Из чего производят пластмассу: Из чего изготавливают пластик | «Афива»

Из чего делают пластик — блог компании ТИС

• Главная
• Информация
• Новости и статьи
• Из чего делают пластик

18 октября 2021 г.

---

Пластик относится к искусственным полимерным материалам, в основе которых может быть поливинилхлорид, полипропилен, полиэтилен (высокой плотности или низкого давления) и т. д. Также в процессе производства участвует природный или попутный нефтяной газ, уголь. Компоненты тщательно перемешиваются, проходя обработку высокими температурами, давлением.

В процессе производства пластика могут меняться сами условия полимеризации. Это позволяет изготавливать разные виды пластмасс:

• прозрачные;
• матовые;
• с разной степенью твердости/мягкости.

Добиваться от сырья необходимых эксплуатационных характеристик (снижения хрупкости, повышения механической прочности, термостойкости). Соответственно, расширять сферу применения пластика, выгодно заменять им более дорогое секло, металл.

Сырье для производства

Как выше упоминалось, основными компонентами при изготовлении пластмассы являются: нефть, природный газ, уголь. По поводу нефти нужно сделать уточнение – используется не само ископаемое, а попутный газ, который выделяется из свежедобытого сырья. Из газа со сложной молекулярной структурой методом химических реакций выделяются более простые вещества, которые далее участвуют в процессе синтетической полимеризации. Например, это фенол, ацетилен, этилен и др.

О качестве полученной пластмассы свидетельствуют высокомолекулярные связи, состоящие из большого количества простых молекул. Как правило, такой материал пригоден к повторной переработке, о чем свидетельствует значок в виде закольцованного треугольника из стрелок и цифры посредине. Именно цифра указывает на основное вещество при производстве пластмассы.

О чем говорит маркировка на пластиковых изделиях

• Цифрой «1» маркируют ПЭТ пластик – из него делают бутылки, упаковки для соусов, тюбики для косметики, средств личной гигиены.
• Цифра «2» указывает на полиэтилен ПВП и ПНД (высокой плотности и низкого давления) – это игрушки, пакеты, сантехнические трубы, медицинские импланты.
• Под «3» скрывается знаменитый ПВХ – из него делают оконные профили, линолеум, верхний слой ламината, натяжные потолки, детали автомобилей.
• Маркировка «4» говорит о полиэтилене низкой плотности или высокого давления – такое сырье используется для изготовления тепличных покрытий, мешков, пищевой пленки.
• Под «5» находится знаменитый полипропилен – применяется в производстве детской посуды (бутылочки), пищевой и косметической упаковки, памперсов, стульев.
• Маркировка «6» указывает на полистирол – основа современных утепляющих материалов и одноразовой посуды.
• Под цифрой «7» скрываются все другие виды пластмассы – сюда относят полиамиды и поликарбонаты, а также другие виды полимерных соединений.

Вся пластиковая продукция проходит лабораторное исследование на предмет безопасности для здоровья человека. Обязательно имеет сертификат качества, который свидетельствует о возможности использования пластмассового изделия в той или другой сфере. При соблюдении всех производственных норм не выделяет токсинов, резких запахов.

В каталоге компании «ТИС» вы найдете широкий ассортимент пластиковой продукции собственного производства. Представленные товары можно использовать в разных сферах деятельности с полной уверенностью в их качестве.

---

Как производится пластик? Упрощенный процесс производства пластмасс

Август 17th, 2022 по Admin

Как делают пластик?

Пластик является одним из самых широко используемых материалов в мире. Полимер используется в различных областях, начиная от упаковки пищевых продуктов и заканчивая строительством. Синтетический пластик производится из природного газа, которого в изобилии можно найти по всему миру.

Пластик — это то, с чем мы очень хорошо знакомы. Но что именно? Какие существуют типы? Как производят пластик? В этом блоге давайте подробно рассмотрим все, что вам нужно знать о производстве пластика, его переработке и загрязнении пластиком.

Процесс производства пластика упрощен

Пластик — это предмет, который захватил все сферы нашей жизни и проник во все возможные отрасли. Первоначально это рассматривалось как изобретение, которое действительно сделало жизнь людей проще и удобнее. Но с годами тот же пластик стал отравой нашего существования. Чтобы понять пластиковую проблему во всей ее полноте, необходимо в первую очередь понять, как изготавливаются пластмассовые изделия.

Существует два основных способа синтеза пластмасс: они могут быть синтетическими или получены из возобновляемых биопродуктов. Синтетические пластмассы производятся из сырой нефти, природного газа или угля. В наиболее популярном сценарии пластмассы получают из сырой нефти, поскольку это наиболее рентабельный способ выполнения работы.

