Виды пластмасс
Пластик окружает нас везде. Из него сделаны игрушки, посуда, инструменты, детали интерьера, предметы быта. Как понять, какой именно вид пластмассы перед вами? Взгляните на маркировку, которую изготовитель ставит на каждом изделии, — чаще всего на дно или на этикетку. Система обозначения универсальна для всех стран мира: треугольник из стрелочек с цифрой в центре и буквенным кодом снизу.
Маркировка пластика
- Полипропилен. Обозначается цифрой «05» в треугольнике и буквами PP. Из этого материала изготавливается большинство бытовых изделий, например, полипропиленовые пакеты. Он выдерживает нагревание, подходит для микроволновой печи, посудомоечной машины. Но к низким температурам, наоборот, неустойчив — становится хрупким, трескается на морозе. Поэтому цветочные горшки из этого вида пластика с наступлением холодов лучше не выставлять на улицу.
- Полистирол. Код PS, «06». Легкий, прочный, гладкий, прозрачный и абсолютно безвредный для здоровья. Идеальный заменитель стекла, оргстекла. К тому же, гораздо прочнее. И даже если предмет разобьется, осколки крупные, их можно быстро собрать, не порезавшись. Хорошо подходит для изготовления пищевых контейнеров — в них удобно хранить продукты в морозилке и холодильнике. Но вот нагревать не рекомендуется, в том числе в микроволновке. Нельзя мыть в посудомоечной машине. Полистироловые стаканчики не подходят для горячих напитков — лучше использовать полипропиленовые.
- Полиэтилен (низкого давления). Буквенное обозначение LDPE, цифра «04». Очень гибкий, эластичный, даже при низких температурах, замораживании. Поэтому если достать их морозилки контейнер с такой крышкой, она легко откроется. Материал также устойчив к нагреванию. Из него чаще всего изготавливают ручки, клапаны, крышки для контейнеров и других емкостей.
- Полиэфир (полиэтилентерефталат, ПЭТ). Имеет маркировку «01» — PET(E). Твердый, прозрачный, бесцветный в аморфном состоянии. В кристаллическом — белый, непрозрачный. Из него производят различные емкости, чаще всего бутылки. Также перерабатывается в полиэфирное волокно, пленку, методом литья из него получают пластиковые изделия.
Другие виды пластмасс
Можно также встретить и другие виды пластика:
- PEHD (HDPE), «02» — ПНД, полиэтилен с высокой плотностью. Устойчив к воздействию кислот, щелочей, воды. Из него делаются пакеты, одноразовая посуда, пищевая пленка.
- PVC, «03» — ПВХ, поливинилхлорид. Прозрачный, бесцветный. Используется для изготовления дверных и оконных профилей, искусственной кожи, линолеума.
- О, «07» — другие виды пластмасс, обычно встречаются среди стройматериалов.
Подробнее о всех существующих видах пластика можно прочесть по ссылке.
Производство пластика
Каждый вид пластика требует уникальных технологических процессов производства, которые определяют его химическую структуру, физические свойства и области применения.
Производство полипропилена (ПП).
Полипропилен получают путем полимеризации мономера пропилена (C_3H_6) в условиях повышенного давления и температуры. Полимеризация полипропилена происходит в присутствии катализаторов, например катализаторов Циглера-Натта или металлоценов, которые помогают контролировать структуру полимера и его молекулярную массу.
- Газофазная полимеризация: Один из распространенных методов производства полипропилена — газофазная полимеризация, при которой пропилен проходит через реактор в газообразном виде. Катализатор помогает создать полимерные цепи из пропилена, после чего порошок полипропилена отделяют и перерабатывают в гранулы.
- Суспензионная полимеризация: В этом методе пропилен растворяется в жидком углеводороде, и катализатор вводится в раствор. Получающийся полипропилен выделяется из раствора и проходит этап очистки и сушки.
- Изменение структуры полимера: Для управления кристалличностью и термостойкостью полипропилена в производстве используют различные добавки и стабилизаторы, позволяющие получить материал с заданными свойствами. Эти этапы обеспечивают нужные механические характеристики полипропилена.
Производство полистирола (ПС).
Производство полистирола начинается с мономера стирола (C_8H_8), который подвергается процессу полимеризации для получения длинных полимерных цепей. В зависимости от формы и свойств, которые необходимо достичь, используется несколько методов полимеризации.
- Радикальная полимеризация: Один из самых распространенных методов получения полистирола. При этом процессе мономер стирола нагревается и инициируется с помощью пероксидов, что приводит к образованию радикалов, которые запускают цепную реакцию полимеризации. Полистирол можно получать в форме гранул или порошка, которые затем перерабатываются в различные изделия.
- Суспензионная полимеризация: Для создания равномерных частиц полистирола мономер стирола вводится в воду и в присутствии эмульгаторов образует дисперсию. Затем в раствор добавляют инициаторы полимеризации, и стирол превращается в полистирол. Этот метод особенно эффективен для производства вспененного полистирола.
- Производство пенополистирола: В этом процессе к полистиролу добавляют вспенивающие агенты, такие как пентан. Под воздействием тепла эти агенты расширяются, превращая полистирол в легкий и пористый материал, который затем обрабатывается для придания нужной формы.
Производство полиэтилена (ПЭ)
Полиэтилен получают из мономера этилена (C_2H_4), и в зависимости от технологических условий можно получить различные виды полиэтилена — высокой плотности (HDPE), низкой плотности (LDPE) и линейный низкоплотный полиэтилен (LLDPE).
- Полимеризация при низком и высоком давлении: Полиэтилен высокой плотности (HDPE) производится при низком давлении с использованием катализаторов, таких как катализаторы Циглера-Натта, которые контролируют линейность полимера и его кристалличность. LDPE, напротив, производится при высоком давлении, что приводит к разветвленной структуре и более гибкому материалу.
- Процесс полимеризации в растворе: В этом методе этилен растворяют в растворителе и подвергают полимеризации под действием катализаторов. Процесс позволяет получить полиэтилен с равномерными молекулярными свойствами.
- Экструзия и формование: После полимеризации полиэтилен пропускается через экструдеры, где он принимает форму пленок, труб или других изделий. Процесс экструзии позволяет создать пленки разной плотности и толщины для дальнейшей обработки и использования.
Производство полиэфира (PET)
Полиэфир, или полиэтилентерефталат (PET), производится методом поликонденсации. В основе его создания лежит химическая реакция между этиленгликолем и терефталевой кислотой, в результате которой образуются полимерные цепи с высокими уровнями кристалличности.
- Процесс поликонденсации: Производство начинается с реакции этиленгликоля и терефталевой кислоты, в результате которой образуются длинные полимерные цепи и выделяется вода. Реакция проводится при высокой температуре и в вакууме для удаления побочных продуктов и стабилизации полимера.
- Этапы кристаллизации и аморфности: В зависимости от условий кристаллизации (охлаждения и давления) PET может быть произведен как в кристаллической, так и в аморфной формах. Аморфный PET прозрачен, а кристаллический PET отличается большей прочностью и стабильностью.
- Плавление и формование: Полученный PET перерабатывается методом экструзии и литья, где из расплава формируются гранулы, которые можно использовать для производства пленок, волокон и других изделий. Температура плавления PET составляет около 250°C, что позволяет получать материал с высокой степенью кристалличности.
