اگر می خواهید وارد صنعت ساخت و تولید بطری های پلاستیکی شوید حتما نحوه ساخت و فرایند تولید بطری های پلاستیکی برای شما جذاب و مفید است. در این مقاله از فرتاک پلیمر به طور کامل مواد اولیه برای تولید بطری های پلاستیکی مانند بطری آب معدنی و نوشابه و سایر بطری های پلاستیکی و همچنین فرایند ساخت بطری پلاستیکی توضیح داده می شود.
بطری های پلاستیکی بنا به کاربردی که دارند از مواد اولیه گوناگون تولید می شوند. در واقع مواد اولیه به گرانول تبدیل شده و سپس برای تبدیل به بطری های پلاستیکی به کار گرفته می شوند. به عنوان مثال بطری های نوشابه و بطری های آب معدنی از مواد اولیه پلاستیک پت ساخته می شوند. مراحل تولید بطری پلاستیکی به زبان ساده به این صورت است:
ابتدا ضایعات پلاستیکی و یا مواد اولیه نو به شکل انواع گرانول در می آیند. در مقاله روند تبدیل ضایعات پلاستیکی به گرانول مراحل این فرایند را توضیح دادیم که به طور خلاصه شامل جمع آوری، شستن، خرد کردن و گرانوله سازی می باشد.
بطری های پلاستیکی معمولا از جنس پلاستیک پت هستند بنابراین برای ساخت آن ها از گرانول ساخته شده از پلاستیک پت استفاده می شود. گرانول های پت را به حالت پریفرم Preform (لوله های باریک و نازک از جنس پت که به شکل لوله های آزمایشگاهی هستند) در می آوردند.
سپس پریفرم ها را در دستگاه و در حرارت بالا و تحت فشار خیلی زیاد در قالب های مخصوص بطری (در سایز و مدل های مختلف بطری) قرار می دهند و به بطری های پلاستیکی تبدیل می کنند.
تولید بطری پلاستیکی به صورت مرحله ای انجام می شود. تولید کنندگان بطری های پلاستیکی به طور معمول از یکی از چهار نوع پلاستیک برای تولید بطری استفاده می کنند. به طور معمول، بطری های پت PET (بطری های ساخته شده از پلی اتیلن ترفتالات)، برای نگهداری آب آشامیدنی و سایر نوشیدنی ها به کار گرفته می شوند، زیرا این ماده هم قوی و هم سبک است. پلی اتیلن (PE) به شکل چگالی بالا برای ساخت بطری های پلاستیکی محکم مانند بطری های مواد شوینده و به شکل چگالی کم برای ساخت بطری های فشاری مورد استفاده قرار می گیرد. پلی پروپیلن (PP) برای بطری های قرص و موارد مشابه به کار گرفته می شود. پلی کربنات (PC) برای بطری های آب چند بار مصرف و ظروف چند بار مصرف مشابه استفاده می شود. به منظور درک فرآیند تولید، بهتر است که ابتدا ترکیب شیمیایی مواد را بررسی کنید.
همانطور که بالا ذکر شد، بطری های پلاستیکی معمولا از PET، PP، PC و PE ساخته می شوند. PE اغلب به عنوان LDPE (پلی اتیلن با چگالی کم) یا HDPE (پلی اتیلن با چگالی بالا) در نظر گرفته می شود. ما در زیر بررسی خواهیم کرد که چگونه هر ماده بر فرآیند تولید بطری تأثیر می گذارد.
PET (پلی اتیلن ترفتالات)
پلی اتیلن ترفتالات یک پلیمر ترموپلاست است که بسته به ترکیب مواد شیمیایی می تواند مات یا شفاف باشد. مانند بیشتر پلاستیک ها، PET از هیدروکربن های نفتی ازطریق واکنش بین اتیلن گلیکول و اسید ترفتالیک تولید می شود. PET برای ایجاد زنجیره های مولکولی بلند به پلیمر تبدیل می شود، که امکان تولید بطری های PET از آن را فراهم می سازد.
پلیمریزاسیون به خودی خود یک فرآیند پیچیده است و بسیاری از ناهماهنگی های بین یک دسته PET تولیدی و دسته دیگر به این دلیل صورت می گیرد. به طور معمول، دو نوع ناخالصی در طی فرآیند پلیمریزاسیون شکل می گیرد: دی اتیلن گلیکول و استالدهید. اگرچه دی اتیلن گلیکول معمولا در مقادیر زیاد تولید نمی شود که PET را تحت تاثیر قرار دهد، اما استالدهید نه تنها در فرآیند پلیمریزاسیون بلکه در طی فرآیند تولید بطری نیز شکل می گیرد. مقادیر زیاد استالدهید موجود در PET مورد استفاده برای تولید بطری باعث می شود نوشیدنی موجود در بطری طعم ناخوشایندی داشته باشد.