Но мы также должны отметить, что это также самый вредный способ получения пластика. В зависимости от того, как пластмассы взаимодействуют друг с другом, существует в основном шесть типов пластиков: термопласты, термореактивные пластмассы, аморфные пластмассы, полукристаллические пластмассы, гомополимеры и сополимеры.

Что является основным ингредиентом пластика?

В этой статье для удобства речь пойдет только об искусственно синтезированных пластиках. Основными ингредиентами этих пластмасс являются сырая нефть, уголь и природный газ. Чтобы закупать эти материалы, необходимо много заниматься добычей полезных ископаемых.

Первый шаг перед тем, как мы на самом деле приступим к процессу изготовления пластика, — это перегонка сырья, чтобы вы могли получить необходимое вам единственное соединение и отделить ненужное от него. Этот процесс происходит на нефтеперерабатывающем заводе в массовом масштабе. Их также называют нефтеперерабатывающими заводами или нафтой. Этот процесс является ключевым в производстве пластика.

Как изготавливают пластик из сырья?

В этом разделе статьи мы дадим пошаговый процесс, который используется для изготовления пластика на промышленном уровне.

 

1. Извлечение сырья

Чтобы сделать пластик, первым требованием является закупка сырья. Это сырье включает уголь, сырую нефть и природный газ. Закупить их — это только первый шаг.

2. Очистка, чтобы избавиться от нежелательных частиц

После того, как сырье было закуплено, его нельзя сразу использовать. Он смешан с большим количеством примесей, которые необходимо отфильтровать. Этот процесс фильтрации и очистки происходит на нефтеперерабатывающих заводах. Проще говоря, добытая сырая нефть поступает на нефтеперерабатывающий завод, где она разлагается на различные нефтепродукты. Из этого процесса рафинирования мы можем получить мономеры, которые помогают нам в производстве пластмасс.

Эти мономеры также являются строительными блоками пластиковых полимеров. Вам может быть интересно, как происходит процесс очистки — вся сырая нефть помещается в печь и нагревается. После этого он отправляется в установку для перегонки. В этой перегонной установке вся сырая нефть разбивается на более мелкие и легкие соединения, называемые фракциями. Из всех получаемых фракций наиболее важной для процесса изготовления пластика является нафта.

3. Полимеризация

Это, наверное, самая сложная часть производственного процесса. В этой части процесса такие соединения, как этилен, пропилен, бутилен и т. Д. Превращаются в полимеры с более высокой молекулярной массой. Это также означает, что первоначально мономеры превращались в полимеры. Вот почему этот шаг называется полимеризация. При производстве пластмасс происходит два типа полимеризации:

> Аддитивная полимеризация. В этом типе полимеризации один мономер соединяется со следующим (димером), и цепочка продолжается. По сути, вы продолжаете добавлять больше мономеров к исходному. Для облегчения такого типа полимеризации используется катализатор. Наиболее распространенным катализатором является перекись. Примерами пластмасс, в которых используется дополнительная полимеризация, являются полиэтилен, полистирол и поливинилхлорид.

> Конденсационная полимеризация. Этот тип полимеризации включает соединение 2 или более различных мономеров. Процесс конденсации происходит потому, что более мелкие молекулы, такие как вода, удаляются. Этому процессу также способствуют катализаторы. Примерами пластиков, полученных путем конденсационной полимеризации, являются полиэстер и нейлон.

4. Составление и обработка

Процесс рецептура включает в себя плавление и смешивание различных материалов с образованием единого материала, в данном случае пластика. Затем смесь превращается в гранулы, которые могут быть отлиты в различные предметы в соответствии с потребностями производителя. Эти гранулы могут быть разных цветов, непрозрачности и формы. Все это делается на машине.

Переработка пластика из сырой нефти

Хотя на вопрос «Как производится пластик?» существуют разные ответы. мы рассмотрим один из распространенных способов: из сырой нефти.

Извлечение масла

Первым шагом в этом процессе является добыча сырой нефти из-под земли. Чтобы буровая установка была эффективной, она должна использовать различные инструменты, находящиеся в ее распоряжении. Сюда могут входить буровые долота, разработанные специально для определенных типов горных пород или почвы, в зависимости от типа участка, на котором производится бурение.

После извлечения тяжелую сырую нефть необходимо транспортировать на нефтеперерабатывающий завод для дальнейшей переработки в пластмассы.

Очистка масла

После того, как сырая нефть извлечена из-под земли, ее необходимо очистить, прежде чем ее можно будет использовать в любом процессе производства пластика. Переработка представляет собой сложный процесс, который включает перегонку сырой нефти в различные продукты, такие как бензин, дизельное топливо, топливо для реактивных двигателей и печное топливо. НПЗ бывают двух типов: интегрированные и традиционные. Интегрированные нефтеперерабатывающие заводы — это крупные предприятия, где все этапы переработки сырой нефти происходят на одной площадке. Напротив, обычные нефтеперерабатывающие заводы перерабатывают только определенные части сырой нефти, такие как бензин или дизельное топливо, а другие части отправляют на другие нефтеперерабатывающие заводы для дальнейшей переработки.

