هر آنچه که باید درباره گرانول و انواع آن بدانید
در صنعت پلاستیک، گرانول به عنوان ماده اولیه اصلی برای تولید محصولات متنوعی از جمله بطری‌ها، قطعات خودرو، لوازم خانگی و... شناخته می‌شود. گرانول‌ها، که شکل دانه‌ای پلیمرها هستند، به دلیل سهولت در فرآیند تولید و حمل و نقل آسان، از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند.
به گزارش تجارت امروز؛ گرانول به قطعات کوچک و دانه‌ای از مواد پلیمری اطلاق می‌شود که به‌طور گسترده‌ای در صنایع پلاستیک و تولید محصولات مختلف استفاده می‌شود. این مواد معمولاً از پلیمرهای مختلف مانند پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن و پلی‌استایرن تولید می‌شوند و به‌عنوان ماده اولیه در فرآیندهای صنعتی همچون اکستروژن، تزریق و قالب‌گیری به‌کار می‌روند. گرانول‌ها به دلیل سهولت در حمل و نقل پردازش آسان و قابلیت استفاده مجدد در بسیاری از صنایع از جمله بسته‌بندی، خودروسازی، کشاورزی و لوازم خانگی کاربرد دارند.
گرانول چیست؟
شاید برای برخی این تصور وجود داشته باشد که گرانول نوعی ماده پلیمری خاص است. در حالی که این تصور نادرست است. در واقع، گرانول شکل ظاهری مواد اولیه پلیمری است که به صورت دانه‌های کوچک و یکنواخت می‌باشد. این دانه‌ها در مراحل اولیه تولید مواد پلاستیکی ذوب شده و سپس با استفاده از روش‌های مختلفی مانند قالب‌گیری تزریقی، بادی، دورانی و… به محصول نهایی تبدیل می‌شوند.
تقسیم‌بندی انواع گرانول
همانطور که پیش‌تر گفته‌شد گرانول‌ها شکلی از مواد پلیمری هستند؛ بنابراین می‌توانند جنس‌های مختلفی داشته باشند و گستره وسیعی از مواد پلیمری را شامل شوند.
دسته‌بندی گرانول‌ها را می‌توان از چند بعد مورد بررسی قرار داد.
- جنس ماده پلیمری (ترکیب شیمیایی)، اولین و مهمترین مبنای دسته‌بندی گرانول‌هاست. بر اساس ترکیب (فرمول) شیمیایی ماده پلیمری، گرانول می‌تواند به دسته‌هایی نظیر گرانول پلی اتیلن، گرانول پلی پروپیلن، گرانول ABS، گرانول پی وی سی و… تقسیم شود.
- ساختار و وزن مولکولی (دانسیته) نیز، یکی دیگر از موارد مهم در تعیین دسته گرانول‌هاست. بر اساس وزن مولکولی، مواد پلیمری مشخص‌شده در مورد قبل (مورد شماره ۱) می‌تواند به دسته‌های ریزتری تبدیل شود. برای مثال، پلی اتیلن، می‌تواند به پلی اتیلن سبک، پلی اتیلن با دانسیته (وزن مولکولی) متوسط، پلی اتیلن سنگین و پلی اتیلن با دانسیته فوق سنگین (UHMW) تقسیم شود. همچنین بر اساس نوع قرارگیری شاخه‌ها در ساختار پلی اتیلن، گرانول پلی اتیلن سبک خطی (LLDPE) نیز وجود دارد.
- مورد سوم، روش تولید محصولات پلاستیکی است. با توجه به اینکه، روش‌های مختلف تولید محصولات پلاستیکی وجود دارد، گرانول‌های مناسب برای هر کدام از این روش‌های تولید نیز، در دسته‌بندی خاصی قرار می‌گیرند. برای مثال، گرانول تزریقی، گرانول بادی و…، محصولاتی هستند که در روش قالب‌گیری تزریقی، قالب گیری بادی و… مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- نوع محصول تولیدشده نیز، می‌تواند یکی دیگر از معیارهای تقسیم‌بندی گرانول‌ها باشد. برای مثال، ماده اولیه مورد استفاده در تولید فیلم (انواع نایلون) و تولید لوله، به گرانول گرید فیلم و گرید لوله معروف هستند.
