تصور جهان پیشرفته کنونی بدون وجود مواد پلیمری مشکل می‌باشد. امروزه این مواد جزیی از زندگی ما شده‌اند و در ساخت اشیای مختلف ، از وسایل زندگی و مورد مصرف عمومی تا ابزار دقیق و پیچیده پزشکی و علمی بکار می‌روند. کلمه پلیمراز کلمه یونانی (Poly) به معنی چند و (Meros) به معنای واحد با قسمت بوجود آمده است. در این میان ساختمان پلیمرها با مولکولهای بسیار دراز زنجیر گونه با ساختمان فلزات کامل متفاوت است. این مولکولهای بلند از اتصال و بهم پیوستن هزاران واحد کوچک مولکولی مرسوم به منومر تشکیل شده‌اند. مواد طبیعی مانند ابریشم ، لاک ، قیر طبیعی ، کشانها و سلولز ناخن دارای چنین ساختمان مولکولی هستند.

البته تا اوایل قرن نوزدهم میلادی توجه زیادی به مواد پلیمری نشده بود بومیان آمریکای مرکزی از برخی درختان شیرابه‌هایی استخراج می‌کردند که شیرابه بعدها نام لاتکس به خود گرفت. در سال 1829 ، دانشمندان متوجه شدند که در اثر مخلوط کردن لاتکس طبیعی با سولفور و حرارت دادن آن ماده‌ای قابل ذوب ایجاد می‌شود که می‌توان از آن محصولات مختلفی نظیر چرخ ارابه یا توپ تهیه کرد. در سال 1909 میلادی فنل فرمالدئید موسوم به باکلیت ساخته شد که در تهیه قطعات الکتریکی ، کلیدها ، پریزها و وسایل مصرف زیادی دارد.

در اثنای جنگ جهانی دوم موادی مثل نایلون پلی اتیلن ، اکریلیک موسوم به پرسپکس به دنیا عرضه شد. نئوپرن را شرکت دوپان در سال 1932 ابداع و به شکل تجارتی ابتدا با نام دوپرن و بعدها نئوپرن عرضه کرد.
 

                                               
پيشرفت دانش و فناوري روانكارها، تحولات مهندسي شيمي در ايران، بهره مند شدن از نسل نخبگان و فارغ التحصيلان ممتاز دانشگاهها و نيروي انساني كارآمد، سهم ايران در توليد علم و ارتباط ميان صنعت و دانشگاه، سرفصل بخشي از مباحثي است كه در گفتگو با دكترعلي وطني مطرح شد. دكتر علي وطني استاد دانشگاه، مشاور وزير علوم و مديركل دفتر هيات امنا و هيات مميزه مركزي وزارت علوم است.
خاطره بسيار ارزشمند من از شركت نفت پارس اين است كه در دوران دانشجويي (مقطع كارشناسي) اولين دوره كارآموزي ام را در پالايشگاه نفت پارس گذرانيده ام. دكتر وطني را در بعدازظهر يكي از روزهاي پاياني فصل پاييز در دفتر كارش ملاقات مي كنيم. هر چند پس از چند جلسه فشرده كاري در اين مصاحبه حضور يافته، ليكن با چهره اي گشاده و بشاش صحبت هاي خود را شروع مي كند. چون سئوال از پيش تعيين شده اي وجود ندارد، رشته سخن را به او مي سپاريم تا ابتدا در زمينه پيشرفت هاي مهندسي شيمي در كشور برايمان صحبت كند. دكتر وطني، خود فارغ التحصيل دكتري مهندسي شيمي (گرايش مهندسي پتروشيمي) از دانشگاه ليدز انگلستان است و در اين زمينه علاوه بر تدريس در دانشگاهها، پژوهش هاي متعددي دارد. سخنانش را چنين آغاز مي كند: در بحث شيمي، دو مقوله جدا وجود دارد كه بايد سعي كنيم آنها را با هم تركيب نكنيم. يكي از اين دو مقوله، علم شيمي و ديگري به كارگيري علم شيمي است كه به طور عمده با مهندسي شيمي شناخته مي شود.

