امروزه استفاده از نایلون در صنایع متفاوت همانند کشاورزی، بسته بندی و… در طیف گسترده‌ای انجام می شود، به همین دلیل مواد اولیه استفاده شده در ساخت این نایلون ها از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. گرانول به عنوان ماده اولیه در تولید این محصولات به شمار می رود. با بهره گیری از انواع گرانول که از مواد بازیافت شده حاصل می گردند می توان هزینه های مربوط به تولید را به میزان قابل توجهی کاهش داد.
گرانول چیست
اشکال متفاوتی از پلیمرها به عنوان مواد اولیه در تولید انواع پلاستیک مورد استفاده قرار می‌گیرند که گرانول یکی از پر مصرف ترین ماده ها در این زمینه است و دارای محبوبیت بسیاری در میان تولیدکنندگان این عرصه می باشد. اما گرانول چیست؟
تصور اشتباهی که از گرانول در ذهن برخی از افرادی که آشنایی اندکی با حوزه پلاستیک و پلیمر دارند، وجود دارد این است که گرانول یک نوع ماده پلیمر است. در حالی که گرانول، شکل اولیه و ظاهری مواد پلیمری می باشد که به حالت دانه دانه بوده و برای تولید انواع پلاستیک آن را ذوب کرده و با شیوه های متفاوتی نظیر روش قالب‌گیری دورانی، بادی، تزریقی و… به محصول نهایی تبدیل می کنند.
به طور دقیق تر می توان گفت هر ماده پلیمری ساختار میکروسکوپی معین و مشخصی دارد که این ساختار، نوع و جنس ماده را تعیین می‌کند (مانند پلی پروپیلن، پلی اتیلن و…). در توضیح ساختار ماکروسکوپی نیز می توان گفت نشان‌دهنده ظاهر ماده می باشد که با این اساس، ماده اولیه می‌تواند به شکل گرانول، پرک و پودر با سایز دانه‌های متفاوت باشد.
از دلایل محبوبیت بسیار زیاد گرانول میان فعالان در حوزه تولید، سهولت کاربرد آن در امر تولید است؛ مواد پودری در هوا پخش شده و علاوه بر ایجاد آلودگی در محیط کارگاه و مشکلات تنفسی که برای کارکنان ایجاد می‌کنند، هدر رفت بسیاری دارند، ولی گرانول این مشکلات را ندارد. علاوه بر این، سیستم و ساختار دستگاه ها و تجهیزات شکل‌دهی پلاستیک به گونه‌ای برنامه ریزی شده است که بهتر است مواد مصرفی آن گرانولی باشد.
روزانه حجم بالایی از مواد تولید شده از پلاستیک به عنوان ضایعات دور انداخته می شوند، با جمع آوری این ضایعات و تبدیل آن ها به گرانول بازیافتی این مواد مجدد به چرخه تولید تزریق شده و از این طریق در تولید مواد اولیه به میزان چشمگیری صرفه جویی خواهد شد. در ساخت انواع گرانول از مواد اولیه مختلف با میزان کیفیت متغیر بهره گرفته می شود. به هر میزان که کیفیت مواد اولیه استفاده شده در تولید گرانول بیشتر باشد، کیفیت محصول نهایی تولیدی از این ماده نیز بیشتر خواهد بود.
تقسیم‌بندی انواع گرانول
همان طور که در قسمت قبل گفته شد، گرانول‌ها اشکالی از مواد پلیمری هستند؛ بنابراین دارای جنس‌های متنوعی بوده و طیف وسیعی از مواد پلیمری را پوشش می دهند. گرانول ها را می‌توان از چندین جنبه مورد بررسی قرار داد و بر اساس آن طبقه بندی و تقسیم کرد که عبارتند از:
- جنس یا ترکیب شیمیایی ماده پلیمری اولین و مهم‌ترین مشخصه در طبقه بندی گرانول‌هاست. بر اساس فرمول و ترکیب شیمیایی ماده پلیمری، گرانول می‌تواند به دسته‌هایی نظیر گرانول پی وی سی، گرانول پلی پروپیلن، پلی اتیلن و… تقسیم شود و در تولید انواع پلاستیک نظیر نایلون مورد استفاده قرار گیرد.
