3 Způsoby výroby plastů

Plastové výrobky jsou široce používány v každodenním životě a téměř ve všech průmyslových odvětvích. Málokdo se zamyslel nad tím, z čeho se plast vyrábí, jak se získává a proč jsou sběrná místa pro zboží z tohoto materiálu ve světě tak oblíbená. V našem článku budeme podrobně hovořit o výrobě plastů, stávajících metodách a jejich vlastnostech.

<b>Recyklace plastů z ropy a plynu</b>

Plasty jsou materiály na bázi syntetických polymerů získaných z produktů zpracování ropy a plynu. Ve své čisté formě obsahují mnoho plynných a kapalných nečistot používaných jako suroviny pro polymery. Podíl těchto látek v materiálu určuje fyzikální a mechanické vlastnosti hotových výrobků.

Proces získávání surovin je následující:

1. Rozdělení zpracovatelských surovin na 2 základní složky: suchý plyn (zemní plyn dodávaný spotřebitelům) a kapalný zemní plyn (NGL) – široká frakce lehkých uhlovodíků.
2. Frakcionace plynu ve speciální instalaci pro separaci na jednotlivé složky. Výstupem jsou zkapalněné uhlovodíkové plyny (LPG): propan, butan, pentan, isobutan.
3. Suroviny jsou umístěny do vysokoteplotní pece, aby se rozložily a následně vytvořily umělé vazby mezi molekulami. Tento postup se nazývá pyrolýza.
4. Vznikají molekuly, které se v přirozeném prostředí nenacházejí – monomery. Ethylen a propylen hrají rozhodující roli ve vlastnostech polymerů.
5. Polymerizace je spojování jednoduchých molekul do dlouhých molekulových řetězců pomocí pomocných složek – katalyzátorů.

Polymery lze získat dvěma chemickými reakcemi – polymerací nebo polykondenzací.

Polymerizace zahrnuje vytvoření dlouhých řetězců postupným spojováním molekul monomeru do rostoucího řetězce, k němuž dochází v důsledku porušení vícenásobných vazeb. Při této reakci nevznikají žádné vedlejší nízkomolekulární složky. Technologie je nejběžnější. S jeho pomocí se vyrábí PVC, polypropylen, polyethylen a další oblíbené materiály, které nás obklopují v každodenním životě.

Polykondenzace je tvorba molekul polymeru jako výsledek reakce mezi skupinami stejných nebo různých molekul monomeru. Předpokládá se izolace nízkomolekulárních látek. Známými představiteli tohoto typu polymerů jsou polyuretany a fenolformaldehydové pryskyřice.

<b>Typy polymerů</b>

Před výrobou plastu se v továrně vybere vhodný polymer. Je jich celkem 12, ale my se podíváme na nejoblíbenější možnosti.

Polyetylénové

Získává se polymerací ethylenu, což je bezbarvý plyn. Mezi vlastnosti polymeru patří:

• Dobrá tažnost;
• Odolnost vůči vodě;
• Chemická inertnost;
• Vynikající elektrická izolace;
• Relativně nízká cena.

V čisté formě je polyetylen náchylný ke stárnutí, proto se při výrobě míchá se stabilizátory. Materiál je široce používán při výrobě fólií, kabelových plášťů, trubek, těsnění a korozních povlaků na kovy.

polypropylen

Polymerační produkt propylenu má vlastnosti podobné polyethylenu. Předčí ho pevností v tlaku, tepelnou odolností a odolností proti stárnutí. Široce používané při výrobě různých produktů:

• Potrubí pro dopravu horké vody;
• Části a příslušenství pro automobily;
• Vlákna na tkaniny;
• Filmy.

Polyvinylchlorid (PVC)

Ve své čisté formě se jedná o průhledný a tvrdý materiál, který vzniká jako výsledek polymerace chlorethylenu. PVC nereaguje s minerálními oleji, zásadami a mnoha druhy kyselin, ale bojí se nízkých teplot. Pro větší plasticitu je polymer smíchán se změkčovadly. Takové variace se používají při výrobě hadic a fólií. Tuhé PVC se nejčastěji používá k výrobě okenních rámů, ale i tyčí a trubek. Materiál slouží jako základ pro pěnové plasty.

Polystyren

Po polymeraci styrenu se získá transparentní polymer se zvýšenou tuhostí, který má řadu výhod:

• Možnost opracování;
• Chemická inertnost;
• Vodoodpudivé vlastnosti;
• Vysoká elektrická izolace;
• Odolnost vůči radioaktivnímu záření.

Mezi nevýhody patří špatná tepelná odolnost, praskání a stárnutí používáním. Materiál je však široce používán v chemickém průmyslu a elektrotechnice. Pěnový polystyren je žádaný v továrnách na jednorázové nádobí a stavební materiály.

