وینیل (vinyl)

وینیل (vinyl) نوعی خاص از ترکیب شیمیایی اتیلن و کولین است. شکل پذیری و کاربرد های زیادی که وینیل در صنایع مختلف دارد، اسم این ماده را برای گوش ما آشنا کرده است. وینیل با PVC متفاوت است و می توان گفت PVC (پلی وینیل کلراید) یکی از محبوب ترین ساختار های حاوی وینیل است که از دستکش های محافظ تا لوله های ضخیم از آن استفاده می شود.

وینیل پلاستیکی بسیار رایج در محیط اطراف ما

وینیل یکی از انواع ویژه مواد پلاستیکی می باشد که اولین بار توسط یک شیمیدان آلمانی با نام Eugen Baumann در سال ۱۸۷۲ تولید شد و چندین دهه بعد دو شیمیدان در یک شرکت شیمیایی آلمانی سعی کردند تا ماده ای با نام پلی وینیل کلراید را تولید کنند که با نام اختصاری PVC نشان داده می شود. ماده یاد شده در حوزه تجاری نیز بیشتر با چنین نامی مشهور است ولی متاسفانه آنها در دستیابی به چنین ماده‌ای موفق نبودند. در سال ۱۹۲۸ یک شیمیدان آمریکایی با نام Waldo Semon توانست یک چسب جدید را برای لاستیک تولید کند و در واقع پلی وینیل کلراید نوین را تولید کرد. این همان ماده ای است که امروزه به میزان بسیار فراوانی در محیط اطراف ما دیده می شود.

وینیل چگونه ساخته می شود؟

وینیل کلراید به صورت کاملا اتفاقی کشف شد. Eugen Baumann ظرفی حاوی وینیل کلراید را در معرض نور خورشید قرار داد و پس از آن در داخل آن یک ماده پلیمری جامد تشکیل شد. اگرچه وی به عنوان یکی از بهترین شیمیدانها به شمار می‌آمد و همچنین در دانشگاه‌های متفاوتی در کشور آلمان تدریس می کرد اما هیچ گاه نتوانست حق اختراع این ماده را به دست آورد. چندین دهه بعد شیمیدانان در یک کمپانی شیمیایی آلمانی سعی کرده اند تا این ماده را به محصولات تجاری تبدیل کنند اما نتوانستند ماده سخت اولیه را فراوری کنند. پس از آن یک شیمیدان آمریکایی پا به عرصه گذاشت که در کمپانی B.F Goodrich فعالیت می کرد و این همان مکانی است که مصارف مختلف پلی وینیل کلراید در آن به صورت کاملی مشخص شدند. شیمیدان یادشده توانست نوعی لاستیک ترکیبی جدید را تولید کند که می‌تواند به مواد فلزی بچسبد زیرا شعبه اصلی کمپانی Goodrich در اوهیو بود و در همین مکان تایر خودرو تولید می شد. این کمپانی پیش از آنکه تمام تجارت خود را به منظور تمرکز بر حوزه هوایی و شیمیایی بفروشد، به عنوان بزرگترین تولید کننده لاستیک و تایر شناخته می‌شد. در سال ۱۹۲۸ شیمیدان آمریکایی یاد شده آزمایشاتی را به روی پلیمرهای وینیل انجام داد که به عنوان یک ماده کاملاً بی مصرف در دنیا شناخته می شدند. وی در طی آزمایشات خود موفق شد نوعی ماده پودری را تولید کند که ساختاری مشابه آرد و شکر داشت. مواد تشکیل دهنده پلی وینیل کلراید شامل کلرین (بر پایه ی نمکهای معمول) و اتیل می شوند که معمولاً از نفت خام گرفته می شود. پودر تولید شده مطابق انتظارات این شیمیدان عمل نکرد ولی وی همچنان به آزمایشات خود ادامه داد و این بار حلالی را به پودر اضافه کرد و آن را تا دمای بسیار بالا حرارت داد. در نهایت نوعی ماده ژله مانند تولید شد که می توانست حالتی سخت تر و یا انعطاف پذیر تر داشته باشد. این ماده خواصی مشابه پلی وینیل کلراید های مدرن داشت. وی همچنین به آزمایشات خود ادامه داد و توانست نوعی ماده ژلاتینی را تولید کند که قابلیت قالب ‌گیری بسیار بالایی داشت و الکتریسیته را از خود عبور نمی داد و همچنین از ویژگی هایی همانند مقاومت در برابر آتش و آب نیز برخوردار بود. بحران های بازار سهام در سال ۱۹۲۹ باعث شد تا این شیمیدان مجبور شود چند سال دیگر هم صبر کند تا مردم آمادگی پذیرش یک پلاستیک جدید را داشته باشند. زمانی که مطمئن شد که وینیل می تواند به عنوان یک ماده جدید مورد استفاده قرار بگیرد از روسای خود درخواست کرد تا این ماده را تحت نام تجاری koroseal به فروش برسانند. امتیاز اختراع این ماده در سال ۱۹۳۳ به شیمیدان یاد شده داده شد و انواعی از محصولات مختلف همانند پرده حمام، کتهای بارانی و چتر ها از پلی وینیل کلراید ساخته شدند. وی در سال ۱۹۵۵ و در سن ۹۷ سالگی به شهرت بسیاری دست پیدا کرد و این در حالی بود که صد اختراع مختلف به نام وی ثبت شده بود.

