intercode.biz
  • Home
  • Przemysł
  • Jak powstają tworzywa sztuczne? Wszystko o wytwarzaniu plastiku.
Edukacja Przemysł Technologia

Jak powstają tworzywa sztuczne? Wszystko o wytwarzaniu plastiku.

Tworzywa sztuczne to materiały o specyficznych właściwościach. Przedmioty wykonane przy użyciu tworzyw sztucznych są obecne w praktycznie każdym aspekcie życia, pojawiają się w najróżniejszych zastosowaniach. Produkcja tworzyw sztucznych oraz ich wykorzystanie w przemyśle to obszerne oraz ciekawe zagadnienie. Co można wyprodukować z tworzyw sztucznych? Jak otrzymuje się tworzywa sztuczne?

Tworzywa sztuczne są powszechnie stosowane w przemyśle, a ich produkcja odbywa się na dużą skalę na całym świecie. Proces wytwarzania tworzyw sztucznych jest złożony i wymaga zastosowania różnych metod i technologii. Poniżej przedstawiamy bardziej szczegółową analizę procesu produkcji tworzyw sztucznych.

Czym są tworzywa sztuczne?

Tworzywa sztuczne, inaczej polimery nazywane są potocznie plastikiem. Jednak rodzajów tworzyw sztucznych jest naprawdę dużo, można to zauważyć nawet w codziennym życiu. Plastikowa butelka po napoju jest wykonana z innego tworzywa niż na przykład plastikowe krzesło ogrodowe. Wynika to z faktu, iż tworzywa sztuczne produkuje się z różnych surowców, przez co otrzymuje się tworzywa o różnych właściwościach. Surowcami wykorzystywanymi w produkcji tworzyw sztucznych są surowce naturalne oraz materiały organiczne, takie jak celuloza, ropa naftowa, gaz ziemny, gaz łupkowy. Głównie używa się ropy naftowej, która w pierwszym etapie produkcji jest destylowana w rafinerii. Podczas destylacji wydziela się mieszaniny składników o różnej temperaturze wrzenia zwane frakcjami.

Najpopularniejsze rodzaje tworzyw sztucznych

Istnieje wiele rodzajów tworzyw sztucznych, a każde z nich ma swoje charakterystyczne właściwości i zastosowania. Poniżej przedstawiamy kilka najważniejszych rodzajów tworzyw sztucznych:

  • Polietylen (PE) – jest to jeden z najbardziej popularnych i powszechnie stosowanych tworzyw sztucznych. Charakteryzuje się on niską gęstością, dobrą odpornością chemiczną i elektryczną oraz wysoką wytrzymałością na rozciąganie. Jest stosowany w produkcji worków na śmieci, pojemników na żywność, rurek i innych wyrobów.
  • Polipropylen (PP) – jest to kolejny popularny i wszechstronny materiał sztuczny, który charakteryzuje się dobrą odpornością na uderzenia i zginanie. Jest stosowany w produkcji pojemników na żywność, butelek, rurek, a także w przemyśle samochodowym i elektrotechnicznym.
  • Poliwęglan (PC) – jest to tworzywo sztuczne o wysokiej odporności na uderzenia i wysokiej przejrzystości. Jest stosowany w produkcji osłon i szyb samochodowych, sprzętu ochrony osobistej oraz w branży medycznej.
  • Poliuretan (PU) – jest to elastyczne tworzywo sztuczne, które charakteryzuje się wysoką wytrzymałością na ścieranie i rozciąganie. Jest stosowany w produkcji mebli tapicerowanych, wykładzin podłogowych, a także w przemyśle motoryzacyjnym i budowlanym.
  • Poliwinylochloro (PVC) – jest to elastyczne i trwałe tworzywo sztuczne, które charakteryzuje się dobrą odpornością na działanie czynników atmosferycznych i promieniowanie UV. Jest stosowany w produkcji rur, okien, drzwi, a także w przemyśle motoryzacyjnym i elektrycznym.
  • Polistyren (PS) – jest to lekkie i sztywne tworzywo sztuczne, które charakteryzuje się dobrą izolacyjnością cieplną i elektryczną. Jest stosowany w produkcji opakowań, sztućców jednorazowego użytku, a także w przemyśle motoryzacyjnym i budowlanym.

