Производство, использование и свойства пластмасс

Пластмасса повсюду в нашей жизни, от бутылок с безалкогольными напитками до водопроводных труб, упаковок для одежды и одежды, бутылочек с витаминами для игрушек для бассейна. Тем не менее, немногие из нас понимают, что такое пластмассы или процессы, необходимые для превращения сырья в продукты, которые мы можем использовать.

Производство пластмасс, которые мы используем в электронике, производстве, строительстве, текстиле, упаковке пищевых продуктов и других отраслях, начинается со смол. Смолы получают из органических материалов, чаще всего сырой нефти и природного газа. Процесс сложный и начинается на нефтеперерабатывающем заводе, где нефть и газ «крекируются» и превращаются в углеводородные мономеры (отдельные молекулы), такие как этилен и пропилен. Процесс, называемый химической полимеризацией, превращает их в цепочки молекул, называемых полимерами, очень большие молекулы, состоящие из тысяч или даже миллионов атомов, связанных друг с другом повторяющимся образом. Различные полимеры объединяются, чтобы сформировать смолы, каждая из которых имеет различные свойства и характеристики.

Смолы обрабатываются и отливаются в продукты, которые мы можем идентифицировать. На этой стадии можно вводить цвета и функциональные добавки для достижения желаемых свойств конечного продукта. Добавки часто делаются в маточной смеси, концентрированной смеси химикатов или пигментов, инкапсулированных в материал-носитель, который затем охлаждают и перерабатывают в форму, которую можно добавлять в пластиковую смолу. В изделиях, в которых возникает опасность воспламенения или возгорания, таких как пластиковая упаковка для дома или монтажные коробки, требуется использование огнестойкого пластика. Антибактериальный пластик обычно используется для хранения продуктов питания, а также в медицине и фармацевтике. Добавки могут помочь уменьшить трение или ультрафиолетовое излучение, защитить пластик от запахов или порчи, создать матовый вид или сделать конечное изделие более белым. Осветлители могут превращать полипропилен (ПП), полукристаллический полимер, который является естественным полупрозрачным или непрозрачным, в прозрачный контейнер. Жидкие цвета, доступные в рецептурах или суперконцентрированных товарных знаках, могут быть добавлены для повышения идентичности бренда и могут быть адаптированы к конкретному полимеру.

Смолы также должны быть отформованы в их окончательные формы, часто с помощью:

Экструзия, при которой смола проталкивается через головку для изготовления трубки или трубы, бумаги с покрытием, пластикового пиломатериала или изоляции для электропроводки.

Литье под давлением для трехмерных изделий, таких как ванны для масла, контейнеры для йогурта, крышки для бутылок, игрушки и шезлонги

Выдувное формование, часто используемое в сочетании с экструзией или литьем под давлением, для формирования полых форм, таких как бутылки для молока и безалкогольных напитков

Давайте рассмотрим только один сегмент пластмассовой вселенной - упаковку товаров народного потребления - и рассмотрим, какие смолы используются, качества конкретных смол и использование конечного продукта.

Пластиковая упаковка для пищевой промышленности, производства напитков и товаров народного потребления изготавливается в основном из одной из шести термопластичных смол. Термопласты являются жидкими или формуемыми при температуре выше определенной. Они затвердевают при охлаждении, но могут быть переработаны - снова расплавлены и преобразованы - несколько раз. Смолы нумеруются последовательно на основе их международной системы кодирования идентификации ASTM или RIC. Категории:

1 - полиэтилентерефталат (ПЭТ)

ПЭТ (также называемый ПЭТ) относится к семейству полиэстеров. Используемый в контейнерах для напитков, пищевых продуктов и других жидкостей, ПЭТ может быть полужестким или жестким и очень легким. Смола естественно бесцветная и прозрачная. Практически каждая бутылка с газировкой сделана из ПЭТ. ПЭТ с высокой устойчивостью может снова и снова перерабатываться в новые упаковки для продуктов питания, а также в автозапчасти, строительные материалы, ковры и одежду.

2 - Полиэтилен высокой плотности (HDPE)

Изготовленный из нефти, ПЭВП более твердый и непрозрачный, чем полиэтилен низкой плотности или ПЭНП (номер 4). Он также обладает большей прочностью на растяжение и может выдерживать температуру до 120 градусов Цельсия (248 по Фаренгейту) в течение коротких периодов времени. Обычное использование включает в себя молочные кувшины, большие бутылки с уксусом и контейнеры для отбеливателя, лосьона и жидкого средства для стирки и мытья посуды.

3 - поливинилхлорид (ПВХ)

Знакомый любому, кто когда-либо заходил в магазин товаров для дома, ПВХ является третьей по распространенности пластиковой смолой (после ПЭТ и полипропилена, или ПП, номер 5). Изготовленный из 57 процентов хлорида, он требует меньше нефти, чем другие пластмассы. ПВХ долговечен и может противостоять различным воздействиям окружающей среды. Помимо труб, ПВХ используется для бутылок с химическим распылением, бутылок шампуня, сумок, игрушек для бассейна, изоляции электрических проводов и труб.

4 - полиэтилен низкой плотности (ПЭНП)

ПЭНП имеет более низкую прочность на разрыв и плотность, но более высокую упругость, чем ПЭВП. Полупрозрачный или непрозрачный, он может быть гибким, прочным и почти не ломающимся. Мешки для химчистки, вкладыши для мусорных контейнеров и контейнеры для хранения пищевых продуктов изготовлены из ПЭНП.

5 - полипропилен (ПП)

Несколько более жесткий, чем другие пластмассы и довольно экономичный, ПП обычно используется для упаковки пищевых продуктов. Он может быть полупрозрачным, непрозрачным или любого цвета и обладает хорошей устойчивостью к усталости. Высокая температура плавления  означает, что он не будет плавиться в посудомоечной машине или в процессе промышленного наполнения. Обычное использование включает крышки от бутылок, трубочки для питья, вкладыши для хлопьев и ванны для таких продуктов, как сметана и творог.

6 - Полистирол (ПС)

Изготовленный из чистой нефти, PS представляет собой бесцветный жесткий пластик с ограниченной гибкостью. Он может быть прозрачным или иметь различные цвета, и может показывать мелкие детали при литье в формы. Крышки от бутылок, трубочки для питья, стаканчики для йогурта, прозрачные контейнеры и контейнеры для раскладушек, витаминные бутылки, пластиковые ножи и вилки, а также яичные коробки являются одними из многих применений для PS.

Любой пластик, который не входит в одну из предыдущих категорий, и любая смола, разработанная с момента создания RIC в 1988 году, классифицируются как «другие». К этой категории также относится ряд биоразлагаемых, светочувствительных и растительных пластиков.