نکته مهمی که در دسته‌بندی گرانول‌ها وجود دارد، این است که معمولا یکی از معیارهای بالا به تنهایی برای نام‌گذاری گرانول‌ها مورد استفاده قرار نمی‌گیرد، بلکه ترکیبی از فاکتورهای بالا، مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای مثال، جنس یک گرانول، می‌تواند پلی اتیلن باشد، از نظر وزن مولکولی در دسته سنگین قرار بگیرد و در روش قالب‌گیری تزریقی مورد استفاده قرار بگیرد؛ در این صورت با نام گرانول پلی اتیلن سنگین تزریقی شناخته می‌شود.
علاوه بر موارد ذکرشده، ممکن است معیارهای دیگری نیز برای دسته‌بندی گرانول‌ها وجود داشته باشد، ولی موارد بالا، مهمترین و پرکاربردترین فاکتورهایی هستند که در صنعت و بازار پلیمر و پلاستیک از آنها استفاده می‌شود.
کاربرد گرانول
کاربرد اصلی گرانول‌ها به عنوان مواد اولیه در تولید محصولات پلاستیکی است. به دلیل مزایای متعدد، معمولاً استفاده از گرانول به شکل پودری یا پرک بر سایر اشکال ترجیح داده می‌شود. چه گرانول جدید باشد و چه بازیافتی، این ماده می‌تواند در بخش‌های مختلف صنعت پلاستیک به کار گرفته شود. در برخی صنایع که حساسیت بالایی دارند، استفاده از گرانول بازیافتی ممنوع است؛ اما به طور کلی، در بیشتر صنایع، به دلیل ارزش افزوده قابل توجه آن، از گرانول بازیافتی بهره‌برداری می‌شود.
کاربرد گرانول پلی اتیلن
گرانول پلی اتیلن، یکی از پرکاربردترین انواع پلیمرها در صنعت پلاستیک است. از گریدهای مختلف این پلیمر، در تولید انواع فلیم استرچ، فیلم شرینک، کیسه‌های خرید، نایلکس رکابی و کیسه‌های زباله، تولید انواع ظروف یکبار مصرف، بطری و… استفاده می‌شود. در جدول زیر، کاربردهای گریدهای مختلف گرانول پلی اتیلن را مشاهده می‌کنید.
کاربرد گرانول پلی اتیلن سنگین (HDPE)
گرانول پلی اتیلن سنگین یکی از پرکاربردترین انواع گرانول‌ها در تولید نایلون و نایلکس به شمار می‌آید. گریدهای مهمی مانند EX3، EX5، BL3 و غیره در این دسته قرار دارند که از طریق فرآیندهای مختلف قالب‌گیری تزریقی، دورانی و بادی به محصول نهایی تبدیل می‌شوند. برخی از کاربردهای این گریدها شامل تولید نایلکس بسته‌بندی، نایلون رکابی، انواع لوله‌ها و دیگر محصولات است.
کاربرد گرانول پلی اتیلن سبک
گرانول پلی اتیلن سبک خطی در تولید نایلون و فیلم شرینک کاربرد زیادی دارد. انواع فیلم دمشی، نایلون‌های گلخانه‌ای و کشاورزی، شرینک بسته‌بندی و غذایی، نایلون مالچ و دیگر محصولات از این دسته گریدهای پلی اتیلن تولید می‌شوند. برای آگاهی از کاربردهای مختلف گریدهای گرانول پلی اتیلن در صنایع مختلف، می‌توانید به تصویر بالا مراجعه نمایید.
کاربرد گرانول پلی پروپیلن (پ.پ)
در تصویر زیر، کاربرد گرانول‌های مختلف پلی پروپیلن در بخش‌های مختلف صنعت نمایش داده شده است. گریدهای پلی پروپیلن به سه دسته اصلی پ پ نساجی، پ پ فیلم و پ پ شیمیایی تقسیم شده‌اند و معادل‌سازی گریدها براساس پتروشیمی‌های مختلف کشور انجام گرفته است.
