Производство пластиковых: Производство пластиковых изделий| Пластиковый завод в Москве

Дополнительная статистика

Узнайте больше о том, как Statista может поддержать ваш бизнес.

Пластмассы в Европе (PEMRG). (1 июня 2021 г.). Годовое производство пластмасс в мире с 1950 по 2020 год (в миллионах метрических тонн) [График]. В Statista. Получено 9 сентября 2021 г. с сайта https://www.statista.com/statistics/282732/global-production-of-plastics-since-1950/

PlasticsEurope (PEMRG). «Годовое производство пластмасс в мире с 1950 по 2020 годы (в миллионах метрических тонн)». Диаграмма. 1 июня 2021 года. Statista. По состоянию на 09 сентября 2021 г. https://www.statista.com/statistics/282732/global-production-of-plastics-since-1950/

PlasticsEurope (PEMRG).(2021 г.). Годовое производство пластмасс в мире с 1950 по 2020 год (в миллионах метрических тонн). Statista. Statista Inc. Дата обращения: 9 сентября 2021 г. https://www.statista.com/statistics/282732/global-production-of-plastics-since-1950/

PlasticsEurope (PEMRG). «Годовое производство пластмасс в мире с 1950 по 2020 годы (в миллионах метрических тонн)». Statista, Statista Inc., 1 июня 2021 г., https://www.statista.com/statistics/282732/global-production-of-plastics-since-1950/

PlasticsEurope (PEMRG), Годовое производство пластмасс во всем мире с 1950 г. до 2020 г. (в млн метрических тонн) Statista, https: // www.statista.com/statistics/282732/global-production-of-plastics-since-1950/ (последнее посещение — 9 сентября 2021 г.)

Как производится пластик? — Британская федерация пластмасс

Автор: Д-р Паял Бахети

Пластик может быть «синтетическим» или «биологическим». Синтетические пластики получают из сырой нефти, природного газа или угля. В то время как пластмассы на биологической основе получают из возобновляемых продуктов, таких как углеводы, крахмал, растительные жиры и масла, бактерии и другие биологические вещества.

Подавляющее большинство используемых сегодня пластмасс является синтетическим из-за простоты производственных методов, связанных с переработкой сырой нефти. Однако растущий спрос на ограниченные запасы нефти вызывает потребность в новых пластмассах из возобновляемых источников, таких как отходы биомассы или отходы животноводства в промышленности.

В Европе только небольшая часть (около 4-6%) наших запасов нефти и газа идет на производство пластмасс, а остальная часть используется для транспорта, электричества, отопления и других применений (Ref)

Большая часть используемого сегодня пластика получается следующими этапами:

1.Добыча сырья (в основном сырая нефть и природный газ, но также и уголь) — это сложная смесь тысяч соединений, которые затем необходимо переработать.

2. Процесс нефтепереработки превращает сырую нефть в различные нефтепродукты — они превращаются в полезные химические вещества, включая «мономеры» (молекулы, которые являются основными строительными блоками полимеров). В процессе переработки сырая нефть нагревается в печи, которая затем отправляется в установку дистилляции, где тяжелая сырая нефть разделяется на более легкие компоненты, называемые фракциями.Один из них, называемый нафта, является ключевым компонентом для производства большого количества пластика. Однако есть и другие способы, например, использование газа.

Рис. 1. Наглядное изображение того, как изготавливаются пластмассы (Рисунок адаптирован из ссылки)

3. Полимеризация — это процесс в нефтяной промышленности, где легкие олефиновые газы (бензин), такие как этилен, пропилен, бутилен (т.е. мономеры), превращаются в углеводороды с более высокой молекулярной массой (полимеры).Это происходит, когда мономеры химически связаны в цепи. Есть два разных механизма полимеризации:

1. Аддитивная полимеризация

Реакция аддитивной полимеризации — это когда один мономер соединяется со следующим (димером), а димер со следующим (тример) и так далее. Это достигается за счет введения катализатора, обычно пероксида. Этот процесс известен как полимеры роста цепочки, поскольку он добавляет по одной мономерной единице за раз.Обычными примерами аддитивных полимеров являются полиэтилен, полистирол и поливинилхлорид.

2. Конденсационная полимеризация

Конденсационная полимеризация включает соединение двух или более различных мономеров путем удаления небольших молекул, таких как вода. Также требуется катализатор для реакции, протекающей между соседними мономерами. Это называется ступенчатым ростом, потому что вы можете, например, добавить существующую цепочку к другой цепочке. Обычными примерами конденсационных полимеров являются полиэстер и нейлон.

4. Компаундирование / переработка

При компаундировании различные смеси материалов смешиваются в расплаве (смешиваются путем плавления) для получения рецептур для пластмасс. Обычно для этой цели используют экструдер определенного типа, за которым следует гранулирование смеси. Затем экструзия или другой процесс формования превращает эти гранулы в готовый или полуфабрикат. Компаундирование часто происходит на двухшнековом экструдере, где гранулы затем перерабатываются в пластмассовые предметы уникального дизайна, различного размера, формы, цвета с точными свойствами в соответствии с заранее определенными условиями, установленными в обрабатывающей машине.

…

Более подробная информация о том, как производится пластик, представлена ​​в следующих разделах:

1. Полимер против пластика
2. Что такое углеводороды?
3. Как синтетический пластик создается из сырой нефти?
4. Как пластик создается из нафты?
5. Что является основным ингредиентом пластика?
6. Какой был первый пластик, сделанный человеком?
7. Что раньше использовали пластик?
8. Можно ли сделать пластик без масла?

