شیمی شیمی آلی
بر پایه‌ی ۵ منبع علمی

پلاستیک از چی ساخته می‌شه؟

زنجیرهای بلندی از قطعه‌های کوچیکِ به‌هم‌وصل که از یه قطره نفت بیرون میان و به یه بطری و یه کیسه‌ی پلاستیکی تبدیل می‌شن
4 دقیقه کاوش آخرین به‌روزرسانی: ۶ آبان ۱۴۰۵
مفهوم‌های این کاوش پلیمر اتیلن کاتالیزگر
این کاوش را چطور دوست داری دنبال کنی؟ ۴ ارائه‌ی دیگر در راه‌اند
روخوانی نوشتار هنوز آماده نیست
به‌زودی

پاسخ کوتاه پلاستیک از زنجیرهای خیلی بلند ساخته می‌شه؛ هر زنجیر از دست‌کم حدود هزار قطعه‌ی کوچیکِ تکراری درست شده که پشت سر هم به هم وصل شدن. این قطعه‌های کوچیک، مثل اتیلن، بیشترشون از نفت و گاز میان. توی پالایشگاه نفت خام رو به چند بخش جدا می‌کنن، یکی از این بخش‌ها رو توی کارخونه‌ی پتروشیمی می‌شکنن تا این قطعه‌ها به دست بیاد، و بعد توی یه مخزن با کمک یه ماده‌ی مخصوص زنجیرشون می‌کنن. آخر کار هم یه کم افزودنی بهش اضافه می‌کنن تا مثلاً نرم‌تر بشه یا دیرتر آتیش بگیره.

یک واژه پلیمر (Polymer) ماده‌ای که از زنجیرهای خیلی بلند ساخته شده و هر زنجیرش از تکرار یه قطعه‌ی کوچیک درست شده. پایه‌ی هر پلاستیکی یه پلیمره.

پلاستیک یعنی زنجیر

یه بطری آب، یه کیسه‌ی خرید و یه لوله‌ی آب رو بذار کنار هم. هر سه پلاستیکن، ولی هیچ‌کدوم شبیه اون یکی نیست. پس پلاستیک اسم یه ماده‌ی خاص نیست؛ اسم یه جور ساختاره.

خود کلمه‌ی «پلاستیک» اول یعنی «نرم و شکل‌پذیر». امروز اسم موادیه که از زنجیرهای خیلی بلندِ مولکول ساخته شدن. به این‌جور ماده می‌گن پلیمر. هر زنجیر از یه قطعه‌ی کوچیک ساخته شده که بارها و بارها پشت سر هم تکرار شده، مثل دونه‌های یه گردنبند.

حالا ببین طول زنجیر چقدر مهمه. بیشتر پلاستیک‌ها تا وقتی هر زنجیرشون دست‌کم حدود هزار قطعه نداشته باشه، اصلاً رفتار آشنای پلاستیکی رو نشون نمی‌دن. یه پلاستیک رایج که ظرف‌های آزمایشگاه رو ازش می‌سازن، توی هر زنجیرش بین پنج هزار تا پنجاه هزار اتم کربن داره. همه‌ی زنجیرها هم‌قد نیستن، ولی کارخونه با شرایط ساخت طولشون رو کنترل می‌کنه.

کمترین طول زنجیر ۱۰۰۰ قطعه بیشتر پلاستیک‌ها با زنجیرهای کوتاه‌تر از این، رفتار پلاستیکی نشون نمی‌دن.

قطعه‌ها از کجا میان

زنجیر رو از قطعه‌های کوچیک می‌سازن. پس سؤال اصلی اینه که این قطعه‌ها از کجا میان. یکی از مهم‌ترینشون اتیلنه. بیشتر این قطعه‌ها از سوخت‌های فسیلی، یعنی نفت و گاز، درمیان. زغال‌سنگ، نمک و حتی مواد گیاهی هم توی فهرست مواد اولیه هستن، ولی منبع اصلی نفت خامه.

مسیرش این‌جوریه. اول نفت خام می‌ره پالایشگاه و اون‌جا به چند بخش سبک‌تر جدا می‌شه. یکی از این بخش‌ها ماده‌ی اصلی ساخت پلاستیکه. این بخش، همراه با بعضی گازهای سبک، می‌ره کارخونه‌ی پتروشیمی. اون‌جا می‌شکننش و ازش اتیلن و یه قطعه‌ی کوچیک دیگه شبیه اون به دست میاد. بیشتر این دو تا آخرش پلاستیک می‌شن.

یعنی بطری پلاستیکی توی دستت، به احتمال زیاد چند قدم عقب‌تر نفت یا گاز بوده.

