Plast je uměle vytvořený materiál používaný při výrobě mnoha moderních výrobků. Výroba plastů je složitý chemický proces. Zvažme technologii výroby a také to, co se používá jako suroviny, jaké typy výrobků existují.
Technologie výroby plastů
Při výrobě plastů se používá několik technologií:
- Extruzní metoda. Vhodné pro použití v průmyslových odvětvích vyrábějících profilované prvky. Patří sem pásky, trubky atd.
- Metoda vytlačování vyfukováním. Vhodné pro použití v továrnách, které vyrábějí různé plastové nádoby. Jedná se o lahvičky, lahvičky, kanystry atd.
- Metoda vakuového tvarování. Vhodné pro použití v podnicích, které vyrábějí plastové polotovary, stejně jako ploché prvky.
- Metoda vstřikování. Vhodné pro výrobu drahých dílů. Zvláštností je vysoká přesnost všech prvků. Umožňuje vyrábět díly libovolného tvaru.
Jaké suroviny se používají k výrobě plastů?
Důležitou roli hraje nejen technologie výroby plastů, ale také suroviny pro zpracování. Existuje několik typů polymerních surovin.
Hlavní
- Polypropylen. K dispozici ve formě granulí. Látka je bílá a patří do syntetické kategorie. Polypropylen má několik modifikací.
- Polystyren. Termoplastický polymer. Také spadá do kategorie syntetických. Vzhled: sklovitý (průhledné válcovité granule). Produkt je inertní vůči většině zásad a kyselin.
- Nízkohustotní polyetylén (HDPE). Dodává se ve formě mírně průhledných granulí. Používá se při výrobě tenkých filmů.
- Polyetylen s vysokou hustotou (HDPE). Dodává se ve formě hladkých bílých granulí. Používá se v potravinářském průmyslu, stejně jako při výrobě zdravotnických produktů.
- Polyvinylchlorid (PVC). Dodává se ve formě volně tekoucího prášku. Tento produkt lze snadno recyklovat. Používá se v podnicích, které vyrábějí fólie, linoleum, trubky a další výrobky.
- Lineární vysokohustotní polyethylen (LDPE). Produkt se získává nejsložitější metodou. Jeho vlastností je odolnost proti protržení, proražení a dalším mechanickým nárazům. Vhodné pro použití v průmyslových odvětvích, která vyrábějí fólie pro laminaci, stejně jako elastické a velmi tenké obalové materiály.
Sekundární
V mnoha průmyslových odvětvích se za účelem úspory peněz nelikviduje vadné zboží, ale posílá se k recyklaci. Tento přístup k podnikání pomáhá snižovat náklady. Kromě toho existují podniky, které recyklují plastový odpad. To je složitý proces. Zahrnuje sběr recyklovatelných materiálů, jejich třídění a přípravu ke zpracování.
Jaké přísady se používají při výrobě plastů?
Polymery jsou suroviny pro výrobu plastů, používané při výrobě. Ale v plastické hmotě mohou být další složky. Jedná se o různé funkční přísady:
- Plnidla. Úkolem těchto přísad je dát plastické hmotě potřebné technologické parametry. Jedná se o komponenty, které například zpevňují materiál a zlepšují jeho dekorativní vlastnosti.
- Plastifikátory. Jejich úkolem je zvýšit pružnost a odolnost materiálu vůči nízkým teplotám.
- Mazadla. Zavádění takových přísad do plastové hmoty se provádí bezprostředně před výrobou dílů. Účelem kluzných přísad je zabránit přilepení dílů k zařízením a nástrojům. Jako lubrikanty se používají například stearáty vápenaté a zinečnaté, dále parafíny a silikony.
- Tužidla. K výrobě plastu určité kvality se také používají tužidla. Tyto přísady se přidávají do termosetových plastů pro urychlení procesu vytvrzování. Do plastové hmoty lze přidat síru, organické peroxidy nebo aminy.
- Zpracování přísad. Tyto komponenty zlepšují vzhled hotových prvků. Tyto komponenty také zvyšují produktivitu zařízení.
- Čističe. Účelem těchto přísad je pomoci při čištění vstřikovacích zařízení při výrobě plastových dílů.
- Odvlhčovače. Přísady tohoto typu jsou nezbytné při zpracování recyklovatelných materiálů. Jejich úkolem je absorbovat vlhkost. Zvláště důležité, pokud je materiál příliš vlhký.
- Antifogs. Tyto složky se také nazývají přísady proti zamlžování. Jejich úkolem je zabránit vzniku kapiček vody.
- osvícenci. Pomáhá zlepšit transparentnost. Relevantní při použití polypropylenu.