Фракционная перегонка

Фракционная перегонка предполагает нагревание смеси до тех пор, пока некоторые компоненты не начнут кипеть.

Этот процесс происходит в колонне фракционной перегонки, где сырая нефть разделяется на различные компоненты путем ее кипячения с паром, а затем охлаждения смеси ниже точки кипения, поэтому она снова конденсируется в жидкость. Полученная жидкость затем разделяется на различные фракции в зависимости от их температуры кипения при атмосферном давлении: легкие или газообразные фракции, средние дистилляты и тяжелые дистилляты. Затем эти фракции хранятся до тех пор, пока они не потребуются для дальнейшей переработки для производства пластика или в целях транспортировки.

Крекинг углеводородов

Крекинг – это процесс расщепления больших молекул углеводородов на более мелкие. Это делается с помощью тепла и давления на нефтеперерабатывающем заводе, известном как катализаторы. Крекинг — это химический процесс, который включает разрыв связей между атомами углерода в молекулах с длинной цепью. Существует два типа крекинга: каталитический крекинг и паровой крекинг.

Крекинг нефтепродуктов, таких как сырая нефть, позволяет использовать их в различных социальных целях. Чаще всего крекинг используется для производства синтетических нефтепродуктов, таких как пластмассы, клеи, текстиль и химикаты, используемые в производстве автомобилей и потребительских товаров.

полимеризация

Полимеризация происходит, когда две или более молекулы соединяются вместе в результате химической реакции. Когда эти молекулы соединяются вместе, они образуют полимеры. Полимерные цепи также могут быть образованы из одной молекулы, если она разбита на более мелкие единицы, называемые мономерами. Эти мономеры затем соединяются вместе с другими мономерами с образованием конечного продукта полимерной цепи.

Прямая полимеризация включает высокую температуру и давление, что приводит к образованию длинных цепочек молекул, образующих желаемый продукт. Косвенная полимеризация требует использования химических веществ, которые используются в качестве катализаторов реакции химических связей между мономерами и другими соединениями.

Окончательный сформированный полиэтилен превращается в гранулы, которые затем могут быть преобразованы в пластиковые изделия посредством выдувного формования, компрессионного формования, ротационного формования или литья под давлением в зависимости от применения, такого как упаковка для пищевых продуктов, пластиковые пакеты, пластиковые контейнеры и другие различные пластмассы.

Переработка пластика из природного газа

Природный газ — это ископаемое топливо, состоящее из смеси углеводородов с атомами углерода и водорода. Обычно он находится под высоким давлением в глубоких подземных резервуарах, где миллионы лет находился в ловушке слоев горных пород. Основным компонентом природного газа является метан, образованный метаногенными бактериями, обитающими в анаэробных средах, таких как болота или водно-болотные угодья. Процесс изготовления пластика из природного газа аналогичен процессу создания синтетического пластика из сырой нефти.

Удаление примесей

Первым шагом является удаление любых примесей из природного газа. Это можно сделать с помощью ректификационной колонны, которая отделяет более легкие компоненты (водород, метан) от более тяжелых (этан, пропан).

Растрескивание

Следующим шагом является преобразование этих газов в жидкую форму с помощью крекинга. Обычно используется паровой крекинг, который включает расщепление углеводородов с более высокой молекулярной массой на более мелкие посредством термической обработки при высокой температуре. Конечным продуктом этого этапа является нафта, смесь углеводородов, которую можно использовать для производства пластмасс.

полимеризация

Затем идет полимеризация: объединение мономеров с другими мономерами для создания полимеров. В этом случае этилен и пропилен объединяются в системе автоклавного реактора для создания полиэтилена (ПЭ) посредством дополнительной реакции. Полиэтилен имеет множество применений, включая изготовление пакетов или контейнеров из пластиковых материалов, которые используются для упаковки пищевых продуктов, а также используется в качестве изоляционного материала для холодильников или морозильников.

По окончании процесса полимеризации конечный продукт выглядит как порошкообразный стиральный порошок, который затем берут на формовку.

Экструзия

Затем следует экструзия: подача расплавленного пластика через трубу, разрезанную для формирования пластиковых гранул. Эти пластиковые гранулы затем используются в пластмассовой промышленности для придания формы и создания различных пластиковых материалов.

Какой был первый искусственный пластик?

Первый искусственный пластик был изготовлен в 1856 году в Великобритании Александр Паркс. Он сделал первый биопластик и назвал его паркензин. Паркензин был сделан из нитрата целлюлозы. Первый искусственный пластик был гибким, твердым и прозрачным.