کدام کمپانی ها وینیل را تولید میکنند؟

بنابر موسسه وینیل این ماده به عنوان دومین پلاستیک در دنیا شناخته می شود که به بیشترین میزان فروخته می شود و پس از پلی اتیلن و پلی پروپیلن قرار می گیرد و همچنین این ماده باعث شده است تا ۱۰۰ هزار نفر در ایالات متحده آمریکا به کار مشغول شوند. بزرگترین تامین کنندگان این ماده در شرق آسیا و ایالات متحده آمریکا هستند و تعداد زیادی از آنها را شرکتهای شیمیایی تشکیل می دهند مانند دوپونت و شرکت شیمیایی westlake. این در حالی است که سایر شرکت‌های تولیدی این ماده در واقع شعبه هایی از کمپانی های نفتی می باشند همانند Oxyvinyls. پیش بینی می شود که با افزایش تولید خودروهای الکتریکی تعداد روزافزونی از کمپانی های وابسته به صنعت نفت به سمت تولید مواد پلاستیکی گرایش پیدا کنند. این حالت خود باعث می شود تا تمرکز بیشتری به روی مواد شیمیایی نفتی به وجود بیاید که امروزه از ۱۵ درصد از سوخت های فسیلی به عنوان منابع اولیه خود استفاده می‌کنند و این مقدار می‌تواند تا سال ۲۰۴۰ به ۵۰ درصد برسد.

از وینیل به منظور تولید چه محصولاتی استفاده می شود؟

موسسه وینیل عنوان می کند که هزینه پایین این ماده، تنوع و عملکرد بالای آن باعث می‌شود تا به گزینه ای مناسب برای انواعی از حوزه ها همانند پزشکی، ارتباطات، هوافضا، خودروسازی، خرده فروشی، منسوجات و ساخت و ساز تبدیل شود. از آنجایی که این ماده می‌تواند با توجه به نیازمندی های نهایی حالتی بسیار سخت و یا انعطاف پذیر داشته باشد در نتیجه جایگاه خود را در بخش‌های مختلف پیدا کرده است.

• ساخت و ساز: موسسه وینیل تخمین می‌زند که حدود ۷۰ درصد از پلی وینیل کلراید های ساخته شده در حوزه ساختمان سازی به کار برده می شوند و می توان از آن ها برای تولید سقف، پوشش زمین، پنجره و در، پوشش های دیوار و همچنین نرده ها استفاده کرد. علاوه بر آن از لوله های ساخته شده از پلی وینیل کلراید به منظور تولید لوله های فاضلاب، لوله های تهویه و سایر موارد استفاده می شود.

