Пластик: что это такое - Виды пластмасс

Что такое пластик

Полимерные материалы окружают нас повсюду: они в бытовой технике, деталях автомобилей. Но что такое пластик? Это высокомолекулярное соединение, способное менять форму под воздействием температуры и давления, сохраняя её после остывания.

Каждый тип обладает уникальными характеристиками. Некоторые выдерживают экстремальные нагрузки, другие, напротив, отличаются гибкостью. Выбор зависит от конкретных задач, стоящих перед производителем. Например, для пищевой тары требуются одни составы, а для строительных конструкций — совершенно иные.

Из чего делают пластик

Основой для создания полимерных материалов служат углеводороды. Чаще всего исходным сырьем выступают нефть, природный газ или уголь. В редких случаях применяют растительные компоненты: например, целлюлозу или крахмал. Процесс начинается с добычи ресурсов, которые затем транспортируются на перерабатывающие заводы. Там нефть разделяют на фракции путем перегонки при высоких температурах.

Для наглядности перечислим основные источники сырья, из которых делают современные пластики:

• нефть — основной источник этилена, пропилена, бензола;
• природный газ — содержит метан, этан, пропан для синтеза мономеров;
• уголь — используется в процессах газификации для получения синтез-газа;
• растительное сырье — крахмал, целлюлоза для биоразлагаемых полимеров;
• вторичные отходы — переработанный пластик для снижения экологической нагрузки.

Далее следует этап крекинга, или расщепления, позволяющий получить легкие мономеры: этилен, пропилен. Именно из них в результате химической реакции образуются длинные цепочки полимеров. Чтобы сделать материал устойчивым к внешним воздействиям, в состав вводят специальные добавки. Они могут улучшать цвет, предотвращать старение или снижать горючесть.

Основные виды пластмасс

Чаще всего пластмассы делят по поведению при нагревании. Существуют термопласты, которые плавятся многократно, и реактопласты, отвердевающие необратимо. Также распределение происходит по химическому составу.

• Полиэтилен (PE) — самый массовый продукт, используется для пакетов и бутылок.
• Полипропилен (PP) — отличается высокой термостойкостью, подходит для контейнеров.
• Поливинилхлорид (PVC) — применяется в строительстве для труб и оконных профилей.
• Полистирол (PS) — хрупкий прозрачный материал, часто идет на упаковку техники.
• Полиэтилентерефталат (PET) — идеален для производства бутылок под напитки.

Каждый вид имеет свои преимущества и недостатки. Например, полиэтилен устойчив к влаге, но боится ультрафиолета. Полипропилен выдерживает кипячение, однако может трескаться на морозе.

Помимо стандартных марок, существуют инженерные пластики: они обладают повышенной прочностью и поэтому используются в машиностроении.

Свойства пластмасс

Физико-химические характеристики определяют сферу использования продукции. Большинство полимеров имеют низкую плотность, и поэтому легкие. Они плохо проводят электричество, тепло, часто служат изоляторами, не подвержены коррозии, в отличие от металлов.

Ключевые свойства:

• низкая плотность — от 0,85 до 1,8 г/см³, что облегчает транспортировку;
• диэлектрические характеристики — отсутствие электропроводности;
• химическая инертность — устойчивость к кислотам, щелочам, растворителям;
• влагостойкость — отсутствие гигроскопичности, защита от коррозии;
• возможность модификации — добавление наполнителей, красителей, стабилизаторов.

Температуры плавления тоже различаются. Одни виды пластмасс размягчаются уже при 60 градусах, другие выдерживают нагрев до 200 градусов и выше.

Виды и свойства пластмасс: области применения

Полимерные материалы нашли применение практически во всех отраслях. Наибольший объем потребляет сфера упаковки. Здесь важна герметичность и легкость. Пленка защищает продукты от влаги и пыли, продлевает срок хранения. Также из полимеров делают канистры, флаконы, контейнеры для перевозки жидкостей.

В строительстве материалы используют для изоляции труб, производства окон, отделочных панелей. Они не гниют, служат десятилетиями. В медицине стерильные изделия незаменимы для одноразовых инструментов и емкостей. Автомобилестроение снижает вес машин за счет пластиковых деталей под капотом и в салоне. Электроника не обходится без корпусов из диэлектриков.

Производство и технологии обработки

Превращение гранул в готовые предметы осуществляется несколькими методами. Самый распространенный способ — литье под давлением. Расплавленная масса впрыскивается в пресс-форму, где застывает. Так получают корпуса, крышки, сложные технические детали.

Основные технологии формования пластиковых изделий:

• литье под давлением — для сложных деталей с высокой точностью размеров;
• экструзия — для производства труб, пленка, профилей непрерывной длины;
• выдувное формование — для полых емкостей: бутылок, канистр, баков;
• вакуумная формовка — для крупногабаритных тонкостенных изделий;
• прессование — для термореактивных материалов и композитов.

Экструзия применяется для создания непрерывных профилей: через фильеру (высокопрочную форму) выдавливается расплав, который охлаждается и нарезается. Таким образом делают трубы, листы и пленку. Для производства полых емкостей необходимо выдувное формование: в этом случае заготовку разогревают и раздувают воздухом внутри формы. Так получают, например, бутылки и канистры сложной конфигурации.

Процесс изготовления требует точного контроля параметров: температуры, давления, времени охлаждения. Нарушение режима ведет к дефектам: например, к усадке. Современные линии автоматизированы и управляются компьютерами: это обеспечивает выпуск изделий стабильного качества.

Краткий обзор экологических аспектов

Вопрос утилизации отходов становится все более актуальным. Пластик разлагается сотни лет, загрязняя окружающую среду, а микропластик обнаруживают даже в океанах и организмах животных.

Сортировка мусора — первый шаг к экологичности: раздельный сбор облегчает работу перерабатывающих заводов. Вторичное сырье используется для изготовления непищевой тары, стройматериалов, одежды. При этом условия переработки зависят от типа полимера: одни марки легко поддаются восстановлению, а другие требуют сложных химических процессов.

Биоразлагаемые аналоги пластиков пока занимают малую долю рынка из-за высокой стоимости, однако исследования в этой области продолжаются. Сохранить природу для будущих поколений помогает в том числе и ответственное отношение каждого человека.