Все пластмассы по существу являются полимерами, но не все полимеры являются пластиками.

Термин «полимер и мономер » происходит от греческих слов: где «поли» означает «множество», «мер» означает «повторяющееся звено», а слово «моно» означает «один». Это буквально означает, что полимер состоит из множества повторяющихся мономеров звеньев. Полимеры — это более крупные молекулы, образованные путем ковалентного соединения множества мономерных звеньев вместе в виде цепочек, подобных жемчужинам на нити жемчуга.

Слово пластик происходит от «пластикус» (лат. «Способный к формованию») и «пластикос» (греч. «Пригодный для литья»).Когда мы говорим о пластмассах, мы имеем в виду органические полимеры (синтетические или натуральные) с высокой молекулярной массой, которые смешаны с другими веществами.

Пластмассы — это высокомолекулярные органические полимеры, состоящие из различных элементов, таких как углерод, водород, кислород, азот, сера и хлор. Они также могут быть получены из атома кремния (известного как силикон) вместе с углеродом; распространенный пример — силиконовые грудные имплантаты или силикон-гидрогель для оптических линз. Пластмассы состоят из полимерной смолы, часто смешанной с другими веществами, называемыми добавками.

«Пластичность» — это термин, используемый для описания свойства, характеристики и свойства материала, который может необратимо деформироваться без разрушения. Пластичность описывает, выдержит ли полимер температуру и давление во время процесса формования.

Chemistry позволяет изменять различные параметры для настройки свойств полимеров. Мы можем использовать разные элементы, изменять тип мономеров и переставлять их по разному образцу, чтобы изменить форму полимера, его молекулярную массу или другие химические / физические свойства.Это позволяет разрабатывать пластики с нужными свойствами для конкретного применения.

Большинство используемых сегодня пластмасс получают из углеводородов, получаемых из сырой нефти, природного газа и угля — ископаемого топлива.

Что такое углеводород?

Углеводороды — это органические соединения (могут быть алифатическими или ароматическими), состоящие из углерода и водорода . Алифатические углеводороды не имеют циклических бензольных колец, тогда как ароматические углеводороды имеют бензольные кольца.

( C , атомный номер = 6) имеет валентность четыре, что означает, что он имеет четыре электрона во внешней оболочке. Он способен образовывать химические связи с четырьмя другими электронами любого элемента периодической таблицы (для углеводорода он образует пары с водородом). С другой стороны, водород ( H , с атомным номером = 1) имеет только один электрон в валентной оболочке, поэтому четыре из этих H-атомов готовы к спариванию с C-атомом, образуя одинарную связь, чтобы дать CH ₄ молекула.Молекула CH ₄ называется метаном, который является простейшим углеводородом и первым членом семейства алканов. Точно так же, если два атома углерода связаны вместе, они могут связываться с шестью атомами водорода, при этом три атома находятся на каждом атоме углерода, чтобы получить химическую формулу CH ₃ -CH ₃ (или C ₂ H ₆ ), известный как этан, и серия продолжается следующим образом.

Семейство алканов : метан (CH ₄ ), этан (CH ₃ -CH ₃ или C ₂ H ₆ ), пропан (CH ₃ -CH ₂ -CH ₃ ), бутан (CH ₃ -CH ₂ -CH ₂ -CH ₃ ), пентан (CH ₃ -CH ₂ -CH ₂ — CH ₂ -CH ₃ ), гексан, гептан, октан, нонан, додекан, ундекан и т. Д.

Обратите внимание, что этот тип связи с углеродом и водородом представляет собой насыщенную связь (сигма-связь обозначается как σ-связь). Также может быть ненасыщенная связь , где пи-связь (π-связь) присутствует вместе с сигма-связью, дающей двойные углерод-углеродные связи ( алкенов ), или иметь две π-связи с сигмой, дающей тройную углерод-углеродную связь ( алкинов ), что очень сильно зависит от типа гибридизации между элементами.

Семейство алкенов : этилен (CH ₂ = CH ₂ или C ₂ H ₄ ), пропилен (CH ₂ = CH-CH ₂ ), 1-бутилен (CH ₂ = CH-CH ₂ -CH ₃ ), 2-бутилен (CH ₃ -CH = CH-CH ₃ ) и так далее.(Обратите внимание, что 1-бутилен и 2-бутилен являются изомерами бутилена).

Алкиновые углеводороды : этин (CH ≡ CH или C ₂ H ₂ ), пропин (CH≡C-CH ₃ ), 1-бутин (CH≡C-CH ₂ -CH ₃ ), 2-бутин (CH ₃ -CH≡CH-CH ₃ ) и так далее.

Что такое ископаемое топливо и откуда оно берется?

Ископаемое топливо — это в основном сырая нефть, природный газ и уголь, состоящие из углерода, водорода, азота, серы, кислородных элементов и других минералов (рис. 1, исх.).Общепринятая теория состоит в том, что эти углеводороды образуются из останков живых организмов, называемых планктонами (крошечные растения и животные), которые существовали в юрскую эпоху. Планктоны были погребены глубже под тяжелыми слоями отложений в мантии Земли из-за сжатия из-за огромного количества тепла и давления. Мертвые организмы разлагались без кислорода, что превращало их в крошечные карманы из нефти и газа. Затем сырая нефть и газ проникают в породы, которые в конечном итоге накапливаются в коллекторах.Скважины с нефтью и природным газом находятся на дне наших океанов и под ними. Уголь в основном получают из мертвых растений (см.).