- Optické zjasňovače. Do plastové hmoty se zavádí aditivum pro odstranění zbytečné žlutosti a zlepšení barvy součásti. Jako taková přísada se používá oxid titaničitý.
- Barviva. Umožňuje získat požadovaný odstín.
- Pěnidla. Jejich úkolem je odstranit vady, které ovlivňují vzhled dílů. Umožňuje minimalizovat vady.
- Zpomalovače hoření. Také známé jako retardéry hoření. Když se podíváte, z čeho je vyroben ohnivzdorný plast, bude obsahovat retardéry hoření. Tyto přísady zvyšují odolnost proti vznícení a zpomalují šíření plamene. Mezi složky, které lze použít: fosforečnan amonný, borax + kyselina boritá atd.
- Antioxidanty. Komponenty chrání plasty před tepelnou degradací. Jsou zavedeny do téměř všech typů polymerů. Díly se stávají odolnými vůči agresivnímu prostředí a tepelné oxidaci.
- Světelné stabilizátory. Účelem těchto přísad je chránit díly před zničením při vystavení přímému slunečnímu záření. Jsou zaváděny do plastické hmoty spolu s antioxidanty.
- Antistatická činidla. Přísady tohoto typu odstraňují statický elektrický náboj z povrchu dílů. Používá se při výrobě prvků s antistatickými vlastnostmi. Mohou být zavedeny do plastické hmoty a také aplikovány na povrch dílů.
- Antiseptika. Zabraňuje množení patogenní mikroflóry.
- Kombinované přísady. Světelný stabilizátor se často používá ve spojení s antioxidantem. Pomocí takových přísad se vytvářejí filmy, které si zachovávají dobré bariérové vlastnosti po dlouhou dobu provozu a neztrácejí průhlednost.
Obecně je jasné, z čeho se plast vyrábí, aby se získaly určité vlastnosti finálního produktu. Každá přísada je pozoruhodná individuálně, ale požadovaného účinku je často dosaženo komplexním použitím pomocných látek. Do hmoty plastu se zavádějí v doporučeném množství. Zohledňuje se také jejich kompatibilita s ostatními komponentami a posuzují se možná rizika.
Z čeho se vyrábí plast?
Existují dva hlavní způsoby syntézy plastů. Plasty lze získat z obnovitelných biologických produktů nebo ze syntetických. Syntetické – výsledek zpracování ropy, uhlí nebo zemního plynu. Cenově nejefektivnější metodou je získávání plastu z ropy. To je však také nejškodlivější způsob. Vezmeme-li v úvahu, jak se plasty vzájemně ovlivňují, existuje několik typů plastů:
- amorfní;
- termosety;
- termoplasty;
- semikrystalický;
- homopolymery;
- kopolymery.
Etapy výroby plastů z ropy
Podívejme se, jak se vyrábí plasty z ropy. Výroba se skládá z několika fází:
Etapa č. 1. Příprava surovin
Surová ropa se nepoužívá v čisté formě. Surovina je rozdělena na jednotlivé části. Známe je jako ropné produkty. K jejich výrobě se ropa zahřívá. Poté se hmota zahřátá na danou teplotu destiluje, aby se získaly menší sloučeniny.
Etapa č. 2. Polymerizace
Po první fázi výroby se získají monomerní frakce. Jedná se o etylen, butylen, propylen. Musí se přeměnit na polymery. K tomu se provádí polymerační postup. Polymerace probíhá:
- Dodatečné (nebo přídavné). Provádí se pomocí katalyzátoru. To zjednodušuje postup tvorby polymerů. Umožňuje získat polystyren, PVC a polyethylen.
- Kondenzace Provádí se odstraněním různých lehkých sloučenin a také vody z hmoty. Umožňuje získat nylon i polyester.
Etapa č. 3. Zavádění pomocných látek do plastické hmoty
Polymer je hlavní složkou plastu, ale pro získání materiálu se specifikovanými vlastnostmi se používají další složky: barviva, tvrdidla, změkčovadla, plniva. Takto se vyrábí plast pro různá průmyslová odvětví. Komponenty jsou smíchány v určitých poměrech. Směs se poté převede na granule. Výsledné granule se používají ve výrobě k výrobě různých předmětů.
Další použití
Plasty se používají v různých oblastech: při výrobě elektronických zařízení, domácích spotřebičů a domácích potřeb. Kromě toho se používá při výrobě hraček, nádob různých velikostí, trubek, nábytku a obalových materiálů.
Ve stavebnictví se používají nosné konstrukce z plastu, dokončovací a střešní materiály, markýzy, dveře, okna atd. V lékařství se mnoho přístrojů skládá z plastových dílů a komponentů.