To tylko kilka przykładów z wielu rodzajów tworzyw sztucznych, które są używane w przemyśle i codziennym życiu. W zależności od ich właściwości, tworzywa sztuczne znajdują zastosowanie w różnych dziedzinach, takich jak przemysł spożywczy, motoryzacyjny, elektrotechniczny, budowlany, medyczny i wiele innych.

Zastosowanie tworzyw sztucznych

Tworzywa sztuczne to bardzo wszechstronne materiały. Ta cecha pozwala na praktycznie nieograniczone zastosowanie. Dzięki temu, że polimery należą do lekkich materiałów, mogą z powodzeniem zastąpić szkło i wiele różnych materiałów. Z tego względu plastikowe butelki wypierają te szklane, a ich produkcja jest ogromna. Fakt, iż istnieją przeźroczyste tworzywa sztuczne sprawia, że można je użyć do produkcji przyrządów optycznych. Plastikowe szkła do okularów korekcyjnych to wielkie udogodnienie, szczególnie dla osób, które mają dużą wadę wzroku, a szklane szkła byłyby bardzo ciężkie.

Tworzywa sztuczne są także odporne na korozję, dzięki czemu nadają się do wszelkich zastosowań gdzie produkt ma kontakt z wodą albo wilgocią. Łatwość w łączeniu z innymi materiałami sprawia, że polimery wykorzystuje się praktycznie w każdej dziedzinie przemysłu: w elektronice, przemyśle odzieżowym, transporcie, rolnictwie, medycynie, czy też sporcie. Tworzywa sztuczne można ją modyfikować stosując różnego rodzaju dodatki, np. wypełniacze wzmacniające, pigmenty, środki spieniające, plastyfikatory itp. dzięki czemu uzyskuje się materiały o wymaganych własnościach. Tworzywa sztuczne spełniają wymagania dotyczące ochrony zdrowia konsumentów i środowiska, dlatego można uznać je za w pełni ekologiczne materiały, które przyczyniają się do chronienia naszej planety.

Produkcja tworzyw sztucznych – ciekawostki

Proces produkcji tworzyw sztucznych został opracowany w XIX wieku, a jego pionierami byli naukowcy tacy jak John Wesley Hyatt i Leo Hendrik Baekeland. John Wesley Hyatt wynalazł pierwsze sztuczne tworzywo, nazwane celuloidem, w 1869 roku. Leo Hendrik Baekeland wynalazł bakelit – pierwsze syntetyczne tworzywo sztuczne, w 1907 roku. W latach 30. XX wieku rozpoczęto produkcję tworzyw sztucznych w większych ilościach, a po II wojnie światowej stały się one popularne i powszechnie stosowane w przemyśle i w codziennym życiu.

Obecnie produkcja tworzyw sztucznych rośnie w tempie około 4% rocznie, a w 2021 roku produkcja ta wyniosła około 368 milionów ton. Szacuje się, że w ciągu najbliższych lat produkcja ta będzie nadal rosła wraz ze wzrostem popytu na tworzywa sztuczne w różnych branżach przemysłu.

Najwięcej tworzyw sztucznych produkowanych jest w Azji, a konkretnie w Chinach, które są największym producentem tworzyw sztucznych na świecie. W 2020 roku Chiny wyprodukowały około 140 milionów ton tworzyw sztucznych, co stanowiło około 31% światowej produkcji. Innymi dużymi producentami są Stany Zjednoczone, Niemcy i Japonia.

Jak wytwarza się poszczególne tworzywa sztuczne?

Istnieje wiele rodzajów tworzyw sztucznych, a każde z nich jest produkowane w inny sposób. Najpopularniejsze tworzywa sztuczne to: polietylen (PE), polipropylen (PP), poliwęglan (PC), poliuretan (PU), poliwinylochloro (PVC), polistyren (PS) i polietylen tereftalanu (PET).

Proces produkcji tworzyw sztucznych zaczyna się od pozyskania surowca, który jest następnie przetwarzany w różne produkty chemiczne. Do produkcji tworzyw sztucznych wykorzystuje się różne surowce, takie jak ropa naftowa, węgiel, gaz ziemny, woda i powietrze. Jednym z najważniejszych składników do produkcji tworzyw sztucznych jest etylen, który może być pozyskiwany z ropy naftowej lub gazu ziemnego.