- دانسیته یا وزن و ساختار مولکولی نیز یکی دیگر از موارد مهم در مشخص کردن نوع و دسته گرانول‌هاست. با توجه به وزن مولکولی، مواد پلیمری نام برده شده در قسمت قبل می‌توانند به دسته‌های ریزتری تبدیل و طبقه بندی شوند. مثلا پلی اتیلن می تواند به پلی اتیلن سبک با وزن مولکولی متوسط و پلی اتیلن سنگین با وزن مولکولی سنگین تبدیل شود.
- روش تولید از دیگر عوامل تاثیرگذار بر روی طبقه بندی گرانول ها است. با توجه به این موضوع که شیوه های مختلفی برای تولید کالاها ی پلاستیکی وجود دارد، گرانول‌های ویژه برای هر کدام از این شیوه ها را نیز در طبقه بندی خاصی قرار می دهند. به عنوان مثال در روش قالب گیری تزریقی و بادی از گرانول های تزریقی و بادی استفاده می کنند.
- نوع محصول تولیدشده نیز می‌تواند یکی دیگر از مبناهای دسته بندی گرانول‌ها باشد. برای مثال، ماده اولیه به کار برده شده در تولید فیلم نایلون ها به گرانول گرید فیلم نایلون و گرانول استفاده شده در تولید لوله، به گرانول گرید لوله شناخته می شوند.
نکته مهم در دسته‌بندی گرانول‌ها این موضوع است که معمولا یکی از عوامل بالا به تنهایی برای نام‌گذاری و تقسیم بندی گرانول‌ها کافی نیست و مورد استفاده قرار نمی‌گیرد، بلکه ترکیبی از مشخصه های بالا را مدنظر قرار می دهند.
مثلا یک گرانول، می‌تواند از جنس پلی اتیلن باشد، از لحاظ وزن مولکولی در دسته سبک قرار بگیرد و در روش قالب‌گیری تزریقی مورد استفاده قرار بگیرد؛ در این صورت با نام گرانول پلی اتیلن سبک تزریقی معرفی می‌شود.
علاوه بر موارد عنوان شده ممکن است مبنا و معیارهای دیگری نیز برای طبقه بندی گرانول‌ها موجود باشد، ولی موارد بالا از مهم ترین و کاربردی ترین مولفه ها محسوب می شوند که در بازار و صنعت پلاستیک و پلیمر به آن ها توجه می‌شود.
گریدهای مختلف گرانول در ساخت انواع فیلم و نایلون
یکی از مهم ترین مولفه هایی که برای دسته‌بندی گرانول‌ها به آن اهمیت می دهند، پایه مواد پلیمری به کار برده شده در تولید گرانول است. در ادامه مطلب به بررسی اساسی ترین پایه‌های پلیمری در تولید انواع لوله های پلیمری پرداخته ایم.
گرانول پلی اتیلن
گرانول پلی اتیلن از طریق تغییر موقعیت و شکل قرارگیری شاخه‌های پلیمری اش توانایی تبدیل شدن به به گریدهای سبک با وزن متوسط یا گرید های سنگین با وزن بالا را دارا می باشد. با توجه به شیوه های تولید نیز این نوع از گرانول ها می‌توانند به گرید بادی یا تزریقی طبقه بندی شوند. با ترکیب این دو فاکتور از تقسیم بندی، اصلی ترین گریدهای پلی‌اتیلن شامل دسته‌های زیر می باشند:
- گرانول پلی اتیلنی سبک تزریقی
- گرانول پلی اتیلنی سنگین تزریقی
- گرانول پلی اتیلنی سنگین بادی
- گرانول پلی اتیلنی سبک خطی
البته گریدهای دیگری نیز وجود دارند که در این مقاله فقط به دسته‌های اصلی و رایج تر بسنده کرده ایم. برای مثال منظور از گرانول پلی‌اتیلن سنگین بادی، در وهله ی اول گرانولی است که ترکیب و ساختار آن از نوع سنگین است و در قدم بعدی در روش تولید بادی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
گرانول پلی پروپیلن
گرانول پلی پروپیلن به طور کلی به دو گروه اصلی تقسیم می‌شود:
- هموپلیمر که از طریق پلیمریزاسیون مونومر پروپیلن به تنهایی حاصل شده و به پ.پ نساجی هم شناخته می شود.
- کوپلیمر که از طریق پلیمریزاسیون پروپیلن همراه با کومونومر اتیلن حاصل می شود و به پ.پ شیمیایی نیز شناخته می شود.