Рисунок 2. Элементный состав ископаемого топлива (исх.).

Ученые также подвергли сомнению эту теорию. Недавнее исследование, проведенное Институтом Карнеги Nature Geoscience в сотрудничестве с российскими и шведскими коллегами, показало, что органическое вещество не может быть источником тяжелых углеводородов и что они могут существовать уже глубоко под землей.Эксперты обнаружили, что этан и другие тяжелые углеводороды могут быть получены, если условия давления и температуры могут быть сопоставлены с условиями, присутствующими глубоко внутри ядра Земли. Это означает, что углеводороды могут образовываться в верхней мантии, то есть в слое Земли между корой и ядром. Они демонстрируют это, подвергая метан лазерной термообработке в верхнем слое Земли, которая затем превращается в молекулу водорода, этан, пропан, петролейный эфир и графит. Затем ученые подвергли этан тем же условиям, при которых в результате обратимости образовался метан.Вышеуказанные данные показывают, что эти углеводороды могут образовываться естественным путем без остатков растений и животных (исх.).

3. Как синтетический пластик создается из сырой нефти?

Синтетический пластик поступает из нефтехимии. Когда источник нефти под поверхностью Земли идентифицируется, в скалах в земле просверливаются отверстия для добычи нефти.

Добыча нефти — Нефть перекачивается из-под земли на поверхность, где танкеры используются для транспортировки нефти на берег.Бурение нефтяных скважин также может производиться под океаном с использованием платформ. Насосы разных размеров могут производить от 5 до 40 литров масла за такт (Рисунок 1).

Переработка нефти — Нефть перекачивается по трубопроводу длиной в тысячи миль и транспортируется на нефтеперерабатывающий завод (рис. 1). Разлив нефти из трубопровода во время транспортировки может иметь как немедленные, так и долгосрочные экологические последствия, но приняты меры безопасности для предотвращения и минимизации этого риска.

Рисунок 3: Фракционная перегонка сырой нефти

Перегонка сырой нефти и производство нефтехимических продуктов — Сырая нефть представляет собой смесь сотен углеводородов, которая также содержит некоторые твердые вещества и растворенные в них газообразные углеводороды из семейства алканов (в основном это CH ₄ и C ₂ H ₆ , но может быть C ₃ H ₈ или C ₄ H ₁₀ ).Сырая нефть сначала нагревается в печи, затем полученная смесь подается в виде пара в колонну фракционной перегонки. Колонна фракционной перегонки разделяет смесь на различные отсеки, называемые фракциями. Существует температурный градиент в дистилляционной башне, где верх холоднее основания. Смесь жидкой и паровой фракций разделяется в башне в зависимости от их веса и температуры кипения (точка кипения — это температура, при которой жидкая фаза переходит в газообразную).Когда пары испаряются и встречаются с жидкой фракцией, температура которой ниже точки кипения пара, она частично конденсируется. Эти пары испаряющейся сырой нефти конденсируются при разной температуре в башне. Пары (газы) самых легких фракций (бензин и нефтяной газ) текут в верхнюю часть колонны, жидкие фракции промежуточного веса (керосин и дизельные дистилляты) задерживаются в середине, более тяжелые жидкости (так называемые газойли) разделяются ниже , в то время как самые тяжелые фракции (твердые частицы) с наивысшими температурами кипения остаются в основании башни.Каждая фракция в колонке содержит углеводороды с одинаковым числом атомов углерода, молекулы меньшего размера расположены к верху, а более длинные — ближе к низу колонки (см.). Таким образом, нефть разлагается на нефтяной газ, бензин, парафин (керосин), нафту, легкую нефть, тяжелую нефть и т. Д.

После стадии дистилляции полученные длинноцепочечные углеводороды превращаются в углеводороды, которые затем могут быть превращены во многие важные химические вещества, которые мы используем для приготовления широкого спектра продуктов, применимых от пластика до фармацевтики.

Крекинг углеводородов — это основной процесс, который под воздействием высокой температуры и давления расщепляет смесь сложных углеводородов на более простые алкены / алканы с низкой относительной молекулярной массой (плюс побочные продукты).

Крекинг может осуществляться двумя способами: крекинг с водяным паром и каталитический крекинг.

Паровой крекинг использует высокую температуру и давление для разрыва длинных цепей углеводородов без катализатора, в то время как каталитический крекинг добавляет катализатор, который позволяет процессу протекать при более низких температурах и давлениях.

Сырье, используемое в нефтехимической промышленности, — это в основном нафта и природный газ, получаемый при переработке нефти в нефтехимическом сырье. При паровом крекинге используется сырье из смеси углеводородов из различных фракций, таких как газы-реагенты (этан, пропан или бутан) из природного газа или жидкости ( нафта или газойль ) (Рисунок 4).

Рис. 4. Различные химические вещества, полученные из ископаемого топлива после переработки нефти.

(Нафта представляет собой смесь углеводородов от C ₅ до C ₁₀ , полученных при перегонке сырой нефти).

Например, углеводород декана расщепляется на такие продукты, как пропилен и гептан, где первый затем используется для производства полипропилена (рис. 5).

Рис. 5. Представление крекинга декана для превращения в пропилен и гептан.

Молекулы сырья превращаются в мономеры, такие как этилен, пропилен, бутен и другие.Все эти мономеры содержат двойные связи, так что атомы углерода могут впоследствии реагировать с образованием полимеров.