Со временем в Parkensine были внесены определенные изменения, в результате чего он стал Celluloid. Это было сделано путем добавления некоторого количества камфоры в нитрат целлюлозы, используемый для изготовления паркензина. Целлулоид был обычным компонентом, используемым для изготовления бильярдных шаров.

Говоря о синтетических пластиках, Лео Бекеланд из Бельгии изобрел бакелитпластик, который имеет устойчивость к высокой температуре, электричеству и химическим веществам. Очень распространенный не проводник. Бакелит очень популярен в электронной области.

Что использовали до пластика?

Было и есть много других предметов, которые можно использовать вместо пластика. До изобретения пластика люди использовали дерево, металл, стекло, керамику и кожу. Также использовалась смола с деревьев. Резина также обычно использовалась вместо пластмассы.

Понимание индустрии пластмасс и процесса переработки пластмасс

По мере увеличения использования ограниченных ресурсов растет и наша потребность в поиске способов повторного использования и переработки этих материалов. Переработка пластмасс сама по себе стала крупной отраслью и будет только расти по мере того, как все больше людей узнают о преимуществах, которые переработка предлагает их кошелькам и окружающей среде.

Пластиковая промышленность прошла долгий путь с момента своего создания, но есть еще много вещей, которые вы, возможно, не знаете об этой важной отрасли.

Проблема с пластиковыми отходами

Многие отходы пластика не перерабатываются, потому что многие люди не осознают, насколько они вредны для окружающей среды.

Когда свалки переполнены или другие варианты недоступны, люди часто сжигают свой мусор или выбрасывают его в водоемы, включая синтетические пластмассы. Но в отличие от биоразлагаемого пластика синтетические пластики не разлагаются в земле или воде. Вместо этого они распадаются на более мелкие частицы, называемые микропластиком, который загрязняет наши земли, океаны и озера. И это становится основной причиной пластикового загрязнения.

Затем микропластики могут быть съедены рыбой и моллюсками — или даже людьми, и они становятся одной из основных причин болезней. И даже когда их сжигают в мусоросжигательных установках, в воздух выбрасываются токсичные химические вещества.

Поскольку мировой рынок пластмасс только растет, пришло время искать способы переработки пластика, произведенного на этой земле. Пластмассовая промышленность представляет собой огромную отрасль с множеством применений и приложений. Это также отрасль, которая подвергается критике за ее воздействие на окружающую среду. Использование пластика может иметь негативные последствия, когда он попадает на свалки и в океаны, где его разложение может занять столетия. Хотя существует множество альтернатив пластику, не существует идеальной замены для всех видов использования, в которых мы в настоящее время полагаемся на пластик.

Существует несколько различных типов пластмасс, которые используются для различных целей. Вот некоторые примеры:

• Полиэтилентерефталат (ПЭТ): ПЭТ используется в бутылках для воды, прозрачных пластиковых контейнерах и других упаковочных материалах.
• Полипропилен: полипропилен используется в контейнерах для йогурта, соломинках и других продуктах, таких как блистерные упаковки и крышки на флаконах с лекарствами, отпускаемыми по рецепту.
• Поливинилхлорид (ПВХ): поливинилхлорид используется в чехлах для мобильных телефонов, DVD-дисках, трубах и оконных рамах, среди многих других вещей.
• Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП): ПЭВП используется, среди прочего, в кувшинах для молока, бутылках для шампуня и контейнерах для пищевых продуктов.

У каждого типа пластика есть свои преимущества и недостатки в отношении возможности переработки, но все они имеют одну общую черту: их нельзя разбить на более мелкие органические материалы, которые можно разложить. Так что этот пластиковый мусор может навредить каждому живому существу на земле. Чтобы избежать последствий, связанных с пластиком и выбросами токсичных химических веществ, важно искать органические альтернативы.

Альтернативы пластику

Из-за темной стороны пластика он долго разлагается и может загрязнить окружающую среду, если его не утилизировать должным образом.

Бумажные изделия

Бумага — один из старейших материалов, используемых людьми, и она все еще прочна! Это возобновляемый ресурс, который можно легко переработать или использовать повторно. Даже если вы ежедневно используете бумажные стаканчики для кофе, вы можете быть довольны тем, насколько они экологичны по сравнению с пластиковыми или пенопластовыми стаканчиками.

Ткань

Ткань – еще одна отличная альтернатива пластику. Его можно использовать повторно и стирать, поэтому нет необходимости создавать больше отходов, когда у вас есть такие варианты, как тканевые полотенца и салфетки дома или на работе.

Стекло

Стекло — еще один универсальный материал, который можно использовать практически для любого применения, где в настоящее время используется пластик. В отличие от пластиковых бутылок для воды, стеклянные полностью пригодны для вторичной переработки и никогда не исчезнут; они просто будут постоянно перерабатываться!

Помимо этого, вы можете использовать пластики на биологической основе, вещества из растительных жиров или любые другие материалы, изготовленные из возобновляемых материалов, чтобы сократить потребление пластика.