• حوزه سلامتی: اگر شما وارد یک بیمارستان شوید با محصولات وینیلی در تک ‌تک بخشهای بیمارستان روبرو خواهید شد. زمین ها و دیوارهای بیمارستانها از مواد وینیل ساخته شده‌اند که خود باعث عدم انتشار عفونت میشود. از دیگر مصارف پلی وینیل کلراید در حوزه پزشکی می‌توان به تولید دستکش های جراحی، لوله های درون وریدی برای انتقال خون و حتی داروهایی اشاره کرد که در داخل بسته بندی های حبابی می باشند.

• منسوجات: پلاستیک ها از زمان اختراع خود در تولید پوشاک و منسوجات به کار برده می شدند و در ساخت کت های بارانی و چتر نقش داشتند. از آنجایی که این مواد دوام بالایی داشته و در مقابل آب نیز مقاوم می باشند، برای تولید پوشاک ورزشی، لباس های ضد آتش، سایه بان و چادرهای تجاری به کار برده می شوند. حالت درخشان و چرم مانند این مواد باعث شد تا در دهه شصت و هفتاد از محبوبیت بسیار زیادی برخوردار شوند و این محبوبیت همچنان ادامه دارد.

• خودروسازی: پلاستیک های یاد شده به عنوان پوشش های مقاوم در برابر آب می توانند برای حفاظت از بخش زیرین خودرو به کار برده شوند. این مواد در بخش‌های داخلی خودرو هم می توانند مورد استفاده قرار بگیرند همانند پنل در و داشبورد.

آیا وینیل ماده ای ایمن و بی خطر است؟

مرکز سلامتی، محیط زیست و عدالت این ماده را به عنوان یک پلاستیک سمی شناسایی کرده است. هیچ ماده ی پلاستیکی به اندازه وینیل، مواد سمی از خود منتشر نمی‌کند. اگر وارد یک کلاس درس شوید انواعی از محصولات و بخش‌هایی را می‌بینید که از وینیل ساخته شده‌اند مانند پوشش زمین، سقف، موکتها، تجهیزات زمین بازی و غیره. کنگره آمریکا استفاده از مواد فتالاتی در ساخت اسباب بازیهای کودکان را در سال ۲۰۱۷ ممنوع اعلام کرد اما این ماده همچنان در کوله ‌پشتی های مدرسه و یا ظروف غذای کودکان دیده می‌شود.

فتالات ها موادی هستند که به منظور نرم سازی پلی وینیل کلراید به کار برده می شوند. این احتمال وجود دارد که فتالات ها به عنوان یک نرم کننده باعث ایجاد اختلالاتی در غدد درون ریز شوند و برای زنان باردار نیز خطرناک باشند و حتی باعث بروز سقط جنین شوند. در یک مطالعه سوئدی در سال ۲۰۱۸ مشخص شد که زندگی در خانه‌ای با زمین های ساخته شده از مواد وینیلی می تواند احتمال وجود فتالات ها در بدن زنان باردار را افزایش دهد.

تمام محصولاتی که شما دارید و یا محصولاتی که در خانه شما قرار دارند می توانند مواد شیمیایی مختلفی را آزاد کنند. زمانی که شما بسته بندی یک پرده حمام را باز میکنید میتوانید بویی ویژه را حس کنید که در واقع انواعی از مواد شیمیایی سمی هستند که وارد هوا شده و می توانند تا چند هفته باقی بمانند. هنوز مطالعاتی بر روی اثرات ناشی از انتشار ترکیبات ارگانیک فرار در حال انجام می باشد اما بسیاری از این مواد شیمیایی می توانند در بروز حساسیت و یا سایر بیماری ها نقش داشته باشند.

 آینده پیش روی وینیل

از آنجایی که وینیل به عنوان یکی از محصولات صنعت نفت و شیمیایی به حساب می‌آید، صنعت نفت همچنان سعی دارد مصارف جدیدی از این ماده را بیابد به خصوص در حالتی که هزینه بنزین با تولید خودروهای پر بازده و برقی به صورت ثابت باقی می ماند. در حالی که در تمام دنیا تلاش می شود تا استفاده از سوخت های فسیلی کاهش پیدا کند شرکت های نفتی به سمت مواد پلاستیکی روی آورده‌اند و این گرایش می تواند بسیار خوشبینانه باشد.

منبع: asp-co