Полимеризация — углеводородные мономеры затем связываются вместе с помощью механизма химической полимеризации с образованием полимеров. В процессе полимеризации образуются густые вязкие вещества в виде смол, которые используются для изготовления пластмассовых изделий. Если мы посмотрим здесь на случай этиленового мономера; этилен — газообразный углеводород. Когда он подвергается воздействию тепла, давления и определенного катализатора, он объединяется в длинные повторяющиеся углеродные цепи.Эти соединенные молекулы (полимер) представляют собой пластиковую смолу, известную как полиэтилен (PE).

Производство пластика на основе полиэтилена — Поли (этилен) перерабатывается на заводе по производству пластиковых гранул. Гранулы переливают в реактор, растворяют в густой жидкости и отливают в форму. Жидкость остывает, превращается в твердый пластик и образует готовый продукт. Обработка полимера также включает добавление пластификаторов, красителей и антипиренов.

Виды полимеризации

Синтетический пластик получают в результате реакции, известной как полимеризация, которая может осуществляться двумя разными способами:

Полимеризация присоединением : Синтез включает объединение мономеров в длинную цепь.Один мономер соединяется со следующим и так далее, когда катализатор вводится в процессе, известном как полимеры роста цепи, добавляя одно мономерное звено за раз. Считается, что некоторые реакции аддитивной полимеризации не создают побочных продуктов, и реакцию можно проводить в паровой фазе (то есть в газовой фазе), диспергированной в жидкости. Примеры: полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид и полистирол.

Конденсационная полимеризация : В этом случае два мономера объединяются, образуя димер (две единицы), высвобождая побочный продукт.Затем димеры могут соединяться с образованием тетрамеров (четыре звена) и так далее. Эти побочные продукты необходимо удалить для успеха реакции. Наиболее распространенным побочным продуктом является вода, которую легко очистить и утилизировать. Побочные продукты также могут быть ценным сырьем, которое повторно используется в потоке сырья.

Примеры: нейлон (полиамид), полиэстер и полиуретан.

Пластик часто делают из нафты.Например, этилен и пропилен являются основным сырьем для пластика на масляной основе, получаемого из нафты.

Что такое нафта?

Есть разные виды нафты. Это термин, используемый для описания группы летучих смесей жидких углеводородов, полученных перегонкой сырой нефти. Это смесь углеводородов от C ₅ до C ₁₀ .

Нафта термически разлагается при высокой температуре (~ 800 ° C) в установке парового крекинга в присутствии водяного пара, где она распадается на легкие углеводороды, известные как основные промежуточные звенья.Это олефины и ароматические углеводороды. Среди олефинов C ₂ (этилен), C ₃ (пропилен), C ₄ (бутан и бутадиен). Ароматические углеводороды состоят из бензола, толуола и ксилола. Эти небольшие молекулы связаны друг с другом в длинные молекулярные цепи, называемые полимерами. Когда полимер поступает с химического завода, он все еще не в форме пластика — он находится в форме гранул или порошков (или жидкостей). Прежде чем они смогут стать повседневным пластиком, они должны пройти ряд преобразований.Их замешивают, нагревают, плавят и охлаждают в предметы различной формы, размера, цвета с точными свойствами в соответствии с технологическими трубками.

Например, для полимеризации этилена в полиэтилен (PE) добавляются инициаторы для запуска цепной реакции, только после образования PE он отправляется на переработку путем добавления некоторых химикатов (антиоксидантов и стабилизаторов). После этого экструдер преобразует полиэтилен в нити, а затем измельчители преобразуют его в гранулы полиэтилена.Затем фабрики перерабатывают их в конечную продукцию.

Основным ингредиентом большинства пластиковых материалов является производное сырой нефти и природного газа.

Есть много разных видов пластмасс — прозрачные, непрозрачные, однотонные, гибкие, жесткие, мягкие и т. Д.

Пластиковые изделия часто представляют собой полимерную смолу, которую затем смешивают со смесью добавок (см. Полимер vs.пластик). Добавки важны, поскольку каждая из них используется для придания пластику заданных оптимальных свойств, таких как ударная вязкость, гибкость, эластичность, цвет, или для того, чтобы сделать их более безопасными и гигиеничными для использования в определенных условиях (см.).

Из какого пластика сделано изделие, иногда можно определить по номеру на дне пластиковых контейнеров. Некоторые из основных типов пластика и исходного мономера приведены ниже (Таблица 1). В этой таблице показаны типы пластика и мономеры, из которых он состоит.

Таблица 1. Основные типы полимеров, мономеры и их химическая структура

* Мономером, используемым в LDPE и HDPE, является этилен, но есть разница в степени разветвления.

Мезоамериканские культуры (ольмеки, майя, ацтеки, 1500 г. до н.э.) использовали натуральный латекс и резину для изготовления водонепроницаемых контейнеров и одежды.

Александр Паркс (Великобритания, 1856 г.) запатентовал первый искусственный биопластик, названный Parkesine, сделанный из нитрата целлюлозы. Парксин был твердым, гибким и прозрачным пластиком. Джон Уэсли Хаятт (США, 1860-е годы) разбогател на изобретении Паркса. Братья Хаятт улучшили пластичность нитрата целлюлозы, добавив камфору, и переименовали пластик в целлулоид. Целью было производство бильярдных шаров, которые до этого делались из слоновой кости. Многие считают изобретение самым ранним примером искусственного биопласта (ссылка).