Plastové výrobky se snadno používají a jsou cenově dostupné. Výrobci s tímto materiálem rádi pracují, protože se snadno taví a umožňuje vytvářet předměty různých tvarů. Některé druhy plastů se navíc recyklují, což snižuje náklady.
Naši civilizaci lze nazvat umělou civilizací: různé druhy plastů a polymerních materiálů lze nalézt doslova všude.
Průměrný člověk však má sotva dobrou představu o tom, co je plast a z čeho je vyroben.
co je plast?
V současnosti plasty, neboli plasty, označují celou skupinu materiálů umělého (syntetického) původu. Vyrábějí se řetězcem chemických reakcí z organických surovin, především ze zemního plynu a těžkých frakcí ropy. Plasty jsou organické látky s dlouhými molekulami polymeru, které se skládají z molekul jednodušších látek navzájem spojených.
Změnou podmínek polymerace získávají chemici plasty s požadovanými vlastnostmi: měkké nebo tvrdé, průhledné nebo neprůhledné atd. Plasty se dnes používají doslova ve všech oblastech života, od výroby výpočetní techniky až po péči o malé děti.
Jak byly vynalezeny plasty?
První plast na světě vyrobil v anglickém městě Birmingham metalurg A. Parks. Stalo se tak v roce 1855: při studiu vlastností celulózy ji vynálezce ošetřil kyselinou dusičnou, díky čemuž zahájil proces polymerace a získal nitrocelulózu. Vynálezce pojmenoval látku, kterou vytvořil, vlastním jménem – parkesin. Parks otevřel vlastní společnost na výrobu parkesinu, který se brzy stal známým jako umělá slonovina. Kvalita plastu však byla špatná a společnost brzy zkrachovala.
Následně byla technologie zdokonalena a ve výrobě plastu pokračoval J.W. Hite, který svůj materiál nazval celuloid. Vyráběly se z něj nejrůznější produkty od obojků, které nebylo nutné prát, až po kulečníkové koule.
V roce 1899 byl vynalezen polyetylen a zájem o možnosti organické chemie rostl exponenciálně. Ale až do poloviny dvacátého století zaujímaly plasty spíše úzkou mezeru na trhu a pouze vytvoření technologie výroby PVC umožnilo z nich vyrábět širokou škálu výrobků pro domácnost a průmysl.
Druhy plastů
V současné době průmysl vyrábí a používá mnoho druhů plastů.
Podle složení se plasty dělí na:
– plošné termoplastické hmoty – plexisklo, vinylové plasty, skládající se z pryskyřic, změkčovadla a stabilizátoru;
– vrstvené plasty vyztužené jednou nebo více vrstvami papíru, skelného vlákna atd.;
– sklolaminát – plasty vyztužené skelným vláknem, azbestovým vláknem, bavlněným vláknem atd.;
– vstřikovací hmoty – plasty, které neobsahují jiné složky než polymerní sloučeniny;
– lisovací prášky – plasty s práškovými přísadami.
Podle typu polymerního pojiva se plasty dělí na:
– fenolové plasty, které jsou vyrobeny z fenolformaldehydových pryskyřic;
– aminoplasty vyrobené z melaminformaldehydových a močovinoformaldehydových pryskyřic;
– epoxidové plasty používající epoxidové pryskyřice jako pojivo.
Na základě své vnitřní struktury a vlastností se plasty dělí do dvou velkých skupin:
– termoplasty, které se při zahřívání taví, ale po ochlazení si zachovávají svou původní strukturu;
– termosety s výchozí strukturou lineárního typu, které při vytvrzování získávají síťovou strukturu, ale při opětovném zahřátí zcela ztrácejí své vlastnosti.
Termoplasty lze používat opakovaně, k tomu je stačí rozdrtit a roztavit. Pokud jde o pracovní vlastnosti, termosety jsou zpravidla o něco lepší než termoplasty, ale při silném zahřátí je jejich molekulární struktura zničena a není následně obnovena.
Z čeho jsou vyrobeny plasty?
Surovinou pro drtivou většinu plastů je uhlí, zemní plyn a ropa. Z nich se chemickými reakcemi izolují jednoduché (nízkomolekulární) plynné látky – etylen, benzen, fenol, acetylen aj., které se následně při polymeračních, polykondenzačních a polyadičních reakcích přeměňují na syntetické polymery. Vynikající vlastnosti polymerů jsou vysvětlovány přítomností vysokomolekulárních vazeb s velkým počtem výchozích (primárních) molekul.
Některé fáze výroby polymerů jsou složité a pro životní prostředí extrémně nebezpečné procesy, takže výroba plastů se stává dostupnou pouze na vysoké technologické úrovni. Přitom finální produkty, tzn. Plasty jsou obecně zcela neutrální a nemají žádný negativní dopad na lidské zdraví.