Fluoroplast

Surovina na bázi ethylenu, ve které jsou místo atomů vodíku použity atomy fluoru. To dává materiálu zvýšenou odolnost, voděodolnost a nehořlavost. Látka je také nerozpustná v barvivech a z hlediska chemické odolnosti předčí ostatní typy polymerů. Nevýhodou fluoroplastu je složité zpracování a uvolňování škodlivých látek při tepelné likvidaci odpadů výrobků.

Materiál je žádaný při výrobě izolačních plášťů, těsnění a povlaků pro kovové díly, které snižují tření. Nepřilnavé povlaky na nádobí jsou také vyrobeny z fluoroplastu.

Polyuretany

Polymery obsahující uretanovou skupinu, která propůjčuje řadu pozitivních vlastností:

• Vysoká elasticita;
• Voděodolnost, odolnost proti oxidačním činidlům;
• Dobré dielektrikum;
• Odolnost vůči extrémně nízkým teplotám.

Dobře se osvědčily při výrobě fólií, dekorativních prvků, zimní obuvi, izolačních výrobků. Polyuretanová pěna se často používá k izolaci budov.

Fenolformaldehydové pryskyřice

Nejčastěji se z těchto polymerů vyrábějí laky a lepidla.

Epoxidové polymery

Jedná se o polyethery, které lze pro větší tvrdost kombinovat s polyamidy, aminy a dalšími látkami. Vysoké adhezní vlastnosti a chemická odolnost předurčují jejich aktivní použití při tvorbě podlah průmyslových objektů a tmelů.

<b>Druhy plastů</b>

Podle jejich vlastností a struktury se plasty dělí do tří typů:

1. Termoplasty. Při zahřívání se stávají viskózními a při nízkých teplotách tvrdnou. Použité produkty mohou být mnohokrát recyklovány různými způsoby;
2. termosety. Při vysokých teplotách změknou, ale při opětovném zahřátí po ochlazení se molekuly rozpadnou, takže se původní tvar nevrátí. To znemožňuje recyklaci.
3. Elastomery. Při lisování nebo zahřívání materiál neměkne. Má vysokou elasticitu, která zůstává stabilní při teplotách od -60°C do +250°C. Recyklace není povolena.

Poměrně nedávno se na trhu objevila další skupina plastů – termoplastické elastomery (TPE). Za normální teploty mají vlastnosti pryže a při zahřátí mají tekutost termoplastů. Pro svou vysokou elasticitu se materiál často nazývá termoplastická pryž. Stejně jako běžné termoplasty je TPE recyklovatelný.

<b>Jak se vyrábí plast v továrnách?</b>

Výroba plastů v průmyslových podnicích se skládá ze tří hlavních etap: příprava surovin, polymerace a výroba plastů. První dvě fáze jsme popsali výše, pojďme se tedy podívat na poslední krok.

K získání plastu budete potřebovat další komponenty:

• Plnivo. Může obsahovat organické nebo minerální látky. Umožňují snížit náklady na konečný produkt a zlepšit jeho vlastnosti: pevnost, tepelnou odolnost, odolnost vůči chemikáliím atd.;
• Plastifikátor – zvyšuje elasticitu výrobků, aby bylo snazší dát výrobku požadovaný tvar;
• Tvrdidla – podporují rychlé vytvrzení plastu po lisování;
• Barviva – používá se k barvení produktu v požadované barvě;
• Prostředky proti stárnutí – zpomalují stárnutí plastu vlivem ultrafialového záření, mechanického namáhání nebo jiných faktorů.

Všechny tyto přísady se v určitém poměru mísí pod tepelným vlivem. Výsledné sloučeniny se přeměňují na granule, ze kterých se vytvářejí předměty požadovaného tvaru.

Technologie výroby plastů

Výroba syntetických plastů je proces, který lze provádět 12 způsoby. Nejběžnější jsou však 4 způsoby:

• Vytlačování. Tavenina získaná ze suroviny je protlačována otvorem o požadovaném průřezu. Technologie je vhodná pro výrobu profilových výrobků: plechy, polymerové trubky, kabelové výrobky atd.;
• Odlévání pod tlakem. Postup se provádí na vstřikovacích lisech. Tato třída zařízení je reprezentována širokou škálou konfigurací, ale princip fungování všech zařízení je stejný. Ohřátá surovina je pod tlakem vstřikována do formy, čímž dochází k tuhnutí. Tato metoda se používá k výrobě malých výrobků složitých tvarů a provedení. Jedná se především o díly pro elektrotechniku, instalatérské a automobilové motory;
• Vakuové tvarování. Pro lisování nepoužívají taveninu, ale polotovar polymerního produktu ve formě filmu nebo listu. Surovina se zahřeje do měkkého stavu a poté se vytvaruje do matrice v důsledku vzniku vakua mezi matricí a polymerním produktem. Tato metoda je vhodná pro výrobu zboží se stejnou tloušťkou stěny: jednorázové nádobí, poklice, obalové přihrádky atd.

Při výrobě těsnění se často používají polymerní materiály. Chcete-li pro své konstrukce získat kvalitní pryžové zboží, objednejte si suroviny od firmy Uglich-plast.

konzultace o jakýchkoli otázkách