Первым по-настоящему синтетическим пластиком был бакелит, сделанный из фенола и формальдегидной смолы. Лео Бекеланд (Бельгия, 1906 г.) изобрел бакелит, который был придуман как «национальный исторический памятник химии», поскольку он полностью произвел революцию во всех отраслях современной жизни. Обладает высокой устойчивостью к электричеству, теплу и химическим веществам. Он обладает непроводящими свойствами, что чрезвычайно важно при проектировании электронных устройств, таких как корпуса радиоприемников и телефонов. (ссылка).

До появления пластика мы использовали дерево, металл, стекло и керамику, а также материалы животного происхождения, такие как рог, кость и кожу.

Для хранения использовались формованные глины (керамика), смешанные со стеклом, что означало, что емкости часто были тяжелыми и хрупкими.

Появились натуральные материалы из коры каучукового дерева — камедь (латексная смола), смесь была липкой и пластичной, но не пригодной для хранения.

В 18 веке Чарльз Гудиер случайно обнаружил каучук — он добавил

В 18 веке Чарльз Гудиер случайно обнаружил каучук — он добавил серу в горячий неочищенный каучук, который вступил в реакцию и сделал резину эластичной, которая при охлаждении стала эластичной, то есть имела свойство возвращаться в исходную форму (см.).

Да, пластик можно создавать не только из нефти, но и из других источников.

Хотя сырая нефть является основным источником углерода для современного пластика, множество вариантов производится из возобновляемых материалов. Пластик, сделанный без масла, продается как пластик на биологической основе или биопластик. Они сделаны из возобновляемой биомассы, такой как:

• Лигнин, целлюлоза и гемицеллюлоза,
• терпены,
• Жиры и масла растительные,
• Углеводы (сахар из сахарного тростника и т. Д.)
• Переработанные пищевые отходы
• Бактерии

Однако следует отметить, что биопластики не всегда автоматически становятся более устойчивой альтернативой.Биопластики различаются по способам разложения, и биопластики, как и любой другой материал, требуют ресурсов для своего производства.

Биопластики, такие как, например, PLA, представляют собой биоразлагаемый материал, который разлагается в определенных условиях окружающей среды, но не может разлагаться биологически во всех климатических условиях. Поэтому требуется поток отходов из пластика на основе PLA. В случае PLA это чувствительный полиэстер, который начинает разлагаться во время процедуры переработки и может в конечном итоге загрязнить существующий поток переработки пластика (см.).

Но биопластики могут найти множество применений, если они разработаны с учетом правильного потока отходов.

Биопластики — это потенциальные материалы для производства одноразового пластика, например, необходимого для изготовления биоразлагаемых бутылок и упаковочных пленок. Например, в 2019 году исследователь из Университета Сассекса создал прозрачную пластиковую пленку из отходов рыбьей кожи и водорослей; называется МаринаТекс (Ref). Биополимеры также были исследованы для медицинских применений, таких как контролируемое высвобождение лекарств, упаковка лекарств и рассасывающиеся хирургические швы (ссылка, ссылка).

Морис Лемуан (Франция, 1926) открыл первый биопластик, полученный из бактерий, полигидроксибутирата (ПОБ), из бактерии Bacillus megaterium. По мере того как бактерии потребляют сахар, они производят полимеры (см.). Важность изобретения Лемуана игнорировалась до тех пор, пока нефтяной кризис, разразившийся в середине 1970-х годов, не подстегнул интерес к поиску заменителей нефтепродуктов.

Генри Форд (США, 1940) использовал биопластик, сделанный из соевых бобов, для некоторых деталей автомобилей.Форд прекратил использование соевых пластиков после Второй мировой войны из-за избыточных поставок недорогого масла (см.).

Развитие метаболической и генной инженерии расширило исследования биопластиков, и стали известны приложения для многих типов биопластиков, в частности, PHB и полигидроксиалканоат (PHA), хотя постоянно происходит множество других интересных разработок.

Проблема производства пластмасс

Пластик заполняет наши свалки, дома и океаны.Загрязнение пластиком наносит огромный ущерб дикой природе: более 700 видов, в том числе морские черепахи, рыбы и киты, едят пластик или запутываются в нем. Пластик скоро перевесит всю рыбу в море, он будет в нашей питьевой воде и на наших тарелках.

Тем не менее, нефтяная промышленность планирует увеличить производство пластика на 40 процентов в течение следующего десятилетия. Благодаря переизбытку фракционного газа по всей стране появляются заводы по производству пластмасс, которые превращают ископаемое топливо в пластик. В дополнение к проблеме увеличения количества пластиковых отходов, эти нефтехимические предприятия выбрасывают загрязненный воздух и воду в районы.

Более 30 заводов по производству пластмасс находятся на стадии строительства от долины реки Огайо до побережья Мексиканского залива. Эти заводы по производству пластмасс включают установки для производства этана и метанола, которые перерабатывают природный газ для производства пластика. Например:

• ExxonMobil и партнер из Саудовской Аравии планируют построить крупнейший в мире завод по производству пластмасс. Это чудовище будет производить десятки миллионов тонн пластика.Федеральные биологи предупреждают, что пластиковые гранулы могут разлиться в устье Техаса и нанести вред находящимся под угрозой исчезновения журавлям.
• Formosa Plastics стремится построить на берегу реки Миссисипи крупный завод по производству пластмасс, превратив сельскохозяйственные угодья и водно-болотные угодья в грязный нефтехимический завод. Он находится в районе Луизианы, который прозвали «Раковой аллеей» из-за проблем со здоровьем, связанных с концентрацией загрязняющих окружающую среду нефтеперерабатывающих заводов в этом регионе.