خوشبختانه در مقوله شيمي در ايران بعد از رشته پزشكي بالاترين و بيشترين سهم توليد علم در كشور مربوط به علم شيمي است. انديشمندان مبرز و تحصيل كرده اي در داخل كشور داريم كه نمونه هستند. به طور مثال نفر اول در رشته شيمي در جهان اسلام يك ايراني است. تعداد دانشمندان ايراني در بخش مهندسي شيمي بيشتر از شيميدانان هستند و مهندسي شيمي از پايگاههاي مهم توليد علم در ايران بشمار مي رود.
در تعريف اين دو شاخص مي توان گفت، شيمي توليد علم مي كند. اما ماندگاري اين علم زماني محقق خواهد شد كه مهندسي شيمي آن را به دانش فني تبديل كند. در سالهاي اخير جامعه مهندسي شيمي ايران با تشكيل انجمن مهندسي شيمي ايران، انجمن مهندسي شيمي و نفت ايران، انجمن مهندسي شيمي وگاز ايران گامهاي بلندي در اين زمينه برداشته است و در آينده نزديك نيز انجمن مهندسي شيمي و پتروشيمي تشكيل خواهد شد. با تشكيل اين انجمن ها كه اعضاي آن متخصصان و مهندسان برجسته شيمي هستند،‌ همه توليدات علمي شيمي كه در صنعت كاربرد دارد مدون مي شود كه دو هدف اصلي، شامل اشتغال و خوداتكايي و عدم وابستگي به كشورهاي غربي را در پي خواهد داشت.
 

از ديدگاه شما نظام مهندسي شيمي ايران چگونه فعال تر خواهد شد؟
بايد توجه داشته باشيم كه بزرگترين صنايع كشورهاي پيشرفته و در حال پيشرفت دنيا از جمله ايران، صنايع شيميايي است. پيشرفت هاي ما در بخش مهندسي شيمي ايران روند مثبت و رو به توسعه اي را نشان مي دهد. معتقدم نظام مهندسي شيمي ايران و نظامهاي مهندسي نفت، گاز و پتروشيمي بايد به عنوان نظام هاي نظارتي در قانونگذاري و برنامه ريزي هاي دولت و مجلس شوراي اسلامي فعال شوند. اين فعاليت نيز در هر بخش به صورت تشكيلات غير دولتي « NGO » باشد. در اين صورت فعاليت شيمي دانها و عملياتي شدن كار آنها موجب بهينه سازي مهندسي شيمي و به روز شدن اين فناوري در كارخانه هاي صنعتي مي شود. از لحاظ اقتصادي نيز هزينه هاي صنعت به واسطه بازسازي هرم نيروي انساني و اصلاح قوانين و مقررات شركت هاي دولتي و غيردولتي كاهش خواهد يافت. يكي از هدف هاي انجمن هاي مهندسين شيمي در بخش هاي متفاوت برگزاري سمينارهاي علمي و پژوهشي است كه پژوهشگران و متخصصان رشته هاي مختلف را گردهم مي آورد. در اين گردهمايي ها، يافته هاي علمي مطرح مي شود و به اين شكل به پژوهشگران جوان و دانشجويان و فعالان در رشته هاي مختلف منتقل مي شود. نكته ديگر، انتشار خبرنامه ها و مجله هاي علمي، ترويجي و پژوهشي است كه علاوه بر افزايش سطح علمي و دانشِ اعضا، يافته هاي متخصصان و دانشمندان را منعكس و منتقل مي كند.

کلمه سرامیک از Clay یا خاک رس گرفته شده است که در لاتین به آن Kerames گفته می‌شود. این واژه در اثر کثرت استعمال به سرامیک تبدیل شده است.

سرامیکها معمولا به استثنای فلزات و آلیاژهای فلزی و مواد آلی ، شامل تمام مواد مهندسی می‌شوند که از نظر شیمیایی جزو مواد معدنی هستند و بعد از قرار گرفتن در دمای بسیار بالا ، شکل اولیه خود را حفظ کرده و مقاوم‌تر می‌شوند. ظروف سفالی ، چینی و چینی‌های بهداشتی و غیره ، جزو این گروه می‌باشند.
 

تاریخچه
آشنایی انسان با مواد سرامیکی و استفاده از آنها ، قدمتی بطول تاریخ دارد. سفالینه‌های کشف شده در مناطق باستانی دنیا نشان می‌دهد که انسان در دوران باستان ، گل رس و چگونگی کار با آن و پخت و مقاوم‌سازی آن آشنا بوده است. اما امروزه سرامیک ، کاربردهای بسیار فراتر از ظروف سفالی یا چینی دارد و در صنعت و تکنولوژی ، استفاده‌های فراوانی از آن می‌شود.
 

مواد اولیه سرامیکها
سرامیکها ، از سه ماده اولیه خاک رس ، فلدسپارها و ماسه تهیه می‌شود. خاک رس ،‌ همان سیلیکاتهای آلومینیوم هیدراته است که به صورت کانی‌های مختلفی یافت می‌شوند.
 