Заключение

Хотя мы понимаем, что изобретение пластика произвело революцию во многих отраслях, оно также затронуло нашу планету. Есть много альтернатив пластику, которые можно использовать в нашей повседневной жизни, например, биоразлагаемый пластик и другие органические материалы, которые не нанесут вреда жизни на Земле.

Чтобы распространить важность переработки и избавить наши свалки и океаны от пластика, Пластиковые коллекторы делают все возможное, чтобы продвигать важность переработки, а также компенсировать их усилия. Это растущий коллектив целеустремленных и трудолюбивых людей со всего мира. Сборщики пластика работают над созданием мира без пластика, мотивируя людей перерабатывать пластик и выплачивая при этом вознаграждение. Открыть знать, как вы можете присоединиться к делу.

Как делают пластик? Пошаговое объяснение

Как делают пластик? В этой статье рассматривается весь процесс изготовления пластика с подробным объяснением всех его этапов.

В 1950-х годах производилось около 2 миллионов тонн пластика в год. К 2015 году это число увеличилось в 200 раз, а к 2021 году в мире насчитывалось примерно 8,3 миллиарда тонн пластика. Благодаря своей универсальности, простоте изготовления и низкой стоимости этот материал используется в самых разных областях: от одноразовых очков до мебели для дома, автомобильных запчастей, самолетов и оборудования связи. Но сначала:

Что такое пластик?

Пластмасса представляет собой синтетический или природный полимер, который благодаря своей структуре легко формуется и формуется под воздействием тепла и давления. Это свойство известно как пластичность, отсюда и название этого материала. Кроме того, пластик химически стабилен, легок, водо- и ударопрочен, имеет низкую теплопроводность, обладает хорошими изоляционными свойствами.

Полимеры — это большие молекулы, образованные химическим соединением ряда более простых единиц, называемых мономерами, что создает цепочечную структуру. Эти вещества, помимо того, что служат основой для пластика, являются основным компонентом многих других материалов, таких как стекло, бумага и резина. Кроме того, полимеры являются основой таких минералов, как алмаз, кварц и полевой шпат, а также материалов живых организмов, таких как белки, целлюлоза и нуклеиновые кислоты. В зависимости от назначения полимеры могут обладать многочисленными свойствами, такими как отражательная способность, ударопрочность, хрупкость, прозрачность, пластичность и эластичность.

Схема полимерной структуры поликарбоната, состоящего из кислорода, углерода и водорода.

Изображение предоставлено: petrroudny43/Shutterstock

Чаще всего пластик подразделяется на две отдельные группы; термопласты и реактопласты.

Между этими двумя группами существует несколько основных различий, главное из которых заключается в том, что термопласты можно многократно нагревать и изменять форму, в то время как термореактивные материалы затвердевают до постоянной формы под воздействием тепла. Кроме того, молекулярная масса термопластов колеблется от 20 000 до 500 000 AMU (атомная единица массы), в то время как считается, что термореактивные материалы имеют бесконечную молекулярную массу.

Из чего сделан пластик?

Большинство используемого сегодня пластика производится из углеводородов — органических молекул, полностью состоящих из углерода и водорода. Эти углеводороды получены из материалов биологического происхождения, встречающихся в земной коре, известных как ископаемое топливо. Ископаемое топливо создается из окаменевших, погребенных останков растений и животных, существовавших миллионы лет назад. Некоторые примеры ископаемого топлива:

• Сырая нефть – также известная как жидкая нефть. Его можно найти в нефтеносных песках (битуминозных песках), подземных резервуарах, а также в щелях и порах осадочных пород. Его можно получить путем бурения на суше или в море, либо путем добычи полезных ископаемых.
• Природный газ – также известный как газ метан. В зависимости от того, где он находится под землей, природный газ классифицируется как традиционный или нетрадиционный. Обычный тип можно найти в проницаемых коренных породах или смешать с нефтяными резервуарами и его можно извлечь с помощью обычных методов бурения. С другой стороны, нетрадиционная добыча природного газа требует специальных методов, таких как фрекинг, поскольку обычная технология бурения может быть слишком дорогостоящей и сложной.
• Уголь — это твердая, богатая углеродом горная порода, которая подразделяется на четыре типа в зависимости от содержания углерода: бурый уголь, полубитуминозный, битуминозный и антрацит. Добыча угля осуществляется либо подземным способом, при котором используются машины для добычи угля из глубоких подземных пластов, либо открытым способом, при котором соскребают слои почвы, чтобы добраться до угольных залежей.