Многие из этих токсичных нефтехимических комплексов расположены в бедных кварталах и цветных сообществах.

Эти крекеры содержат более 100 химических веществ, содержащихся в загрязнении воздуха, включая канцерогены, такие как бензол, толуол, этилбензол и ксилол. Загрязнение воздуха нефтехимическими предприятиями может вызвать проблемы со здоровьем в соседних общинах: астму, рак легких, повреждение мозга и органов, рвоту, диарею и сердечно-сосудистые заболевания.

Превращение ископаемого топлива в пластик загрязняет воду.Крошечные гранулы, производимые на этих объектах, часто попадают в водоемы, где их съедают птицы и рыбы. Помимо гранул, крекеры загрязняют наши реки и океаны опасными химическими веществами, которые могут быть токсичными для водных животных и накапливаться в пищевой цепи.

Стремление нефтяной промышленности расширять производство пластмасс — это еще одна причина, по которой грязное ископаемое топливо остается в земле.

Центр борется с распространением крекеров из пластика и этана посредством массового сопротивления и судебных исков.Наша национальная кампания направлена ​​на то, чтобы остановить пластиковый бум у его источника. Мы боремся с разрешениями, необходимыми для этих заводов по производству пластика, добиваемся строгого регулирования производства пластмасс и мобилизуем поддержку широких масс, чтобы противостоять этому пластиковому буму, работающему на ископаемом топливе.

Мы присоединились к сотням других общественных и природоохранных организаций в подаче юридических петиций с требованием, чтобы Агентство по охране окружающей среды приняло более строгие стандарты загрязнения воды и воздуха для промышленных предприятий, производящих пластик.И мы возглавили национальную коалицию из более чем 600 организаций для разработки Президентского плана действий по пластмассам, прося президента Джо Байдена предпринять ряд исполнительных мер для преодоления кризиса.

Мы также боремся с отдельными пластиковыми растениями. В 2018 году мы обратились в Комиссию Техаса по качеству окружающей среды с просьбой отклонить разрешение на очистку сточных вод для предлагаемого объекта возле Грегори, штат Техас, финансируемого ExxonMobil и правительством Саудовской Аравии, который будет сбрасывать более 13 миллионов галлонов загрязненных сточных вод в день в залив Корпус-Кристи. .

В начале 2020 года Центр и его союзники подали в суд на администрацию Трампа за разрешение строительства крупного нефтехимического комплекса Formosa Plastics в округе Сент-Джеймс, штат Луизиана. Мы подали предварительный судебный запрет на строительство комплекса, а позже успешно добились от инженерного корпуса армии приостановления действия федеральных разрешений на реализацию проекта на основании нашего иска.

Посмотреть увеличенную версию карты.

Как работает процесс производства пластика: пошаговый подход

Всем нам известен термин «пластик».Это неотъемлемая часть нашей повседневной жизни, но знаете ли вы, как изготавливаются пластмассовые изделия? Пластик состоит из природных органических материалов, таких как сырая нефть, целлюлоза, природный газ, уголь и соль, в результате процесса полимеризации. Эта статья предоставит вам существенные знания обо всех основных аспектах, которые вам нужно знать при производстве пластмасс.

В последние несколько десятилетий наблюдается высокий спрос на пластик. Из-за этого чрезмерного спроса пластмассовая промышленность производит более 300 миллионов тонн пластика ежегодно.Удивительно, но каждый год люди в мире используют около 500 миллионов одноразовых пластиковых пакетов.

Пластиковые изделия используются в каждом доме, офисе, больнице и промышленности. Пластиковые характеристики, такие как прочность, небьющийся материал, портативность и легкость, делают его фаворитом среди всех пользователей. Тонны пластиковых предметов производятся для изготовления крышек для бутылок, медицинского оборудования, игрушек, контейнеров, пластиковых пакетов, автомобильных бамперов, бутылок, электроники, упаковки, кухонной утвари и т. Д.

Теперь для сборки пластмассовых деталей доступны различные технологии производства пластмасс.Каждый производитель пластика старается выбрать лучшую технику сборки пластика, которая соответствует его желаемой товарной нише, качеству и количественной стоимости, а также целям компании.

Процесс производства пластика требует эффективных знаний для создания качественной продукции. Квалифицированные операции включают обращение с химикатами, нитью, смазочными материалами, оборудованием, температурами оборудования, управлением запасами и инструментами для литья пластмасс. В нынешних условиях окружающей среды необходимо, чтобы вся пластмассовая промышленность работала в соответствии с руководящими принципами качества и устойчивого развития, указанными государственными органами.

Типы методов, используемых в процессе производства пластмасс

Пластиковые объекты можно создавать с помощью нескольких процедур. Каждая методика имеет уникальные особенности и особенности. Каждый метод имеет разное время выполнения заказа, время цикла, стоимость настройки, форму, стоимость за единицу и объем. Некоторые методы требуют больше времени в производстве, другие — меньше.

Наиболее популярные и широко используемые методы:

• Выдувное формование
• Обработка с ЧПУ
• Вакуумное формование
• Полимерное литье
• Литье под давлением
• 3D-печать
• Экструзия
• Ротационное формование

Выбор метода изготовления зависит от того, что вы хотите создать? Некоторые методы создают только одни и те же повторяющиеся индивидуальные пластиковые рисунки, а некоторые методы позволяют создавать четкие и креативные рисунки.Владелец бизнеса может изготавливать как легкие, так и тяжелые изделия.

