و این محصولات با قیمت زیاد وارد کشور می‌شوند.
در حال حاضر حدود ۸.۲ میلیون تن انواع پلیمر در کشور تولید می‌شود که بخشی از آن به صورت پلاستیک مصرف می‌شود. حدود ۶۰٪ این مقدار پلی‌اتیلن (حدود ۵ میلیون تن) است. انواع پلیمرهای دیگر نیز اعم از پلی‌پروپیلن، PVC، پلی‌استایرن و پلی‌کربنات توسط پتروشیمی‌های داخل کشور تولید می‌شوند.
ذی نفعان
صنعت پلاستیک به سبب کاربرد وسیع آن، دارای بازیگران زیادی است که تحلیل ذی نفعان آن را کمی پیچیده می‌کند. تولیدکنندگان قطعات پلاستیکی بسیار متنوع هستند. محصولات این بخش از فیلم‌های پلیمری ظروف یکبار مصرف، اسباب بازی و پلاستیکهای بسته‌بندی متدوال تا مواد عایق و کامپوزیت‌های پیچیده را شامل می‌شود. اما همچنان تأمین‌کننده مواد اولیه تمام این موارد، پتروشیمی‌ها هستند و مانند سایر صنایع پایین‌دستی و تکمیلی، شرکت‌های بازرگانی و سازمان‌ها و نهادها نیز جزو ذی نفعان این صنعت محسوب می‌شوند. به طور کلی بازیگران اصلی صنعت پلاستیک به شرح ذیل است:
پتروشیمی‌ها: پتروشیمی‌ها به عنوان تأمین‌کننده مواد اولیه پلیمری مورد نیاز این صنعت به حساب می‌آیند. پلی اتیلن، پلی پروپیلن، PET و سایر پلیمرهای مصرفی توسط این واحدهای تولیدی تامین می‌شوند.
تولیدکنندگان قطعات لاستیکی: به سبب کاربرد گسترده محصولات پلاستیکی، یکی از مهم‌ترین بخش‌های این صنعت، تولیدکنندگان محصولات پلاستیکی محسوب می‌شوند. قاعدتا به سبب اینکه سهم عمده‌ای از محصولات پلاستیکی در بسته‌بندی استفاده می‌شود، اثرگذاری این بخش پررنگ‌تر خواهد بود.
واحدهای بازرگانی: شرکت‌های واردکننده و صادرکننده مواد اولیه و محصولات نهایی، از جمله بازیگران تأثیرگذار در این صنعت محسوب می‌شوند. به گزارش امور صنایع وزارت صمت، سالانه حدود ۶۰۰ هزار تن صادرات مصنوعات پلاستیکی از کشور صورت می‌گیرد که بخش عمده آن به کشورهای همسایه صادر می‌شود.
تولیدکنندگان ماشین‌آلات صنعتی: صنعت پلاستیک نیازمند بسیاری از تجهیزات صنعتی از خط تولید گرانول تا ماشین تزریق پلاستیک و سایر دستگاه‌های مرتبط است. تولیدکنندگان و واردکنندگان این تجهیزات نیز می‌توانند بر این صنعت اثرگذار باشند.
سازمان‌ها و تشکل‌ها: علاوه بر وزارت صنعت، معدن تجارت، شرکت ملی پتروشیمی ایران و اتاق ایران، برخی انجمن‌ها و تشکل‌ها در این صنعت مشغول به فعالیت هستند. از جمله آنها می‌توان به انجمن صنایع پلیمر ایران اشاره نمود. این انجمن در آذر ماه ۱۳۹۱ تشکیل شد. هدف اصلی ایجاد این تشکل، تعالی صنعت پلاستیک ایران در کلاس جهانی و همسو با اهداف کلان کشور تعیین شده که نقش آن به عنوان بازویی اجرایی و تصمیم ساز متخصص و امین در این صنعت تعریف شده است.
صنعت پلاستیک در جهان نیز دارای بازیگران فعال و تأثیرگذاری است. از جمله مهم‌ترین بازیگران جهانی این صنعت می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
- Lyondellbasell Industries N.V (Netherlands)
- ExxonMobil Chemivals (U.S)
- China National Petroleum Corporation (China)
- INEOS (UK)
- China Petroleum & Chemical Corporatin (China)
- SABIC (Saud Arabia)
- Ducor Petrochemicals (Netherlands)
- Reliance Industries Limited (India)
- Total S.A (France)
- Braskem (Brazil)
- BASF SE (Germany)
- Repsol (Spain)
- Borouge (UAE)
- Formosa Plastic Group (Taiwan)