کاربرد گرانول پ.پ نساجی
گرانول پ.پ نساجی یکی از پرکاربردترین انواع پلی پروپیلن است که در تولید محصولات مختلف به کار می‌رود. این نوع پلی پروپیلن با نام هموپلیمر نیز شناخته می‌شود. برخی از گریدهای معروف این دسته شامل HP550J، HP510L، C30S، HP552R، Z30S، HP564S و HP525J هستند (نام‌گذاری گریدها بر اساس استاندارد پلی پروپیلن پتروشیمی جم انجام شده است). هر یک از این گریدها MFR خاص خود را دارند و کاربردهای متفاوتی را پوشش می‌دهند.
از این گریدها برای تولید محصولاتی مانند فرش، ساک، پارچه‌های صنعتی، طناب و ریسمان بسته‌بندی و دیگر موارد استفاده می‌شود. در جدول بالا، اطلاعات و کاربردهای دقیق این محصولات آورده شده است.
کاربرد گرانول پ.پ فیلم
گرانول پلی پروپیلن در این دسته برای تولید فیلم‌های پلیمری به کار می‌رود. از گریدهای شناخته‌شده این گروه می‌توان به HP525J و RPI20L اشاره کرد. این گریدها در تولید محصولاتی نظیر فیلم‌های بسته‌بندی مواد غذایی، ظروف بسته‌بندی مواد غذایی با شکل‌دهی حرارتی، بسته‌بندی اقلام پزشکی و سایر کاربردهای مشابه استفاده می‌شوند.
کاربرد گرانول پ.پ شیمیایی
گرانول پ.پ شیمیایی که به دو دسته کوپلیمر و رندوم کوپلیمر تقسیم می‌شود شامل گریدهایی نظیر RP340R، RP345S، EP440G EP548R و دیگر گریدهای مهم است.
گرانول RP340R برای تولید ظروف خانگی لوازم منزل بسته‌بندی مواد غذایی و دارویی، ظروف شفاف برای بستنی و ماست و بطری‌های بادی برای بسته‌بندی محصولات قنادی و داروهای گیاهی کاربرد دارد. سایر گریدهای این دسته برای تولید کارتن پلاست لوله‌های فاضلاب بطری‌ها و ظروف قالب‌گیری بادی چمدان‌ها سطل‌های رنگ و غیره به کار می‌روند. برای مشاهده کاربرد دقیق هر یک از این گریدها می‌توانید به جدول بالا مراجعه کنید.
مهمترین عوامل تأثیرگذار بر کیفیت گرانول
کیفیت گرانول تولیدی تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار می‌گیرد. در این بخش به پارامترهای اصلی که بر تولید گرانول با کیفیت تأثیر دارند پرداخته‌ایم این بررسی صرف‌نظر از نو بودن یا بازیافتی بودن مواد اولیه انجام شده است.
۱. کیفیت مواد اولیه ورودی
یکی از مهمترین عوامل تأثیرگذار بر کیفیت نهایی گرانول، کیفیت مواد اولیه است. مواد اولیه به دو دسته تقسیم می‌شوند:
- مواد نو که گرانول با استفاده از پودر درجه یک پتروشیمی تولید می‌شود.
- مواد بازیافتی که در مراحل بازیافت شسته و به صورت پرک درآمده و سپس به دستگاه اکسترودر وارد می‌شوند. توجه به برخی نکات در برخورد با مواد بازیافتی، تأثیر زیادی بر کیفیت گرانول نهایی خواهد داشت. به همین دلیل، جمع‌آوری و شستشوی صحیح مواد بازیافتی از اهمیت بالایی برخوردار است.
۲. کیفیت دستگاه گرانول‌ساز
دستگاه گرانول‌ساز یکی از مهمترین و پرکاربردترین تجهیزات در تولید گرانول است. به دلیل سودآوری بالای صنعت تولید گرانول، تقاضا برای دستگاه‌های گرانول‌ساز و به‌ویژه اکسترودر افزایش یافته است. اکسترودر، که وظیفه بیرون‌رانی مواد را بر عهده دارد، در بسیاری از خطوط بازیافت پلاستیک به کار می‌رود. عملکرد صحیح این دستگاه وابسته به مراحل تمیزکاری و خشک‌سازی دقیق مواد است.