وقتی پلاستیک ساخته شد، فرآیند تولید بطری PET آغاز می شود. برای اطمینان از این که پلاستیک برای استفاده مناسب باشد، تست های مختلفی بعد از تولید انجام می شوند تا بررسی شود که آیا کربن دی اکسید در بطری های نفوذ می کند یا نه (این موضوع برای بطری هایی که برای نگهداری نوشابه های گازدار استفاده می شوند، مهم است). فاکتورهای دیگری مانند شفافیت، براقیت، مقاومت در برابر شکست، ضخامت و مقاومت در برابر فشار نیز با دقت مورد بررسی قرار می گیرند.
LDPE/HDPE (پلی اتیلن با چگالی کم و بالا)
یکی دیگر از ترموپلاستیک ها، پلی اتیلن است که برای تولید شیشه های آب و شیر، بطری های مواد شوینده، بطری های سس کچاپ، بطری های اسپری و سایر محصولات مورد استفاده قرار می گیرد. هم LDPE و هم HDPE را می توان به صورت ترموفورمینگ، قالب گیری بادی و قالب گیری تزریقی تولید کرد. LDPE یکی از اولین پلاستیک هایی بود که ازطریق قالب گیری بادی ساخته می شود و در حال حاضر برای ساخت بطری های فشاری مورد استفاده قرار می گیرد، زیرا در مقایسه با HDPE شکل پذیری بالا اما استحکام کمتری دارد. HDPE برای اشکال مختلفی از بطری ها به کار برده می شود. این ماده در حالت خنثی خود معمولا به رنگ سفید یا سیاه است و وقتی ضخامت آن به اندازه بطری های شیر و موارد مشابه نازک می شود، شفاف می گردد. تامین کنندگان می توانند فرمولاسیون آن را با هدف افزایش مقاومت در برابر پارگی، شفافیت، شکل پذیری، قابلیت چاپ و سایر پارامترها تغییر دهند.
پلی اتیلن از یک مونومر واحد به نام اتیلن تشکیل شده است که آن را به یک هموپلیمر تبدیل می کند. LDPE یک آمورف است، در حالی که HDPE کریستالی است و همین امر موجب شکل پذیری بیشتر LDPE و پلبیت بالاتر HDPE می شود. پلی اتیلن گران تر از پلی پروپیلن است. پلی پروپیلن ارزان ترین ترموپلاستیک به حساب می آید. برای اطلاعات بیشتر در مورد HDPE، لطفا به مقاله رزین های پلی اتیلن ما مراجعه کنید.
PP (پلی پروپیلن)
رزین پلی پروپیلن معمولا یک پلیمر مات با چگالی کم با ویژگی های قالب گیری تزریقی و ترموفورمینگ عالی است. برای بطری ها، با پلی اتیلن رقابت می کند و می تواند برای کاربردهای شفاف مورد استفاده قرار گیرد، در حالی که پلی اتیلن تنها برای بطری های شیر شفاف کاربرد دارد. پلی پروپیلن نمی تواند با شفافیت نوری پلیمرها مانند پلی کربنات مطابقت داشته باشد، اما عملکرد نسبتا خوبی دارد. ویسکوزیته پایین در دماهای ذوب برای کاربردهای اکستروژن و قالب گیری ازجمله قالب گیری بادی مناسب است.
PC
پلی کربنات ها به واسطه پلیمریزاسیون بیسفنل A (C15H16O2) و فسژن (COCl2) تولید می شوند. پلی کربنات در مقایسه با سایر پلیمرهایی که برای ساخت بطری مورد استفاده قرار می گیرند، گران قیمت تر هستند. بنابراین، کاربرد آن در وهله اول به بطری های چند بار مصرف با کیفیت بالا مانند بطری های پزشکی یا آن هایی که در کولرهای آبی یا در محیط های آزمایشگاهی یافت می شوند، محدود می شود.
این ماده دارای خواص نوری و استحکام فوق العاده ای است. به همین دلیل، در ساخت بطری هایی با شفافیت بالا که محتویات داخل نمایان است و در عین حال در برابر حرارت و کاربرد فراوان مقاوم باشد، استفاده می شود. این ماده در برابر شستشوهای مکرر مقاومت می کند و قابل اتوکلاو است.