مواد شیمیایی از ضروری ترین عناصر زندگی روزمره ما محسوب می‌شوند. با پیشرفت تکنولوژی از صنایع شیمیایی در انواع زمینه ها همچون صنایع آرایشی و بهداشتی استفاده شد. این صنایع از مهمترین اقتصاد های رو به رشد جهان است و جزء ستون اصلی رشد و گسترش صنعتی جهان به حساب می‌آید. صنایع شیمیایی به صنایعی اطلاق می‌شود که مواد خام طبیعی مانند نفت، گاز طبیعی، هوا، آب، فلزات و مواد معدنی را به بیش از 70،000 محصول و ماده شیمیایی مختلف تبدیل می‌کند. هر یک از این مواد شیمیایی مورد احتیاج صنایع دیگر نیز هستند. به طور کل، تولیدات و فرآورده های صنایع شیمیایی از ضروری ترین مواد مورد نیاز صنایع گوناگون هستند و به همین دلیل این صنایع نقش پر رنگی را در میان همه صنایع برعهده دارند. اما صنایع شیمایی چند نوع است و چه فراورده هایی را در اختیار جامعه قرار می‌دهد؟ در این مطلب انجمن زنجیره ارزش سیلیکان به این موضوع می‌پردازد.
صنایع شیمیایی
در یک تقسیم بندی رایج، صنایع و مواد شیمیایی را به 4 دسته ذیل تقسیم می‌کنند:
– مواد شیمیایی اولیه و پایه؛ مانند پلیمرها که برای تولید مواد شیمیایی پیشرفته به کار میروند.
– مواد شیمیایی زیست شناختی؛ مانند داروها، محصولات بهداشتی، ویتامین‌ها و حشره کش‌ها.
– مواد شیمیایی مصرفی؛ مانند صابون، شامپو، مواد شوینده و لوازم آرایشی.
– مواد شیمیایی مخصوص؛ این نوع مواد شیمیایی، به طور کلی با جنبه‌های نوآورانه خود شناخته شده و شامل مواد شیمیایی الکترونیکی، گازهای صنعتی، چسب‌ها و همچنین پوشش‌ها، مواد شیمیایی صنعتی و سازمانی و کاتالیزورها هستند.
همچنین صنایع پتروشیمی، از بزرگترین شاخه‌های صنایع شیمیایی است. ماده خام اولیه در صنایع پتروشیمی، مشتقات نفت و گاز می‌باشد. بنابراین میتوان گفت این صنایع، بخشی از صنایع شیمیایی محسوب می‌شود که فرآورده شیمیایی را از مواد خام حاصل از نفت یا گاز طبیعی تولید می‌کند.
از اوایل قرن بیستم نفت خام و گاز طبیعی به عنوان ماده اولیه برای تهیه بسیاری از ترکیبات شیمیایی مورد نیاز انسان، اهمیت ویژه ای پیدا کرده‌اند. صنعت پتروشیمی تامین کننده اصلی مواد مصرفی مورد نیاز در بیشتر صنایع شیمیایی، برق و الکترونیک، نساجی، پزشکی، خودروسازی، لوازم خانگی، غذایی و غیره می‌باشد.
تا پیش از ورود گسترده نفت به زندگی انسان، بشر مواد شیمیایی مورد نیاز خود را، از طریق صنایع گیاهی و حیوانی تهیه می‌کرد. اما از اوایل قرن بیستم، نفت خام و گاز طبیعی به عنوان ماده خام اولیه برای تهیه و تولید بسیاری از ترکیبات شیمیایی مورد نیاز انسان، اهمیت و نقش بسزایی پیدا کرد.
کاربرد صنایع شیمیایی
پلیمرها و پلاستیک‌ها، به خصوص پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی وینیل کلراید، پلی اتیلن ترفتالات، پلی استایرن و پلی کربنات حدود 80 درصد از تولیدات صنایع شیمیایی را در سراسر جهان در بر می‌گیرند. مواد شیمیایی در بسیاری از کالا های مصرفی استفاده می‌شود. علاوه بر آن، در ساخت بسیاری از قطعات مختلف، تولید محصولات کشاورزی، ساخت و ساز و صنایع خدماتی از مواد شیمیایی استفاده می‌شود.
عمده مشتریان صنعتی صنایع شیمیایی شامل صنایع لاستیکی و پلاستیکی، منسوجات، پوشاک، پالایش نفت، لوله و کاغذ و فلزات اولیه می‌شوند. صنایع شیمیایی، با تولید مواد ارزشمندی مانند انواع لاستیک، پلاستیک، رنگ، مواد ساختمانی، مواد شوینده و بهداشتی، کودهای شیمیایی و غیره بخش عمده‌ای از اقتصاد صنعتی جهان را وابسته خود ساخته است.
تاریخچه
اگرچه مواد شیمیایی در طول تاریخ حیات بشر ساخته شده و مورد استفاده قرار گرفته‌اند، اما در واقع تولد صنایع شیمیایی سنگین همزمان با آغاز انقلاب صنعتی بوده است.
یکی از اولین مواد شیمیایی که در مقادیر زیادی از طریق فرآیندهای صنعتی تولید گردید، اسید سولفوریک بود. در سال 1736 میلادی، نخستین تولید عملی اسید سولفوریک در مقیاس وسیع اتفاق افتاد. به دنبال آن 13 سال بعد یعنی در سال 1749 میلادی، جان روبوک و ساموئل گاربت نیز اولین کارخانه بزرگ تولید اسید سولفوریک را در اسکاتلند را تاسیس کردند که در آن از اتاق های کنسانتره سرب برای تولید اسید سولفوریک استفاده می‌شد.