В настоящее время технология 3D-печати считается наиболее эффективным способом изготовления максимально креативных пластиковых деталей за меньшее время, с минимальными ошибками и отходами. Он создает 3D-дизайн на компьютерах, а его функция создания прототипа физического образца позволяет сэкономить деньги.

Как человек, интересующийся этой отраслью, вы должны быть в курсе этих тенденций и новостей пластиковой отрасли.

Какой вид пластика используется в производстве пластика?

На рынке пластмасс используется в основном 92% термопласта.В процессе производства пластика используется несколько распространенных и специализированных видов пластика:

• Кремний
• Полистирол (ПС)
• Полиэтилен (PE)
• Поликарбонат (ПК)
• Полиуретан (ПУ)
• Полиэстер (PES)
• Фенолформальдегид (PF)
• Нейлон или полиимиды (PA)
• Меламинформальдегид (MF)
• Поливинилхлорид (ПВХ)
• Акрилонитрилбутадиенстирол (АБС) и т. Д.

Серия этапов процесса производства пластмасс

Давайте кратко рассмотрим пошаговую процедуру сборки пластика на заводе.

Добыча сырья

Первым шагом в производстве пластмассовых изделий является добыча сырья, получаемого из природного газа или очищенной сырой нефти. Бурение производится тяжелой техникой для извлечения сырья из-под земли.

Собранное сырье направляется по трубам на переработку.Для изготовления пеллет из чистого пластика осуществляется нагрев нефти и газа. После этого объединяются очищенные полиэтиленовые цепочки, что называется полимеризацией с получением очищенного пластика.

Установка и подготовка форм и принтеров

На следующем этапе изготавливаются формы в соответствии с желаемым дизайном пластмассовых изделий. Настройка пресс-форм и инструментов принтеров является наиболее важным шагом, поскольку они помогают изготавливать объекты в соответствии со спецификацией. Их настраивают вручную или иногда с помощью робототехники.Затем нагретый и расплавленный пластик впрыскивается в эти формы для придания формы. Важно контролировать температуру нагрева пластика в процессе плавления.

Основная техническая обработка

Этот важный практический шаг включает массовое производство деталей с использованием специализированных машин. Основная обработка включает в себя несколько действий в зависимости от того, какой тип методологии применяется для сборки пластика;

• Выдувное формование : нагретая пластиковая трубка выдувается для изготовления полых пластмассовых деталей.Он популярен для изготовления пластиковых бутылок, игрушек и автомобильных компонентов.
• Обработка с ЧПУ: ЧПУ означает компьютерное числовое управление. ЧПУ — это процесс вычитания, который включает шлифование, резку, растачивание и сверление твердых пластиковых блоков, стержней и прутков.
• Вакуумное формование: Различные пластиковые формы, формованные методом вакуумного формования. При вакуумном формовании пластик нагревается, растягивается по поверхности формы, а затем прикладывается вакуумная сила.
• Полимерное литье: Смола разжижается под действием тепла.Расплавленную резину закрывают в форме и творят при комнатной температуре. После остывания застывший пластик вынимается из формы.
• Литье под давлением: Расплавленный термопласт заливается в форму и прессуется камерой дробления через шнек.
• 3D-печать: Создает трехмерную физическую модель объектов с помощью компьютеризированного принтера.
• Экструзия : Экструзия означает приложение давления или силы к фильере для формирования формы
• Ротационное формование : Ротационные пластиковые ящики для полых пластмассовых изделий путем вращения по двум осям.

Охлаждение и удаление пластика

После того, как пластиковые детали сформированы, они извлекаются из формы после охлаждения. Твердая деталь выбрасывается и отправляется на окончательную обработку.

Отделка и испытания деталей

В конце концов, твердые детали окрашиваются, распыляются и делается окончательное цветное покрытие. Гладкая отделка выполняется вручную или на автоматах. После этого выполняются процедуры контроля качества, а испорченная продукция выбрасывается. Готовая продукция упаковывается и отправляется розничным продавцам.

Руководство по производственным процессам для пластмасс

Ротационное формование (также называемое ротационным формованием) — это процесс, который включает нагрев полой формы, заполненной порошкообразным термопластом и вращающейся вокруг двух осей для производства в основном больших полых объектов. Также доступны процессы центробежного формования термореактивных пластиков, но они менее распространены.

1. Загрузка: Пластиковый порошок загружается в полость формы, а затем устанавливаются остальные части формы, закрывая полость для нагрева.
2. Нагрев: Форму нагревают до тех пор, пока пластиковый порошок не расплавится и не прилипнет к стенкам формы, при этом форма вращается вдоль двух перпендикулярных осей, чтобы обеспечить однородное пластиковое покрытие.
3. Охлаждение: Форма медленно охлаждается, в то время как форма остается в движении, чтобы гарантировать, что оболочка детали не провиснет или не разрушится до полного затвердевания.
4. Удаление детали: Деталь отделяется от формы, любые высечки удаляются.

Ротационное формование требует менее дорогостоящих инструментов, чем другие методы формования, поскольку в процессе заполнения формы используется центробежная сила, а не давление. Формы могут быть изготовлены, обработаны на станке с ЧПУ, отлиты или сформированы из эпоксидной смолы или алюминия с меньшими затратами и намного быстрее, чем инструменты для других процессов формования, особенно для крупных деталей.

Ротационное формование позволяет получать детали с почти одинаковой толщиной стенок. После того, как инструменты и процесс настроены, стоимость детали очень низкая по сравнению с размером детали.Также в форму можно добавлять готовые детали, такие как металлическая резьба, внутренние трубы и конструкции.