نفت خام اول توی پالایشگاه به چند بخش جدا می‌شه. یکی از این بخش‌ها، همراه با کمی گاز، توی پتروشیمی شکسته می‌شه تا قطعه‌های کوچیک و یکسانی مثل اتیلن به دست بیاد. بعد توی مخزن همین قطعه‌ها پشت سر هم به هم وصل می‌شن و یه زنجیر خیلی بلند می‌سازن؛ یعنی ماده رو اول خرد می‌کنن تا بعد مرتب به هم وصلش کنن.

زنجیر کردن و دستور ساخت

حالا قطعه‌ها آماده‌ان. توی یه مخزن، مولکول‌های اتیلن به هم وصل می‌شن و زنجیرهای بلند می‌سازن. ولی این اتفاق خودبه‌خود نمی‌افته. یه ماده‌ی کمکی مخصوص لازمه که بهش می‌گن کاتالیزگر؛ بدون اون، قطعه‌ها به هم وصل نمی‌شن. زنجیری که از اتیلن ساخته بشه اسمش پلی‌اتیلنه.

زنجیر تنها چیزی نیست که توی پلاستیک هست. یه سهم کوچیک از وزنش افزودنیه، و همین افزودنی‌ها و نوع زنجیره که پلاستیک‌ها رو از هم جدا می‌کنه. بعضی پلاستیک‌ها با گرما نرم می‌شن و با سرد شدن دوباره سفت می‌شن. بعضی دیگه وقتی یه بار شکل گرفتن، دیگه هیچ‌وقت نرم نمی‌شن.

با این‌همه تنوع، اگه الیاف پلاستیکی رو کنار بذاریم، فقط سه نوع زنجیر، که یکیش همین پلی‌اتیلنه، نزدیک به هفت‌دهمِ همه‌ی پلاستیک‌های دنیا رو می‌سازن.

سهم زنجیرها از وزن پلاستیک ۹۳٪ بقیه‌ی وزن، به‌طور میانگین، مال افزودنی‌هاست. بیشترشون نرم‌کننده، پرکننده و ماده‌ی ضدآتیش هستن.

پلاستیک پیش از نفت

نفت همیشه منبع پلاستیک نبوده. اولین پلاستیکی که آدم ساخت، کار جان وزلی هایت بود. اون دنبال یه جایزه‌ی نقدی بود که برای پیدا کردن جانشینی برای عاج فیل گذاشته بودن. پنبه رو با کافور عمل آورد و ماده‌ای ساخت به اسم سلولوئید. هیچ‌جای این ماجرا نفت نبود.

چند دهه بعد، لئو بکلند باکلیت رو ساخت. باکلیت اولین پلاستیک کاملاً مصنوعی بود، یعنی هیچ مولکولی از طبیعت توش نبود. اون موقع بهش می‌گفتن «ماده‌ی هزار کاربرد».

این دو تا یه چیز رو نشون می‌دن: چیزی که پلاستیک رو پلاستیک می‌کنه زنجیرهای بلندشه، نه نفت. نفت فقط منبع اصلیِ امروزِ قطعه‌هاست. زنجیر رو از مواد دیگه هم می‌شه ساخت، و قدم بعدی اینه که بفهمیم از کدومشون می‌شه بیشتر ساخت.

پلاستیک از زنجیرهای خیلی بلندی ساخته می‌شه که از به هم وصل شدن قطعه‌های کوچیکی مثل اتیلن، با کمک کاتالیزگر، درست شدن و یه کم افزودنی هم دارن. امروز بیشتر این قطعه‌ها از نفت و گاز میان، ولی اولین پلاستیک از پنبه ساخته شد.

چرا این پرسش مهم است تقریباً هر روز یه چیز پلاستیکی دستت می‌گیری، مثل بطری آب یا کیسه‌ی خرید. حالا می‌دونی که بیشتر این چیزها از نفت و گاز ساخته شدن. پس پلاستیک و نفت به هم گره خوردن: هر وقت حرف یکی‌شون پیش میاد، پای اون یکی هم وسطه.

این پاسخ از کجا آمده

هر چیزی که بالا خواندی از این ۵ منبع بیرون آمده. اگر خواستی خودت سرچشمه را ببینی، لینک‌ها همین‌جاست.

۵ منبع
۱ History and Future of Plastics — Science History Institute پلاستیک یعنی زنجیر، پلاستیک پیش از نفت نهاد رسمی ۲ How plastics are made — Plastics Europe قطعه‌ها از کجا میان، زنجیر کردن و دستور ساخت نهاد رسمی ۳ Geyer, Jambeck & Law (2017), Production, use, and fate of all plastics ever made — Science Advances قطعه‌ها از کجا میان، زنجیر کردن و دستور ساخت پژوهش داوری‌شده ۴ Uses of hydrocarbon gas liquids — U.S. Energy Information Administration قطعه‌ها از کجا میان نهاد رسمی ۵ Virtual Chemistry, chapter 19 — University of Oxford, Department of Chemistry پلاستیک یعنی زنجیر نهاد رسمی