طبقه‌بندی کانی‌های رس
 

کانی‌های سیلیکاتی دو لایه‌ای
• کائولینیت : بررسی پراش اشعه ایکس ، وجود دو لایه را در کائولینیت نشان می‌دهد. لایه اول شامل واحدهای 2-Si2O5 چهار وجهی است و لایه دوم از واحدهای هشت وجهی 2-Al2(OH)4 تشکیل شده است. از اتصال دو لایه ، یک لایه واحد بوجود می‌آید که تکرار آن ، لایه کائولینیت را می‌سازد.
• هالوی‌سیت : کانی دیگر ، هالوی‌سیت است که در مقایسه با کائولینیت کاربرد کمتری دارد.
 

کانیهای سیلیکاتی سه لایه‌ای
• مونت موری لونیت : مونت موری لونیت دارای سه لایه ، دو لایه به صورت چهاروجهی‌های سیلیکاتی و لایه وسط به صورت گروه‌های هیدروکسی آلومینات است. به علت توانایی گیر انداختن سیستمهای مولکولی مختلف ، اغلب به عنوان کاتالیست مصرف دارند.
• ایلیت : ساختمان ایلیت ، تقریبا شبیه مونت موری لونیت می‌باشد و چون همیشه همراه با مخلوط کانیهای دیگر است فرمول دقیقی نمی‌توان برای آن در نظر گرفت.
 

ترکیبات ثانوی خاک رس و تاثیر آن بر سرامیکها
ترکیبات ثانوی ، شامل ترکیبات آهن ، ماسه ، کربناتهای کلسیم و منیزیم ، میکا و مواد آلی است که مقادیر آنها در انواع خاک رس متغیر می‌باشد. ترکیبات آهن موجود در خاک رس مثل پیریتها و هیدروکسیدهای آهن و . . . باعث پایین آمدن نقطه ذوب و تغییر رنگ سرامیک قبل از پخت به زرد متمایل به قهوه‌ای و بعد از پخت به صورتی متمایل به قرمز تیره می‌شوند. ماسه ،‌ باعث کم شدن حالت پلاستیته و کاهش قدرت چسبندگی می‌شود.

کربناتهای کلسیم و منیزیم به عنوان ناخالصی باعث آسیب دیدگی محصول شده و بعد از پخت ، باعث افزایش خلل و فرج و کاهش قدرت مکانیکی و خواص نسوزی محصول می‌شوند. نمکهای سولفات و کربنات و کلریدهای فلزات قلیایی خاک رس و وانادیوم ، قابل حل در خاکهای رس هستند و موجب پخش مواد در توده خاک رس می‌شوند. ترکیبات وانادیوم لکه‌های زرد متمایل به سبز ، روی محصول ایجاد می‌کنند. ترکیبات آلی موجود در خاک رس ، باعث ایجاد رنگ خاکستری می‌شوند.
 

انواع سیلیکا
دی‌اکسید سیلیکون ، معمولا به سه صورت سنگ ، گرانول و پودر وجود دارد. دی‌اکسید سیلیکون در حالت سنگ به صورت کوارتز یافت می‌شود که در این حالت خیلی کمیاب است. به علت خالص بودن بهترین نوع سیلیکا برای مصرف در سرامیک‌ها است. نوع گرانول در صنعت سرامیک سازی خیلی رایج می‌باشد. این نوع سیلیکا را معمولا قبل از مصرف ، دانه‌بندی کرده ، می‌شویند. نوع پودر سیلیکا معمولا خالص نبوده و در ساخت سرامیک چندان مصرف ندارد.
 

نقش فلدسپارها در سرامیک ‌سازی
فلدسپارها خاصیت سیال‌کنندگی دارند و امروزه نیز از این ترکیبات در صنعت سرامیک استفاده می‌کنند. نقش این ترکیبات در سرامیک سازی ، ایجاد فاز شیشه‌ای در توده اولیه است.
 

انواع فلدسپارها در سرامیک
1. فلدسپار پتاسیم KO , Al2O3 , 6SiO2
2. فلدسپار سدیم Na2O , Al2O3 , 6SiO2
3. فلدسپار کلسیم CaO , Al2O3 , 6SiO2
از بین اینها فلدسپار پتاسیم از همه مهمتر است، ولی در عمل موادی که به عنوان سیال کننده بکار می‌روند، مخلوطی از فلدسپارهای مختلف هستند.

