پلیمر آف‌گرید چیست؟

این دسته از پلیمرها استانداردهای تعریف شده در پتروشیمی ها را ندارند چه به لحاظ ظاهری و فیزیکی ، چه به لحاظ مکانیکی. و در دسته بندی ها با عنوان آف‌گرید قرار می گیرند.

انواع پلیمر آف‌گرید (offgrade)

در محصولات پتروشیمی دو شاخصه ی اصلی وجود دارد : ام اف آی (MFI) و دانستیه (Density)
اگر محصولی جز یکی از این دو شاخصه نباشد به ان آف‌گرید 1 می گویند. در صورتی که محصول جزیی از هر دو شاخصه باشد اما در آن ناخالصی هایی مانند رگه های سیاه وجود داشته باشد باز هم جز این دسته محسوب می شود.
اگر محصولی از هر دو شاخصه خارج شود و زیر مجموعه هیچ کدام از این دو شاخصه نباشد به آن آف‌گرید 2 می گویند. اگر محصولی جزیی از یکی از شاخصه باشد اما در آن الودگی وجود داشته باشد باز هم در این دسته قرار می گیرد.
گرید دیگری نیز وجود دارد که در بازار تحت عنوان دم جارو شناخته می شود که به آن آف‌گرید 3 می گویند. این گرید دارای ناخالصی های بیشتری مانند سنگ ریزه ها می باشد.
با توجه به نوع مواد اولیه و نوع آف‌گرید میزان تفاوت در کیفیت با مواد آن گرید مشخص می شود. در بعضی موارد دیده شده است که برخی مواد آف‌گرید به دلیل نزدیک بودن خواص شان به ان گرید ها تولید کنندگان در برخی قسمت‌ها از آن ها استفاده می کنند. قیمت این پلیمرها بدین صورت تعیین می گردد که گریدهای آف 1 90 درصد قیمت آن گرید ها ، گریدهای آف 2 ، 80 درصد آن گرید ها و گریدهای آف 3 ، 60 درصد قیمت آن گرید ها و در نهایت کلوخه 40 درصد قیمت پایه می باشد.
مواد پلیمری عموما در پتروشیمی ها بصورت پودر تولید می شوند. برای حمل و نقل بهینه تر و خوراک دهی موثر هنگام قطعه سازی، معمولا پودر پلیمر را به کمک دستگاه اکسترودر و پلتایزر به گرانول تبدیل می کنند. شکل این گرانولها بایستی یکنواخت باشد. عموما از لحاظ ظاهری گرانولها شبیه دانه‌های عدس یا استوانه های کوچک (دانه ی تسبیح) یا بصورت دانه های کروی می‌باشد. پلیمرهای مختلف مانند انواع پلی آمیدها و پلی الفین‌ها و سایر پلیمرهای پرکاربرد به صورت گرانول بسته بندی و در واحد های فرآیند دهی طی عملیات های گوناگون به قطعات مختلف تبدیل میشوند. به موادی که بدون هیچ عملیاتی، مستقیم از واحدهای پتروشیمی به دست مصرف کننده می رسند گفته می شود. این مواد عموما بصورت گرانول بوده اما طبق درخواست مشتری می توانند بصورت پودر ( یا سایر فرمها) عرضه شوند. طبیعتا مواد ویرجین از لحاظ کیفیت در بالاترین سطح می باشند اما برای هر کاربردی مناسب نیستند این مواد توسط واحد های کامپاندینگ اصلاح شده و به نوعی، خواص اختصاصی هر کاربرد به پلیمر داده می شود.