دستگاه گرانول
دستگاه گرانول ساز یا اکسترودر، پلاستیک دانه دانه یا گرانول می سازد. پلیمرهایی که قابلیت بازیافت دارند برای استفاده مجدد و بازگشت به خط تولید در دستگاه گرانول ذوب شده و به شکل دانه های ریز از قسمت انتهایی دستگاه خارج می شوند.
مواد اولیه پلیمری در داخل دستگاه گرانول‌ساز فشرده و جمع می شوند و سپس در اثر دما ذوب می‌شوند و پس از آن این مواد به سمت خروجی دستگاه پمپاژ و هدایت می شوند. رشته‌های گرانولی پس از بریده شدن توسط تیغه های دستگاه گرانول ساز (اکسترودر) به صورت دانه های ریز یا همان گرانول درمی‌آیند. این دانه‌ها حرارت بسیار بالایی دارند و درون دستگاه با سرعت چرخانده می‌شوند تا توسط هوا خنک شوند.
روش‌های تولید گرانول
سیستم ماشین‌های شکل‌دهی پلاستیک به گونه‌ای ساخته و طراحی شده‌اند که بهتر است مواد ورودی و اولیه آن‌ها به شکل ساچمه و دانه های کوچک پلاستیکی باشد، لذا تولیدکنندگان انواع پلاستیک ترجیح می‌دهند که از موادی نظیر گرانول به عنوان ماده اولیه محصولاتشان استفاده کنند.
بنابراین، انواعی از خطوط تولید گرانول با هدف تبدیل پرک، پودر و ضایعات به گرانول ابداع شده است که هر کدام ویژگی های خاص خود را دارا هستند. از معروف ترین شیوه های تولید گرانول در ایران می توان به موارد زیر اشاره کرد:
تولید گرانول از طریق روش رشته‌ای
در ایران، بیشتر از دستگاه‌های تولید گرانول به شکل رشته‌ای استفاده می کنند. دلیل محبوبیت این نوع خط تولید این است که ساخت تجهیزات و ماشین آلات این روش نسبت به دیگر روش ها آسان تر می باشد. تنها مسئله موجود در این شیوه، قطع شدن رشته‌ها در طی پروسه تولید است که برای رفع آن نیاز به حضور یک اپراتور به صورت دائمی در کنار این دستگاه است.
تولید گرانول از طریق روش خشک
شیوه متداول دیگر تولید گرانول به صورت خشک است. ساخت این نوع تجهیزات نیازمند دقت بیشتری می باشد و در نتیجه قیمت بالاتری نسبت به خط تولید رشته ای دارد. اما گرانول‌های تولید شده در این روش شباهت زیادی به گرانول مواد دست اول دارند و از نظر ویژگی‌های پلاستیکی، دارای ثبات بیشتری هستند.
قیمت گرانول روز
عوامل متعددی وجود دارند که بر روی قیمت گرانول تاثیر می گذارند. با توجه به اینکه قیمت یکی از مولفه های اصلی برای تولیدکنندگان می باشد در ادامه به برخی از مهم ترین عوامل تاثیرگزار بر قیمت گرانول اشاره می‌کنیم.
- قیمت جهانی مواد اولیه و نوسانات بازار ارز: با توجه به این موضوع که قیمت مواد اولیه در بازارهای جهانی دائما در حال نوسان و تغییر است، از طرف دیگر نوسانات ارز در ایران، قیمت گرانول نیز تحت تاثیر این نوسانات دائما در حال تغییر می باشد.
- کیفیت ماده اولیه استفاده شده در تولید گرانول: کیفیت ماده اولیه ای که در فرآیند تولید گرانول به کار برده می شود، تاثیر چشمگیری بر روی کیفیت محصول نهایی تولید شده از گرانول و در نتیجه قیمت آن دارد. ممکن است برای تولید گرانول، از مواد اولیه نو یا بازیافتی استفاده شود که این مسئله نیز حائز اهمیت می باشد.
- روش ساخت و تولید گرانول: همان طور که گفته شد روش‌های متفاوتی برای تولید این ماده وجود دارد که هر کدام به نوبه ی خود می توانند بر کیفیت گرانول تاثیر بگذارند. بنابراین، قیمت گرانول ساخته شده نیز می‌تواند تحت تاثیر روش تولید تغییر کند.