Kaip gaminamas plastikas?
Žodis „plastikas“ yra graikų kilmės, kuris reiškia „gali būti formuojamas arba suformuotas“. Plastikai susideda iš tokių elementų kaip anglis, vandenilis, deguonis, azotas, chloras arba siera. Kiekviena plastiko gabalo molekulė susideda iš tūkstančių atomų, sujungtų kartu ir suteikia jai didelę molekulinę masę. Plastikiniai yra gaminami iš natūralių produktų, pavyzdžiui, žalios naftos, celiuliozės, gamtinių dujų, anglies ir druskos. Plastikai taip pat vadinami polimerais.
Polimerizacija
Dauguma plastikų yra pagaminti iš aliejaus, kur sunki nafta yra suskirstyta į frakcijas. Po to frakcijos sumaišomos su cheminiais junginiais, susidedančiais iš anglies ir vandenilio, kurie vadinami angliavandenilių grandinėmis. Angliavandenilių grandinės skiriasi molekuliniu dydžiu ir struktūra. Benzinas, vienas iš frakcijų, yra gyvybiškai svarbus plastiko gamybai. Po to žaliavų molekulės katalizuojamos, kad, be kita ko, gautų monomerus, tokius kaip etenas (C2H4), propenas (C3H6) ir butanas (C4H8). Šie monomerai turi dvigubas chemines jungtis tarp anglies atomų, kurie galiausiai patiria reakcijas, kad suformuotų grandines, vadinamas polimerais. Žaliavos, pvz., Ksilenai ir polistirenas, yra išskiriamos ir reaguojamos, kad susidarytų monomerai, skirti nailonams ir poliesteriams gaminti. Kad distiliavimo procesas būtų sėkmingas, monomerai turi būti gryni. Polimerizacijai būdingi du mechanizmai: papildymo reakcijos ir kondensacijos reakcijos.
Papildymo reakcijos
Peroksidas, katalizatorius, yra naudojamas monomerų susiejimui šalia vienas kito. Katalizatoriai nepradeda cheminių reakcijų, bet jos paspartina. Polimerizacijos reakcijos naudojamos polistirenui ir polivinilchloridui tarp kitų junginių. Šios reakcijos nesukuria šalutinių produktų, ir jas galima padaryti skystose fazėse.
Kondensacijos reakcijos
Kondensacijos polimerizacija naudoja katalizatorių, dėl kurio monomeras reaguoja su kaimyniniu monomeriu, kuris sudaro dimerą (du ląsteles) ir šalutinį produktą. Dimetrai taip pat gali sujungti, kad susidarytų tetrameriai (keturios ląstelės). Šis procesas tęsiasi ir toliau. Šalutiniai produktai pašalinami reakcijoje, kad būtų gauti reikšmingi produktai, kuriuose yra šalinamas vanduo, taip pat kiti šalutiniai produktai, kurie gali būti perdirbami ir naudojami tame pačiame procese. Šalutinių produktų perdirbimas šiame etape yra būtinas siekiant sumažinti jų poveikį žmonėms ir aplinkai, nes jame yra kenksmingų cheminių junginių. Kondensacijos reakcija vyksta išlydyto polimero masėje.
Galutiniai produktai
Kondensacijos polimerizacija duoda nailonus ir poliesterius. Įvairūs monomerų deriniai gamina skirtingus plastikus. Homopolimeras (pvz., Plastikiniai pieno ąsočiai) gaminamas, kai visi monomerai yra panašūs, o kopolimeras (pvz., Plovimo plovikliai) gaminamas naudojant skirtingus monomerus. Skirtingi monomerai sujungia variantų savybių kopolimerus, priklausomai nuo produkto. Gamintojas gali padaryti kai kuriuos plastikinius standžius ar lankstus, žemos temperatūros lydymosi klijus arba atsparias aukštai temperatūrai. Procesas suteikia plastikams daugybę funkcijų.