» منبع: دانشنامه رشد

 براي مهندسي شيمي به عنوان يكي از رشته هاي فني كاربردي ، كه امروزه گسترش فراواني پيدا كرده است، از سوي ارگانهاي گوناگون تعاريف مختلفي ارائه شده كه در زير به بعضي از آنها اشاره مي شود.

انجمن مهندسين شيمي آمريكا مهندسي شيمي را به صورت زير تعريف كرده است: «مهندسي شيمي عبارتست از كاربرد اصول علوم فيزيكي همراه با مباني اقتصادي و روابط انساني در زمينه هايي كه مستقيماّ به فرآيندها و دستگاههاي لازمه مربوط مي باشند و در آنها ماده به منظور تغيير در حالت، تركيب يا مقدار انرژي تحت عمل قرار داده شود.»

همچنين تعريف ستاد انقلاب فرهنگي ايران از مهندسي شيمي به صورت زير مي باشد:
«فن كاربرد علوم پايه در جهت پياده نمودن فرآيندهاي شيميايي و فيزيكي در مقياس صنعتي .»

بنابراين و با توجه به تعاريف فوق ، مهندسي شيمي را مي توان تلفيقي از علوم گوناگون مانند رياضي، شيمي و فيزيك دانست كه با در نظر گرفتن فاكتورهاي اقتصادي، توليد صنعتي يك فرآورده از طريق فرآيند هاي شيميايي و فيزيكي در مقياس زياد را طراحي و رهبري مي كند.

با نگاهي دقيق تر مي توان ويژگي ها و تواناييهاي موجود در مهندسي شيمي را به طور خلاصه به صورت زير دسته بندي كرد:
-شناخت و بررسي فرآيندهاي فيزيكي و شيميايي متوالي در مسير توليد.
-طراحي سيستمها و دستگاههاي مورد نياز در اين مسير.
-بهينه كردن سيستم از نظر اقتصادي و كيفيت فرآورده ها و ..

به نظر مي آيد كه با توانايي هاي بالا، مهندسي شيمي مي تواند كاربردهاي فراواني در عرصه هاي صنعتي و در زمينه هاي گوناگون داشته باشد. و حقيقت نيز چنين بوده و مهندسي شيمي كاربردهاي بسيار زيادي در موارد مختلف دارد. از جمله اين كاربردها مي توان به موارد زير اشاره كرد:

-صنايع نفت، گاز و پتروشيمي
-صنايع شيميايي( رنگ، مواد شوينده و …)
-صنايع كاني غير فلزي (سيمان، گچ، شيشه، سراميك و …)
-صنايع سلولزي (كاغذ،مقوا، چوب)
-صنايع غذايي و دارويي
-صنايع فرآوري چرم و پوست
-تصفيه آب و پساب و…

باوجود كاربردهاي فراوان مهندسي شيمي ، اين رشته همواره در حال بسط و توسعه بوده و هر روزه افقهاي جديدتري در پيش روي اين رشته قرار مي گيرد.يكي از جديدترين زمينه هاي به وجود آمده، مهندسي بيوتكنولوژي مي باشد.

در سال 1881 اولين درس در زمينه مهندسی شيمی در انيستيتو تکنولوژی ماساچوست امريکا (MIT)توسط پروفسور نورتون در دانشکدهءمکانيک تدريس شد.وی استاد درس شيمی صنعتي بود.علت ارائهء چنين درسی افزايش روزافزون صنايع شيميايی بود و بايد تعيين فرايند ساخت و چگونگی بهره برداری به نحوی رضايت بخش صورت می‌گرفت.ساخت چنين صنايعی بايد به دست مهندسانی که اطلاعات کافی دربارهء فرايندهای شيميايی داشتند صورت می گرفت.درآن زمان طراحی و نظارت بر ساخت اين قبيل صنايع به دو صورت انجام پذير بود

الف) به کمک شيمی دان ها که از تئوريهای آزمايشگاهی مطلع بوده ولی اطلاعات مهندسی وتجارب آنها کافی نبود
ب) توسط مهندسان مکانيک که تجربهء طراحی داشتند ولی از کم وکيف تئوری فرايند مطلع نبودند