ویژگی‌های یک دستگاه اکسترودر مناسب عبارتند از:
- پمپ خلاء قوی برای افزایش تأثیر گازگیری
- تعویض‌کننده صفحه بزرگ و قوی برای پردازش بهتر مواد
- اکسترودرهای تک‌پیچه که به راحتی قابل اجرا هستند و هزینه نگهداری کمتری دارند
- حذف گازهای خطرناک و شیمیایی از مواد از طریق سیستم خلاء، مطابق با استانداردهای بهداشت و ایمنی
۳. کنترل خط تولید گرانول
کنترل خط تولید گرانول، که به‌ویژه با دستگاه‌های مکانیزه و الکترونیکی انجام می‌شود، به کارکنان کمک می‌کند تا کیفیت گرانول‌های تولیدی را بهبود بخشند. مهارت و تجربه بالای کارکنان در بخش کنترل کیفی، تأثیر زیادی در ارتقاء کیفیت گرانول‌های بازیافتی دارد.
۴. افزودنی‌های گرانول
در فرآیند تولید گرانول، افزودنی‌ها به مواد در حال ذوب اضافه می‌شوند. این مواد به بهبود عملکرد گرانول‌های بازیافتی و رفع ضعف‌های ذاتی آنها کمک می‌کنند. افزودنی‌های رایج شامل پایدارکننده‌ها و نرم‌کننده‌ها هستند که نقش مهمی در بهبود کیفیت دارند.
۵. رنگ گرانول
رنگ گرانول نیز یکی از عواملی است که بر کیفیت آن تأثیر می‌گذارد. هرچه رنگ گرانول به بی‌رنگی نزدیک‌تر باشد، کیفیت آن بالاتر است. اگر رنگ گرانول شامل رگه‌های مشکی باشد، معمولاً کیفیت آن کاهش می‌یابد. در حالت کلی، بهترین گزینه برای ارتقاء کیفیت محصولات استفاده از گرانول‌های بی‌رنگ و شفاف است.
گرانول بازیافتی
بازیافت ضایعات پلاستیکی و تبدیل آنها به گرانول‌های قابل استفاده مجدد برای تولیدکنندگان، یکی از بخش‌های مهم و رو به گسترش صنعت پلاستیک است. رشد و گسترش بازیافت مواد پلیمری به دلایل مختلفی انجام می‌شود:
- فراوانی مواد اولیه: مواد اولیه این صنعت عمدتاً شامل ضایعات پلاستیکی مانند لاستیک‌ها، لوله‌ها، نایلون‌ها و غیره است که در سرتاسر کشور به وفور یافت می‌شود و هر ساله مقدار زیادی به حجم این ضایعات اضافه می‌شود.
- ارزش افزوده اقتصادی: تبدیل این ضایعات به گرانول بازیافتی ارزش افزوده‌ای ایجاد می‌کند که می‌تواند سود قابل توجهی برای تولیدکنندگان و فعالان این حوزه به همراه داشته باشد.
- مزایای زیست‌محیطی: بازیافت این مواد و تبدیل آنها به گرانول، به کاهش مشکلات زیست‌محیطی کمک می‌کند و این مواد مجدداً به چرخه تولید محصولات پلاستیکی وارد می‌شوند.
ضایعات مورد استفاده در تولید گرانول بازیافتی
تمام پلاستیک‌ها قابلیت بازیافت ندارند. پلاستیک‌ها به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:
- ترموپلاستیک‌ها: این نوع پلاستیک‌ها از زنجیره‌های پلیمری تشکیل شده‌اند که هنگام گرما به ماده‌ای نرم تبدیل می‌شوند و هنگام سرد شدن، سخت می‌شوند. ترموپلاستیک‌ها به راحتی بازیافت می‌شوند و هرچقدر که سرد و گرم شوند، خاصیت شیمیایی خود را از دست نمی‌دهند. گریدهایی مانند پلی اتیلن و پلی پروپیلن جزو این دسته هستند و می‌توانند به گرانول بازیافتی تبدیل شوند.
- ترموست‌ها: این پلاستیک‌ها با حرارت سخت می‌شوند و پس از آن قابل بازیافت نیستند زیرا تجزیه می‌شوند.
