Пластмассы делают из: Из чего делают пластмассу, и технология производства пластмасс

Содержание

экструзия, литьевое прессование, вспенивание и литьё под давлением

Чтобы понять, как и из чего делают пластмассу нам необходимо разобраться, что же такое пластмасса по своей сути. Пластмассы — это материалы, в основу которых входят молекулы синтетических полимеров. Полимеры получают посредством химических реакций полимеризации, поликонденсации и полиприсоединения. В данном случае этим реакциям подвергаются мономеры выделяемые из нефти, природного газа и угля, такие как этилен, пропилен, бензол, фенол, стирол и другие. То есть по сути, сама пластмасса получается посредством химических реакций, а вот уже дальнейшая её обработка — это уже более сложный и интересный процесс.

Пластмассовые изделия имеют широкое применение из-за своей доступности, а также из-за их свойств: малая плотность, низкая теплопроводность, большое тепловое расширение, хорошие электроизоляционные свойства, высокая химическая стойкость, хорошие технологические свойства.

Виды пластмасс

Для начала давайте вкратце рассмотрим виды пластмасс. Они классифицируются исходя из их поведения на термообработку.

Выделяют три основных вида пластмасс:

  • Термопласты;
  • Реактопласты;
  • Эластомеры.

Термопласты хорошо плавятся, под воздействием высокой температуры, и также хорошо затвердевают при охлаждении. Имеется возможность обработки большим количеством методов. Самый большой плюс таких пластмасс, в том что процесс плавления обратим и может повторяться многократно. То есть, существует возможность перерабатывать пластмассовые отходы в новые изделия.

Реактопласты в процессе производства разогреваются и приобретают твердую форму, при повторном нагревании не размягчается, а молекулы распадаются. Обладают повышенной термостойкостью.

Эластомерам свойственна повышенная эластичность, которая сохраняется в большом диапазоне температур (приблизительно от -60 до +250). Силикон и каучук относятся к эластомерам.

Методы производства пластмасс

Теперь к самому интересному. Методов переработки большое количество (около 18). Под методами и технологиями переработки подразумевается изготовление непосредственно самих пластмассовых изделий из исходного материала. Исходный материал бывает гранулированный или порошкообразный. Самые популярные и интересные методы переработки это:

  • Экструзия;
  • Прессование;
  • Литье под давлением;
  • Вспенивание.

Экструзия — это выдавливание расплава из исходного материала через отверстие определенного сечения. Таким методом делают длинномерные изделия, такие как: пластиковые трубы, листы, пленки, профили. Также используют для покрытия проводов, кабелей защитной оболочкой. Для этого их пускают вместе с разогретым исходным материалом через отверстие. То есть все кабели шнуры и провода были обработаны именно этим методом.

Литьевое прессование — это самый распространенный метод получения изделий. Им изготавливается большинство не крупных деталей средней сложности. В разогретую форму насыпают исходный материал и сверху осуществляют давление прессом тоже определенной формы называемый пуансоном (если толщина детали одинаковая, то форма такая же). Через некоторое время деталь извлекается при помощи выталкивателя.

Литьё под давлением — осуществляется на инжекционно-литьевых машинах — термопластавтоматах. Существует огромное множество их классификаций, но суть у всех одинаковая. Разогретый исходный материал впрыскивается под давлением в литейную форму, в которой происходит отвержение. Таким методом производиться более трети общего объема пластиковых изделий и применяется он в основном в крупно производственных масштабах.

Вспенивание — очень интересный метод. Он применяется в изготовлении в тепло-, звуко-, шумоизоляционных материалах. В пластик вводят газообразующие наполнители и получаются пластмассовые конструкции с ячейками, которые и служат вышеперечисленными материалами.

Пластмасса — это… Что такое Пластмасса?

Цепочки молекул полипропилена.

Предметы быта, полностью или частично сделанные из пластмассы

Пластма́ссы (пласти́ческие ма́ссы, пла́стики) — органические материалы, основой которых являются синтетические или природные высокомолекулярные соединения (полимеры).

Исключительно широкое применение получили пластмассы на основе синтетических полимеров. Название «пластмассы» означает, что эти материалы под действием нагревания и давления способны формоваться и сохранять после охлаждения или отверждения заданную форму. Процесс формования сопровождается переходом пластически деформируемого (вязкотекучего) состояния в стеклообразное. В зависимости от природы полимера и характера его перехода из вязкотекучего в стеклообразное состояние при формовании изделий пластмассы делят на термопласты и реактопласты.

Получение Іі

Производство синтетических пластмасс основано на реакциях полимеризации, поликонденсации или полиприсоединения низкомолекулярных исходных веществ, выделяемых из угля, нефти или природного газа. При этом образуются высокомолекулярные связи с большим числом исходных молекул (приставка «поли-» от греческого «много», например этилен-полиэтилен) Пластические массы получают на основе высокомолекулярных соединений — полимеров. Их разделяют на два класса — термопласты и реактопласты. Основные механические характеристики пластмасс те же, что и для металлов.