Важно отметить, что пластик можно производить из других, более экологически чистых источников, которые заменяют ископаемое топливо. Этот пластик, известный как возобновляемый пластик или биопластик, создается из возобновляемой биомассы, такой как терпены, лигнин, целлюлоза, растительный жир, бактерии, древесные волокна, углеводы, переработанные пищевые отходы и т. д. Биоразлагаемый пластик не содержит потенциально опасного химического вещества BPA. и, скорее всего, рассосется через пару месяцев. Кроме того, в течение своего срока службы биопластик выделяет гораздо меньше парниковых газов по сравнению с обычным пластиком.

Как производится пластик?

В этом разделе будет рассказано все, что вам нужно знать обо всем процессе производства пластика, начиная с добычи сырья и заканчивая его изготовлением.

Извлечение сырья M Материалы

Как упоминалось выше, подавляющее большинство производимого пластика производится из ископаемого топлива. Поэтому добыча сырой нефти, природного газа, а иногда и угля из-под земли является первым шагом.

Уточнение  

Ископаемые виды топлива отправляются на нефтеперерабатывающие заводы, где они перерабатываются в различные нефтепродукты, такие как бензин, асфальт, топливо для реактивных двигателей, воски и смазочные масла. Здесь также создаются строительные блоки из пластика, этана и пропана. Как это работает?

Сырая нефть нагревается в печи перед испарением и подается в колонну фракционной перегонки. Дистилляционная колонна имеет температурный градиент, причем верх холоднее, чем низ. В зависимости от температуры кипения (температуры, при которой происходит фазовый переход от жидкости к газу) и веса жидкости и газы в колонне разделяются. Пары более легких фракций, таких как бензин и нефтяной газ, дрейфуют наверх колонны, а более тяжелые, такие как мазут, остаются внизу. Все эти фракции в башне содержат углеводороды с сопоставимым количеством атомов углерода, при этом более мелкие молекулы находятся вверху. Сжиженный природный газ (ШФЛУ), такой как этан и пропан, а также нафта являются наиболее важным сырьем для производства пластика. Однако, чтобы быть полезными, эти углеводороды должны быть отправлены на установку крекинга и подвергнуты процедуре, называемой крекингом.

Схема дистилляционной колонны, используемой для сортировки углеводородов, используемых при производстве пластика.

Изображение предоставлено Стивом Симро/Shutterstock

 

Растрескивание

При использовании высокой температуры, давления и иногда катализаторов сложные углеводороды расщепляются на более простые низкомолекулярные алкены/алканы. Этот процесс важен, потому что он превращает упомянутый выше этан в этилен, а пропан в пропилен. Существует два типа крекинга: паровой крекинг и каталитический крекинг.

Процесс парового крекинга осуществляется в установках парового крекинга, которые являются чрезвычайно сложными и энергоемкими установками. Здесь химикаты сначала смешиваются с паром, а затем нагреваются до 1430-1610 градусов по Фаренгейту внутри трубчатого реактора. Чтобы сырье не образовывало нагар, что может произойти при таких температурах, его подают по трубам печи очень быстро и при очень низком давлении. Поток здесь играет две роли; во-первых, предотвращает коксование, а во-вторых, предотвращает возможные утечки, которые могут привести к попаданию воздуха в исходное сырье и созданию взрывоопасной смеси. В конце концов, крекинг-сырье быстро охлаждают с использованием ряда методов, таких как сжатие, абсорбция, сушка, охлаждение, фракционирование и селективное гидрирование.

Процесс каталитического крекинга не требует таких высоких температур или давления благодаря присутствию катализатора. Во-первых, в фазе реакции сырье контактирует с катализатором при температуре около 900 градусов по Фаренгейту, и происходит реакция крекинга. Пропорции продукта определяются температурой, временем пребывания и катализатором. На этапе регенерации катализатор удаляется из продуктов, регенерируется на воздухе путем сжигания накопленного углерода, а затем перерабатывается.

В конце концов, для разделения крекинг-углеводородов используется фракционирующее оборудование – процедура, известная как фракционирование. Этилен и пропилен превращаются таким образом в мономеры, а затем перерабатываются в полимеры.

Полимеризация

При полимеризации мономеры соединяются в результате химической реакции с образованием полимеров. Это может быть достигнуто либо добавлением, в результате которого все атомы мономера присутствуют в полимере, либо конденсацией, что приводит к образованию побочного продукта крошечной молекулы. Давайте подробнее рассмотрим оба метода полимеризации:

Аддитивная полимеризация – мономеры просто «добавляются» вместе, и в ходе этого процесса атомы не теряются и не приобретаются. Мономеры с двойными связями представляют собой простейшую химическую структуру, в которой может происходить полимеризация. Для запуска процесса полимеризации можно использовать тепло и давление, ультрафиолетовый свет или другое более реактивное химическое вещество, такое как перекись.

В результате реакции двойная связь разрывается и высвобождаются высокореакционноспособные неспаренные электроны, известные как свободные радикалы. Полимерная цепь начинает формироваться, когда эти радикалы реагируют с другими радикалами или с другими двойными связями. Примерами аддитивных полимеров являются полиэтилен, полипропилен, ПТФЭ, акрил и каучук.