بنابراین، مواد ترموپلاستیک به راحتی قابلیت بازیافت و تبدیل به گرانول بازیافتی دارند.
روش‌های تولید گرانول
ماشین‌آلات شکل‌دهی پلاستیک (مانند خطوط اکستروژن و تزریق) به گونه‌ای طراحی شده‌اند که مواد اولیه ورودی آنها معمولاً باید به شکل ساچمه‌های کوچک پلاستیکی باشد. به همین دلیل، تولیدکنندگان پلاستیک ترجیح می‌دهند از گرانول به عنوان ماده اولیه در تولیدات خود استفاده کنند. برای تبدیل پودر، پرک و ضایعات به گرانول، روش‌های مختلفی از خطوط تولید ابداع شده‌اند که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. برخی از روش‌های رایج تولید گرانول عبارتند از:
- تولید گرانول به روش رشته‌ای (Strand Type)
- تولید گرانول به روش خشک (Hot Die Face Cutting)
- تولید گرانول با سیستم برش رینگ آبی (Water Ring Cutting)
- تولید گرانول با سیستم برش زیر آب (Under Water Cutting)
در ایران، بیشتر از دستگاه‌های تولید گرانول به روش رشته‌ای استفاده می‌شود. دلیل محبوبیت این روش، سهولت ساخت ماشین‌آلات آن نسبت به سایر روش‌ها است. اما بزرگترین چالش در این روش، قطع شدن رشته‌ها حین فرآیند تولید است که برای رفع این مشکل، نیاز به حضور یک اپراتور دائمی در کنار دستگاه‌ها وجود دارد.
روش دیگر متداول در ایران، تولید گرانول خشک است. ساخت ماشین‌آلات این روش نیاز به دقت بالاتری دارد و قیمت این خطوط تولید نیز بیشتر است. با این حال، گرانول‌های تولیدی در این روش شباهت زیادی به گرانول‌های مواد دست اول دارند و از نظر ویژگی‌های پلاستیک، ثبات بهتری دارند.
دستگاه گرانول ساز
دستگاه گرانول ساز یکی از اصلی‌ترین و پرکاربردترین دستگاه‌ها در تولید گرانول است. به دلیل سوددهی بالا در صنعت تولید گرانول، تولیدکنندگان تمایل زیادی به تولید گرانول‌های بازیافتی و نو دارند که این امر موجب افزایش تقاضا برای خرید دستگاه‌های گرانول ساز شده است.
اکسترودر یکی از مهمترین انواع دستگاه‌های گرانول ساز است که در خط تولید گرانول به کار می‌رود. این دستگاه وظیفه بیرون‌رانی مواد را بر عهده دارد و در واقع مرحله آخر بسیاری از خطوط بازیافت پلاستیک است. اگر مراحل تمیز کردن و خشک کردن به درستی انجام نشود، اکسترودر عملکرد مناسبی نخواهد داشت و این مشکل معمولاً در دیگر مراحل خط بازیافت نیز مشاهده می‌شود.
نتیجه گیری
در این مقاله به تعریف گرانول و کاربردهای آن در صنعت پلاستیک و پلیمر پرداخته‌ایم. همانطور که در مقاله ذکر شد گرانول‌ها براساس معیارهای مختلفی مانند ترکیب شیمیایی، وزن مولکولی، روش تولید و نوع محصول تولیدی دسته‌بندی می‌شوند. همچنین به طور اجمالی فرآیند و روش‌های تولید گرانول‌ها را مورد بررسی قرار دادیم. سپس، کاربردهای گسترده انواع گرانول‌های پلی اتیلن پلی پروپیلن و دیگر انواع را توضیح دادیم. لازم به ذکر است که کسب اطلاعات کافی پیش از خرید گرانول، اولین و مهمترین گام است. بنابراین پیش از خرید، حتماً قیمت گرانول را از شرکت‌های معتبر استعلام کنید و پس از اطمینان از کیفیت محصول، خرید خود را انجام دهید. برای خرید گرانول، می‌توانید از فروشگاه آنلاین پلی تیز استفاده کنید.
انتهای مطلب/ ی.ر