در نتيجه هر حوزه به تنهايی درک و برداشت کاملی از طراحی و فرايند صنايع شيميايی نداشتند و به ناچار از هر دو حوزه استفاده می شد تا با تبادل اطلاعات وهمکاری بين آنها طراحی و ساخت واحد شيميايی صورت پذيرد.چنين وضعی يعنی استفاده از شيمی دان ها ومهندسان مکانيک در طراحی و ساخت واحد توليدی در آلمان مورد توجه بوده است.يعنی اين که برای ساخت و يا طراحی يک فرايند شيميايی بخشهای مهندسی مکانيک و علوم شيمی در کنار يکديگر قرار می گرفتند.از شواهد چنين بر می آيد که برای هماهنگ و يکنواخت کردن طراحی و ساخت لازم بود که از اين دو حرفه (شيمی و مهندسی مکانيک) در يک مجموعه ترکيب شود. فارغ التحصيلان چنين رشته ای که اطلاعات مربوط به فرآيندهای شيميايی و طراحی را با هم دارند قادر به طراحی ساخت و نظارت بر یک فرایند شیمیایی خواهند بود.بر اساس اين ايده بود که درس شيمی صنعتی و بعضی از تجربه های آزمايشگاهی ارائه گرديد.در اين مقطع متخصصانی در دانشگاه آموزش می دیدند که تحت عنوان شیمی صنعتی یا صنایع شیمیایی فعالیت میکردند.به تدریج که صنایع شیمیایی پیشرفت کردنیاز به متخصصانی که به هر دو حوزه تسلط داشته باشند بیشتر شده و مطالعه دروسی که بتواند نیاز صنایع شیمیایی را برآورده کند در دستور کار استادان دانشگاه ها قرار گرفت و دوره ها یی با نام "مهندسی شیمی مدرن"تاسیس شد.
توسعه روز به روز صنایع شیمیایی و احساس نیاز مبرم به مهندسان شیمی دانشگاهها را بر آن داشت تا اقدام به تاسیس دانشکده های مهندسی شیمی مستقل از دانشکده های مکانیک کنند.

برای مثال پیشرفت صنایع شیمیایی در امریکا به حدی بودکه در سال 1910 تولید مواد شیمیایی در این کشور بیشتر از مجموع تولیدات مواد شیمیایی در آلمان و انگلیس شد که این پیشرفت سریع را مدیون توجه حاضر محافل علمی امریکا به حرفهء مهندسی شیمی می دانند.در این میان در ایران اولین بخش مهندسی شیمی در سال 1325 در دانشکده فنی دانشگاه تهران شروع به کار کرد.امروزه دامنه رشته مهندسی شیمی بسیار وسعت یافته است.شاخه هایی در بیو تکنولوژی که هم اکنون در دنیا به عنوان یک"" فناوری برتر""مطرح شده است.مثل کاربرد آنزیمها در بهبود فرایندو....مهندسی پزشکی در مهندسی شیمی.تصفیهءپسابها کنترل فرایندهاو..... از زیر شاخه های مهندسی شیمی محسوب می شوند.گسترش و پیشرفت این قبیل شاخه ها نشان دهندهء آن است که مهندسی شیمی دیگر نه تنها تخصصی در شیمی و مکانیک نیست بلکه دامنه اش بسیار فراتر از این رشته ها می باشد.

 صنايع گاز

فارغ‌التحصيلان رشته مهندسي شيمي صنايع گاز پس از پايان تحصيلات مي‌توانند در پالايشگاههاي گاز كشور و يا

در ديگر صنايع مربوط به اين رشته مشغول به كار شوند. در حال حاضر زمينه كار براي فارغ‌التحصيلان به دليل ملي بودن صنعت نفت و گاز، بيشتر در بخش دولتي است ولي برخي شركتهاي مشاوره‌اي و پيمانكاري كه در اين زمينه فعاليت مي‌كنند، فارغ‌التحصيلان اين رشته را جذب مي‌كنند. با توجه به نياز كشور به انرژي براي راه‌اندازي بخش صنعت و حمل و نقل و همچنين استفاده از گاز طبيعي به عنوان ماده اوليه در برخي از صنايع ، لازم است ميدانهاي گاز توسعه يابند و پالايشگاههاي جديد گاز نيز احداث شوند.

بنابراين مهندسان شيمي متخصص در صنايع گاز مي‌توانند نقش مهمي را در پيشرفت كشور به عهده داشته باشند.

صنايع غذايي
فارغ‌التحصيلان اين دوره مي‌توانند در كارخانه‌هاي قند، روغنهاي نباتي، كنسروسازي ، لبنيات پاستوريزه، آماده‌سازي مواد گوشتي، صنايع نوشابه‌سازي، صنايع استخراج اسانس، چاي، سردخانه‌ها و واحدهاي نگهداري از مواد غذايي كار كنند.