Конденсационная полимеризация – большинство природных полимеров образуются в результате конденсационной полимеризации. Этот тип полимеризации более сложен, чем предыдущий. Помимо полимеров, эта реакция приводит к образованию еще одной небольшой молекулы. Эта небольшая молекула, известная как побочный продукт, часто представляет собой воду. Иногда побочные продукты могут быть сырьем, которое перерабатывается в исходное сырье. Некоторые примеры конденсационных полимеров включают нейлон и ПЭТ.

После этой стадии этилен превращается в полиэтилен, а пропилен — в полипропилен.

Полиэтилен — наиболее часто используемый пластик в мире. Он очень пластичен и устойчив; области применения варьируются от газопроводных и водопроводных сетей до изоляции кабелей передачи данных. Полипропилен даже тверже полиэтилена и более термостойкий. Его можно найти в автомобильных деталях и медицинских шприцах.

Производство пластмасс

Изготовление — это последний этап, на котором пластик приобретает окончательную форму. Для облегчения транспортировки пластиковые смолы чаще всего перерабатываются в гранулы. Затем эти гранулы превращаются в различные пластиковые изделия. Существуют различные методы изготовления пластика; некоторые из наиболее часто используемых:

• Экструзия – расплавленный полимер выдавливается через отверстие определенного поперечного сечения (фильеру) для формирования непрерывной формы с поперечным сечением, сравнимым с сечением отверстия. Экструзия может производить различные изделия, в том числе пленку, лист, трубы, трубы, изоляцию и обшивку дома. Профиль в каждом случае определяется геометрией штампа, а затвердевание достигается за счет охлаждения. Дополнительную информацию можно найти в нашем руководстве по экструзии пластика.
• Литье – жидкий пластик заливают в определенную емкость или форму и затвердевают в определенной форме. Существуют различные типы формования: литье под давлением, выдувное формование, ротационное формование, реактивное литье под давлением, компрессионное формование и формование в мешках. Если вы хотите приобрести формовочное оборудование, но у вас все еще есть вопросы, возможно, вам стоит прочитать это руководство по закупкам Томаса о типах формовочного оборудования и его поставщиках.
• Сварка – две или более заготовок соединяются вместе путем их плавления при высокой температуре. Сварку можно выполнять различными способами, включая выбросы горячих газов, высокочастотную вибрацию, вращение и контактную сварку. Оборудование для сварки пластика различается в зависимости от метода и вида используемого пластика.

Если вы хотите узнать больше о различных производственных процессах, ознакомьтесь с нашим руководством, в котором рассматриваются методы изготовления пластика.

Вывод

Пластик может быть искусственным полимером, но в основном он создается из ископаемого топлива, такого как сырая нефть, природный газ и уголь. В этой статье дается подробное объяснение всего процесса производства пластика, включая его этапы от добычи сырья, переработки ископаемого топлива и крекинга углеводородов до полимеризации и изготовления. Теперь вы должны лучше знать, что такое пластик, его основные ингредиенты и то, как ископаемое топливо превращается в один из наиболее часто производимых материалов на Земле. Если вы хотите узнать больше о других темах, связанных с пластмассами, не стесняйтесь обращаться к нашей библиотеке технических руководств, чтобы узнать больше.

Источники

1. https://recyclecoach.com/resources/7-revealing-plastic-waste-statistics-2021/
2. https://www.britannica.com/science/пластик
3. https://www.britannica.com/science/polymer
4. https://www.thoughtco.com/what-is-a-polymer-820536
5. https://www. thoughtco.com/plastic-chemical-composition-608930
6. https://www.bpf.co.uk/plastipedia/how-is-plastic-made.aspx
7. https://www.britannica.com/science/fossil-fuel
8. https://www.britannica.com/science/crude-oil
9. https://www.britannica.com/science/natural-gas
10. https://www.britannica.com/science/coal-fossil-fuel
11. https://homeguides.sfgate.com/benefits-biodegradable-plastic-79207.html
12. https://www.essentialchemicalindustry.org/processes/cracking-isomerisation-and-reforming.html
13. https://fqechemicals.com/catalytic-cracking/
14. https://www.britannica.com/science/polymerization
15. https://www.britannica.com/science/plastic/The-processing-and-fabrication-of-plastics
16. https://adamsplastics.com/plastics/
17. https://www.wshampshire.com/plastic-materials/
18. https://ppprecycle.com/services/plastic-reprocessing/
19. https://www.jamestownplastics.com/reduce-reuse-and-recycle