Эти факторы делают ротационное формование идеальным для мелкосерийного производства или в качестве альтернативы выдувному формованию для небольших объемов. Типичные изделия, изготовленные методом центробежного формования, включают цистерны, буи, большие контейнеры, игрушки, шлемы и корпуса каноэ.

Ротомолдинг имеет некоторые конструктивные ограничения, а готовая продукция имеет более низкие допуски. Поскольку вся пресс-форма должна быть нагрета и охлаждена, процесс также имеет длительное время цикла и является довольно трудоемким, что ограничивает его эффективность для приложений с большими объемами.

Наиболее распространенным материалом для ротационного формования является полиэтилен (ПЭ), который используется в 80% случаев, в основном потому, что ПЭ можно легко измельчить в порошок при комнатной температуре.

Обычно пластмассы, полученные центробежным формованием, включают:

• Полиэтилен
• Полипропилен
• Поливинилхлорид
• Нейлон
• Поликарбонат

Как производится пластик? Упрощенный процесс производства пластика

7 мая 2020 г. by Admin

Пластик — это предмет, который захватил и занял все стороны нашей жизни и проник во все возможные отрасли.Изначально пластик рассматривался как изобретение, которое действительно сделало жизнь людей проще и удобнее. Но с годами пластик стал отравой в нашем существовании. Чтобы понять проблему пластика в целом, важно понять, как вообще делается пластик.

Существует два основных способа синтеза пластмасс — они могут быть синтетическими или полученными 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 рентабельные способы выполнения работы.

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

Что является основным ингредиентом пластика?

В этой статье для удобства мы будем говорить только об искусственно синтезированных пластиках.Основными ингредиентами этих пластиков являются сырая нефть, уголь и природный газ. Чтобы добыть эти материалы, необходимо вести большую добычу.

Первый шаг перед тем, как мы фактически перейдем к процессу изготовления пластика, — это дистилляция сырья, чтобы вы могли получить единственное необходимое вам соединение и отделить от него ненужные вещества. Этот процесс происходит на нефтеперерабатывающем заводе в массовом масштабе. Их также называют заводами по переработке углеводородов или нафтой.Этот процесс является ключевым при изготовлении пластика.

Как делается пластик?

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

1. Добыча сырья

Для производства пластика первое требование — это закупить сырье. Это сырье включает уголь, сырую нефть и природный газ. Их приобретение — это только первый шаг.

2. Рафинирование для избавления от нежелательных частиц

После того, как сырье получено, его нельзя использовать сразу.Он смешан с большим количеством примесей, которые необходимо отфильтровать. Этот процесс фильтрации и очистки происходит на нефтеперерабатывающих заводах. Проще говоря, добываемая сырая нефть попадает на нефтеперерабатывающий завод, где она расщепляется на различные нефтепродукты. Благодаря этому процессу очистки мы можем получать мономеры, которые помогают нам в производстве пластмасс.

Эти мономеры также являются строительными блоками пластичных 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

Вероятно, это 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 то, что изначально было мономерами, превращается в полимеры. Вот почему этот этап называется полимеризацией. При изготовлении пластика происходит два типа полимеризации —

1. Аддитивная полимеризация — В этом типе полимеризации мономер соединяется со следующим (димером), и цепочка продолжается. В основном вы продолжаете добавлять больше мономеров к исходному. Для облегчения такого типа полимеризации используется катализатор. Наиболее часто используемый катализатор — это разновидность перекиси.Примерами пластиков, использующих аддитивную полимеризацию, являются полиэтилен, полистирол и поливинилхлорид.
2. Конденсационная полимеризация — Этот тип полимеризации включает соединение 2 или более различных мономеров. Процесс конденсации происходит потому, что удаляются более мелкие молекулы, такие как вода. Этому процессу также способствуют катализаторы. Примерами пластмасс, полученных конденсационной полимеризацией, являются полиэстер и нейлон.

4. Компаундирование и переработка

Процесс компаундирования включает плавление и смешивание различных материалов с образованием одного материала, в данном случае пластмасс.Затем смесь превращается в гранулы, которые можно формовать в различные изделия в соответствии с требованиями производителя. Эти гранулы могут быть разного цвета, непрозрачности и формы. Все это делает машина.

Какой был первый пластик, сделанный человеком?

Первый искусственный пластик был изготовлен в 1856 году в Великобритании Александром Парксом. Он сделал первый биопластик и назвал его Parkensine. Паркенсин был изготовлен из нитрата целлюлозы. Первый пластик, сделанный руками человека, был гибким, твердым и прозрачным.Со временем в Паркенсин были внесены определенные изменения, в результате чего он стал целлулоидом. Это было сделано путем добавления камфоры к нитрату целлюлозы, используемому для производства Parkensine. Целлулоид был обычным компонентом, используемым для изготовления бильярдных шаров.

Говоря о синтетических пластмассах, Лео Бэкеланд из Бельгии изобрел бакелит, пластик, устойчивый к высокой температуре, электричеству и химикатам. Очень распространенный непроводник. Бакелит очень популярен в электронной сфере.

Что раньше использовали пластик?

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. Также вместо пластика обычно использовалась резина.

Заключение

Хотя мы признаем, что изобретение пластика произвело революцию во многих отраслях промышленности, оно также поразило нашу планету. Есть много альтернатив пластику, которые можно использовать в повседневной жизни.

Чтобы распространить важность переработки и избавления наших свалок и океанов от пластика, сборщики пластика делают все возможное, чтобы продвигать важность переработки, а также компенсируют им их усилия.