Proces produkcji tworzyw sztucznych zaczyna się od podstawowych składników, czyli monomerów, które są łączone w łańcuchy polimerowe w procesie zwalniania energii. Polimery są tworzone przez połączenie setek, a nawet tysięcy jednostek monomerów. Proces ten nazywany jest polimeryzacją. Istnieją różne rodzaje polimeryzacji, w tym polimeryzacja łańcuchowa, polimeryzacja rodnikowa i polimeryzacja anionowa.

Każde z najpopularniejszych tworzyw sztucznych jest produkowane w inny sposób. Na przykład, polietylen i polipropylen są produkowane w procesie polimeryzacji łańcuchowej, gdzie monomery etylenu lub propylenu są łączone w długie łańcuchy polimerowe. Poliwęglan jest produkowany poprzez połączenie bisfenolu A i chlorku metylenu w procesie polimeryzacji. Poliuretan jest produkowany przez reakcję poliizocyjanianów z alkoholami polihydroksylowymi. Poliwinylochloro jest produkowany poprzez polimeryzację chlorowinyli z dodatkiem regulatorów, a polistyren jest produkowany w procesie polimeryzacji styrenu.

Proces produkcji tworzyw sztucznych jest złożony i wymaga zastosowania różnych metod i technologii. Produkcja tworzyw sztucznych wymaga również zużycia dużej ilości energii i wytwarzania odpadów, co ma negatywny wpływ na środowisko. Dlatego producenci tworzyw sztucznych podejmują różne kroki w celu zmniejszenia wpływu na środowisko naturalne.

Czy tworzywa sztuczne można produkować bez ropy naftowej?

Tak, istnieją alternatywne surowce do produkcji tworzyw sztucznych, które mogą zastąpić ropę naftową. Chociaż ropa naftowa jest głównym źródłem surowca do produkcji tworzyw sztucznych, to istnieją inne surowce, które mogą być stosowane do ich produkcji.

Jednym z takich surowców jest biomasa, czyli materia organiczna pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, która może być przetwarzana w celu uzyskania różnych produktów chemicznych, w tym tworzyw sztucznych. Przykładem takiego tworzywa jest polilaktyd, który jest produkowany z kwasu mlekowego uzyskanego z mleka, cukru lub skrobi.

Innym alternatywnym źródłem surowca do produkcji tworzyw sztucznych jest recykling. Z recyklingu można uzyskać różne tworzywa sztuczne, takie jak polietylen tereftalanu (PET), który jest stosowany w produkcji butelek i innych opakowań. Recykling jest również sposobem na zmniejszenie ilości odpadów i zmniejszenie wpływu na środowisko naturalne.

Kolejnym źródłem surowca do produkcji tworzyw sztucznych są gazy syntezowe, takie jak dwutlenek węgla, tlenek węgla i metan. Z tych gazów można uzyskać różne produkty chemiczne, w tym etylen, który jest głównym składnikiem wielu tworzyw sztucznych. Jednym z przykładów tworzywa sztucznego produkowanego z gazów syntezowych jest polipropylen (PP).

Innym alternatywnym źródłem surowca do produkcji tworzyw sztucznych są odpady organiczne, takie jak resztki żywności, liście, trawa i gałęzie. Z tych odpadów można uzyskać bioplastyki, które są tworzywami sztucznymi produkowanymi z biomasy.

Podsumowując, istnieją alternatywne surowce do produkcji tworzyw sztucznych, które mogą zastąpić ropę naftową. Biomasa, recykling, gazy syntezowe i odpady organiczne to tylko niektóre z nich. Zastępowanie ropy naftowej alternatywnymi surowcami ma na celu zmniejszenie wpływu produkcji tworzyw sztucznych na środowisko naturalne oraz zmniejszenie zależności od surowców kopalnych.

Produkcja tworzyw sztucznych: podsumowanie

Podsumowując, produkcja tworzyw sztucznych jest złożonym procesem, który wymaga zastosowania różnych technologii i metod. Każdy rodzaj tworzywa sztucznego jest produkowany w inny sposób, a ich produkcja wymaga zużycia dużej ilości energii i wytwarzania odpadów. Produkcja tworzyw sztucznych ma duży wpływ na środowisko, dlatego producenci podejmują różne kroki w celu zmniejszenia wpływu na środowisko naturalne.

Related posts

Jak wybrać soundbar do telewizora?

Serwis i sprzedaż terminali mobilnych

Sprzęt asekuracyjny – zabezpiecz osoby pracujące na wysokości