Похожие статьи

• Реакционное литье под давлением
• Изделия, созданные с помощью экструзии пластика
• Основы литья под давлением
• Производство пресс-форм для литья под давлением
• Дефекты пластикового литья
• Процесс формования пакетов
• Процесс экструзии пластика
• Стандартные пластиковые профили
• Типы пластиковых шнеков для экструзии
• Сравнение термореактивных и термопластичных материалов
• ПЭТ-пластик: экономия денег и энергии благодаря вторичному пластику
• Коэкструзия пластика
• Машина для экструзии пластмасс – процесс и методы
• Ведущие компании по литью под давлением в США
• Производство пластиковых преформ
• Технологии и методы изготовления пластмасс
• Как металлизировать пластик
• О пластиковых вставках
• Литье под давлением и литье поверх — в чем разница?
• Ведущие компании и поставщики экструзии пластмасс в США

Больше из пластика и резины

Как делают пластик?

тумблер

Главная > Большое влияние > Сообщество > Что такое загрязнение?

Источник: Bekky Bekks/Unsplash

Оказывается, процесс производства пластика может быть даже более загрязняющим, чем сами пластмассовые изделия.

Если вы давно читаете этот сайт, то уже должны знать, что пластик — это плохо. Пластик — это не поддающийся биологическому разложению, химически плотный материал на основе нефти, который используется во всем, от бутылок для шампуня до жевательной резинки. Несмотря на свою универсальность, процесс изготовления пластика загрязняет не меньше, если не больше, чем сами получаемые продукты.

Если вы не знакомы со многими недостатками пластика, возможно, вы узнаете, как изготавливается пластик.

Продолжение статьи под рекламой

Как делают пластик?

Источник: Getty Images

Чтобы сделать пластик, ученые должны взять базовые материалы, такие как сырая нефть, и преобразовать их с помощью тепла, добавок, манипуляций и времени в рабочий полимер. Процесс, как и в большинстве случаев химии, обычно начинается с основных материалов.

Из каких материалов изготавливают пластмассы?

Большинство пластиковых изделий изготавливаются на нефтяной основе. Хотя основным компонентом большинства этих пластиков является сырая нефть, иногда также используются другие материалы, такие как соль, целлюлоза, природный газ и уголь.

Продолжение статьи под рекламой

Источник: Getty Images

Что такое процесс производства пластика?

Согласно This Is Plastics , эти базовые ингредиенты затем перерабатываются в процессе производства пластика в такие вещества, как этан и пропан. Полученные этан и пропан затем нагревают в процессе, известном как крекинг, до тех пор, пока они не превращаются в мономеры этилен и пропилен. В качестве мономеров этилен и пропилен затем могут быть преобразованы в последующие полимеры с помощью катализатора.

Продолжение статьи ниже рекламного объявления

После добавления катализатора пластиковый полимер существует в порошкообразной форме, известной в просторечии как пух. Пух подается через нагретый экструдер, где он расплавляется и образует длинную рабочую трубу. Как только труба полностью остынет, пластик снова нарезается на более мелкие гранулы. На данный момент нагрев, охлаждение и манипуляции сделали пластик достаточно пригодным для использования, чтобы его можно было расплавить и отлить в любое количество других продуктов.

Однако, по данным Plastics Europe, не все пластиковые полимеры ведут себя таким образом. В процессе производства пластика получают два основных вида пластмасс: термопласты, которые можно плавить, формовать и охлаждать до затвердевания, и термореактивные, которые не плавятся после охлаждения.

Продолжение статьи ниже рекламного объявления

Термореактивные пластмассы обычно хранятся в жидком виде и упаковываются таким образом, чтобы на них не попадал воздух. Согласно RomeoRim, примерами этих термореактивных материалов могут быть эпоксидные, полиуретановые, силиконовые и фенольные.

Источник: Getty Images

Продолжение статьи под рекламой

Как производство пластика влияет на окружающую среду?

Как бы увлекательно ни звучал процесс изготовления пластика, суть в том, что он не очень полезен для окружающей среды. По данным Центра экологии, процесс преобразования этилена и пропилена в полимеры приводит к выбросу токсичных веществ в воздух. Это вызвано методом минимизации отходов, в котором используются водные щелочные растворы.

Образующиеся газы включают опасные химические соединения, такие как бензол, этиленоксид, этилбензол и никель, которые могут создавать облака токсичного газа как внутри, так и вокруг пластиковых заводов. Экологический центр сообщает, что такие методы уменьшения отходов привели к случайным разливам химикатов, взрывам, пожарам и человеческим жертвам. Твердые отходы, образующиеся в результате этого процесса, обычно сжигают, но при этом химические вещества просто поднимаются в атмосферу немного выше.

Продолжение статьи под рекламой

Несмотря на то, что многие думают, не все пластмассы подлежат вторичной переработке. Основная часть вторичной переработки пластика — это даунциклинг, что означает, что пластик разлагается с каждым последующим оборотом в процессе переработки.