در حین پلیمریزاسیون و تولید پلیمرها در راکتورهای پتروشیمی در صورتی که به هر علتی خواص از استاندارد تعریف شده برای آن گرید (شامل خواص فیزیکی، مکانیکی و ظاهری و غیره) فاصله بگیرد مواد تحت عنوان آف‌گرید عرضه می‌شوند. برای مثال ممکن است تولید چند هفته یک واحد تولید پلی کربنات به علت نقص فنی از استحکام ضربه ای مطلوب برخوردار نباشد ، که واحد مذبور این مواد را با قیمت پایین تری در بازار عرضه می کند.
به مجموعه عملیاتی که (شامل تفکیک، شستشو، آسیاب، افزودن و اصلاح خواص) برای تولید گریدهای ارزان قیمت و با خواص متوسط روی مواد پلیمری دورریز انجام می شود بازیافت می گویند. برای مثال برای تولید کیسه های نایلونزباله که به کیفیت بالایی نیاز ندارند می توان از مواد بازیافتی مورد استفاده در صنعت فیلم استفاده کرد. به موادی که در درصدهای پایین به پلیمرهای مختلف جهت بهبود یا حصول خواص مدنظر مانند (اصلاح فرآیند پذیری، افزایش مقاومت حرارتی، افزایش مقاومت در برابر خش و …) اضافه می شوند مواد افزودنی یا ادتیو می گویند.
ادتیوها معمولا ساختارهای شیمیایی با وزن مولکولی کم تر از پلیمر داشته و درصد استفاده ی آنها در فرمولاسیون مقادیر کم می باشد. در حین فرآیند کردن یک پلیمر (اکستروژن یا تزریق) به علت اعمال تنش برشی و حرارت بالا احتمال تخریب و سوختگی پلیمر بسیار بالاست. برای جلوگیری از تخریب پلیمر و نیز بهبود فرآیند پذیری، روان شدن، نچسبیدن مذاب به ماردون و سیلندر و قالب و دوام قطعه در شرایط مختلف آب و هوایی و مکانیکی استفاده از افزودنی ها امری اجتناب ناپذیر است. این افزودنی ها برای پلیمرهای مختلف مانند پلی آمید ها، پلی الفین ها و پلی استرها گوناگون بوده و برای هرکدام نوع و درصد مشخص مصرف میشود.

اساسی ترین ادتیو مورد استفاده در صنعت پلیمر، آنتی اکسیدانها و مقاومت دهنده های حرارتی (Stabilizer) می باشند زیرا در دمای بالای فرآیند و به علت حضور اکسیژن احتمال واکنش مذاب پلیمر با اکسیژن موجود در هوا و در نتیجه تخریب ساختار مولکولی پلیمر که منجر به کاهش چشمگیر خواص می گردد بسیار بالاست. آنتی اکسیدانها موادی هستند که تمایل و نرخ واکنش آنها با اکسیژن آزاد درون مذاب پلیمر بسیار بیشتر از خود پلیمر است، بنابراین با استفاده از آنتی اکسیدانها که در واقع عوامل فداشونده هستند می توان پلیمر را از هر گونه سوختن و تخریب حرارتی حفاظت کرد. آنتی اکسیدانها به دو دسته ی اولیه و ثانویه تقسیم می شوند.

آنتی‌اکسیدان اولیه

این آنتی‌اکسیدان در حین فرآیند کردن و در واقع بازدارنده ی تخریب اکسیداسیونی مذاب پلیمر می باشد.

آنتی‌اکسیدان ثانویه

این آنتی اکسیدانها در واقع نقش هم افزایی و افزایش تاثیر آنتی اکسیدان اولیه را دارند به این ترتیب که به ازای هر یک مولکول آنتی اکسیدان اولیه، یک میلیون ذره پلیمری حفاظت می شوند اما عملکرد آنتی اکسیدان ثانویه با نسبت 1 به 1 صورت می گیرد یعنی به ازای هر یک مولکول آنتی اکسیدان ثانویه، یک ذره ی پلیمری حفاظت می شود. از جمله آنتی اکسیدانهای اولیه می توان به ایرگانوکس 1010 و آنتی اکسیدان ثانویه می توان به ایرگانوکس 168 اشاره کرد.

تفاوت گریدهای یک پلیمر

در واحدهای پتروشیمیایی براساس عمومی ترین خواص مدنظر (استحکام ضربه ای و استحکام کششی) پلیمرها سنتز و تولید می گردند. برای مثال در پلی‌پروپیلن‌ها، گریدهای هومو پلی‌پروپیلن و کو پلی‌پروپیلن که در صنعت به نام های هومو و کو معروف هستند به صورت خلاصه دارای تفاوت های زیر هستند:

مواد پلی‌پروپیلن همو پلیمر شامل گریدهای ppz30s ،ppc30s ،pp552r میباشد.
مواد پلی‌پروپیلن کوپیلمر شامل گریدهای PP440L، PP440G، PPR40، PPR60 میباشد.

استحکام کششی هوموپلیمر بیشتر از کو و به صورت کلی استحکام ضربه ای کو بیشتر از هومو می باشد. به صورت خلاصه سنتز یک پلیمر شامل کنار هم قرار گرفتن تعداد بسیار زیادی مونومر می باشد. اگر برای تولید یک پلیمر فقط از یک مونومر استفاده کنیم به آن هوموپلیمر و اگر در تولید یک پلیمر از دو یا چند مونومر استفاده کنیم به این پلیمر به صورت کلی کوپلیمر اطلاق می‌شود. برای مثال در مورد پلی‌پروپیلن گرید کوپلیمر از واکنش مونومر پلی‌پروپیلن و مقدار کمی مونومر اتیلن یا بوتن یا سایر آلفا اولفین ها به دست می آید که منجر به افزایش خواص استحکام ضربه ای می گردد.