تمدن های باستانی، همچون سومریان و آشوریان و بابلیان، در حدود 4500 سال پیش در سرزمین بین النهرین (عراق کنونی) با برخی از مواد نفتی که از قیر استخراج می‌شد، آشنایی داشتند. مضاف بر آن، آنان از خود قیر نیز به عنوان یک ماده غیرقابل نفوذ، استفاده می‌کردند. رومیان و یونانیان هم از مواد قیری به منظور غیرقابل نفوذ کردن بدنه کشتی‌ها و همچنین روشنایی و گرم کردن بهره می‌گرفتند.
با توسعه و پیشرفت تکنولوژی حفاری در اواسط قرن نوزدهم و تکنولوژی تقطیر و پالایش نفت در اواخر قرن نوزدهم و استفاده از آن در موارد غیرسوختی، پیشرفت‌های قابل توجهی در صنایع پتروشیمی پدید آمد. به طوری که امروزه صنایع شیمیایی نقش کلیدی در رفع احتیاجات جوامع بشری ایفا می‌کند.
سیلیکون در صنایع شیمیایی
سیلیکون ها می‌‌توانند به عنوان الاستومرو روغن موتور به کار روند. سیلیکون ها همچنین برای ساخت سفال های مقاوم حرارتی، در زیر شاتل های فضایی به کار میروند. گذشته از کاربرد های فضایی، سیلیکون ها برای تولید نوعی از نرم کننده های مو که بعد از استفاده چیزی از آنها بر روی مو باقی نمی‌‌ماند، بکار میروند.
بیشتر سیلیکون هایی که به صورت تجاری به مصرف می‌‌رسند، به مقدار کمی تحت فرآوری قرار خواهند گرفت. اواخر قرن بیستم و اویل قرن ۲۱ را به نام عصر سیلیکون می‌شناسند، چراکه این عنصر، تاثیر زیادی بر اقتصاد مدرن داشته است.
پلیمر های سیلیکون
بسیاری از پلیمر های مورد استفاده در صنعت که دارای ساختار کلی R2SionR هستند، امکان اینکه متیل یا گروه فنیل باشند، وجود دارد.
بخش عمده پلیمر سیلیکون ، دیمتیل می باشد. از گروه های فنیل تنها برای تولید پلیمر های ویژه و بهبود خواص پلیمر در دمای پایین استفاده می شود. سیلیکون ها از واکنش کلر و سیلان ها با آب بدست می آیند. از طریق پیرایش گروه انتهایی این پلیمر، میتوان فراورده های مختلفی از آن تهیه کرد.
خواص سیلیکون ها
سیلیکون ها دارای چسبندگی بسیار بالایی می باشند و حتی بعض از آن ها بطور طبیعی، چسب هستند و بهترین رها ساز قالبی هستند. روغن سیلیکون به عنوان رها ساز قالب بکار می رود، اما ممکن است روی جسم قالب گیری شده منتقل شود و رنگ آمیزی را دشوار کند. مقاومت سیلیکون ها در برابر شرایط جوی بسیار خوب می باشد. نور فرابنفش، ازن، آب و غیره حتی برای مدت ده سال هم بر روی آن ها بی تاثیرند. قارچ ها می توانند روی لاستیک های سیلیکونی رشد کنند، ما با شوینده های قوی از بین خواهند رفت. در فرمول های جدید، سیلیکون های مقاوم در برابر قارچ هم تولید می شوند.
لاستیک های سیلیکون
دامنه کاربرد لاستیک های سیلیکونی از دمای ۲۰۰ تا ۳۲۰ درجه سانتی گراد می‌باشد و همچنین نقطه شکنندگی این لاستیک ها در دمای پایین با مقدار فنیل آن ها تعیین می‌شود. استحکام آن، در دمای پایین افزایش می‌یابد و پایین تر از نقطه شکنندگی، لاستیک سیلیکون، خاصیت کشسانی خود را از دست خواهد داد. نقاط شکنندگی دیمتیل سیلیکون پایین تر از ۵۹ – و متیل فنیل پایین تر از ۱۱۵ – درجه سانتی‌گراد می‌باشد.
جمع‌بندی
با پیشرفت تکنولوژی از صنایع شیمیایی در انواع زمینه ها همچون صنایع آرایشی و بهداشتی استفاده شد. این صنایع از مهمترین اقتصاد های رو به رشد جهان است و جزء ستون اصلی رشد و گسترش صنعتی جهان به حساب می‌آید. صنایع شیمیایی به صنایعی اطلاق می‌شود که مواد خام طبیعی مانند نفت، گاز طبیعی، هوا، آب، فلزات و مواد معدنی را به بیش از 70،000 محصول و ماده شیمیایی مختلف تبدیل می‌کند. هر یک از این مواد شیمیایی مورد احتیاج صنایع دیگر نیز هستند. تا پیش از ورود گسترده نفت به زندگی انسان، بشر مواد شیمیایی مورد نیاز خود را، از طریق صنایع گیاهی و حیوانی تهیه می‌کرد. اما از اوایل قرن بیستم، نفت خام و گاز طبیعی به عنوان ماده خام اولیه برای تهیه و تولید بسیاری از ترکیبات شیمیایی مورد نیاز انسان، اهمیت و نقش بسزایی پیدا کرد.