Пластик, который используют для производства мебели, получают путем пропитки бумаги термореактивными смолами, причем производство бумаги является наиболее энерго- и капиталоемким процессом. Используется 2 типа бумаг: основой пластика является крафт-бумага (плотная и небеленая) и декоративная (для придания пластику рисунка). Смолы подразделяются на фенолформальдегидные и меломиноформальдегидные (их производят из карбомида, они более дорогостоящие). Первые используются для пропитки крафт-бумаги, вторые – для декоративной.

Пластик состоит из нескольких слоев. Защитный слой – оверлей – практический прозрачный. Изготавливается из бумаги высокого качества, пропитывается меломиноформальдегидной смолой. Следующий слой – декоративный. Затем несколько слоев крафт-бумаги, которая является основой пластика. И последний слой – компенсирующий (крафт-бумага, пропитанная меломиноформальдегидными смолами). Этот слой присутствует только у американского пластика.

Свойства

Пластмассы характеризуются малой плотностью (0,85—1,8 г/см³), чрезвычайно низкой электрической и тепловой проводимостью, не очень большой механической прочностью. При нагревании (часто с предварительным размягчением) они разлагаются. Не чувствительны к влажности, устойчивы к действию сильных кислот и оснований, отношение к органическим растворителям различное (в зависимости от химической природы полимера). Физиологически почти безвредны. Свойства пластмасс можно модифицировать методами сополимеризации или стереоспецифической полимеризации, путём сочетания различных пластмасс друг с другом или с другими материалами, такими как стеклянное волокно, текстильная ткань, введением наполнителей и красителей, пластификаторов, тепло- и светостабилизаторов, облучения и др., а также варьированием сырья, например использование соответствующих полиолов и диизоцианатов при получении полиуретанов.

Термопласты (термопластичные пластмассы) при нагреве расплавляются, а при охлаждении возвращаются в исходное состояние.

Реактопласты (термореактивные пластмассы) отличаются более высокими рабочими температурами, но при нагреве разрушаются и при последующем охлаждении не восстанавливают своих исходных свойств.

Твёрдость пластмасс определяется по Бринеллю при нагрузках 50 — 250 кгс на шарик диаметром 5 мм.

Теплостойкость по Мартенсу — температура, при которой пластмассовый брусок с размерами 120 Х 15 Х 10 мм, изгибаемый при постоянном моменте, создающем наибольшее напряжение изгиба на гранях 120 Х 15 мм, равное 50 кгс/кв.см, разрушится или изогнётся так, что укреплённый на конце образца рычаг длиной 210 мм. переместится на 6 мм.

Теплостойкость по Вика — температура, при которой цилиндрический стержень диаметром 1,13 мм под действием груза массой 5 кг (для мягких пластмасс 1 кг.) углубится в пластмассу на 1 мм.

Температура хрупкости (морозостойкость) — температура, при которой пластичный или эластичный материал при ударе может разрушиться хрупко.

Методы переработки

Литье, Литье под давлением, Экструзия, Прессование, Виброформование, Вспенивание, Отливка, Вакуумная формовка и пр.

Механическая обработка пластмасс.

Пластические массы, по сравнению с металлами, обладают повышенной упругой деформацией, вследствие чего при обработке пластмасс применяют более высокие давления, чем при обработке металлов. Применять какую-либо смазку, как правило, не рекомендуют; только в некоторых случаях при окончательной обработке допускают применение минерального масла. Охлаждать изделие и инструмент следует струей воздуха.

Пластические массы более хрупки, чем металлы, поэтому при обработке пластмасс режущими инструментами надо применить высокие скорости резания и уменьшать подачу. Износ инструмента при обработке пластмасс значительно больше, чем при обработке металлов, почему необходимо применять инструмент из высокоуглеродистой или быстрорежущей стали или же из твердых сплавов. Лезвия режущих инструментов надо затачивать, по возможности, более остро, пользуясь для этого мелкозернистыми кругами.

При токарной обработке не рекомендуют применять подачи более 0,3-0,5 мм/об. Скорость резания при пользовании резцами из твердых сплавов может составлять 60-100 м/мин., а при пользовании резцами из быстрорежущей стали – 30-40 м/мин.

Угол резания резцов 85-90°; при обдирочных работах этот угол может быть 85°.

Величина заднего угла резца не должна превышать 10-12°; лишь при обдирке можно его увеличивать до 15°. Вершину резца закругляют, причем радиус закругления должен быть 3-4 мм. Угол наклона режущей кромки 4-5°.

Для распиливания слоистых пластических масс применяют ленточные пилы, дисковые пилы и карборундовые круги.

Ленточными пилами можно пользоваться для распиливания по прямой линии плит толщиной до 25 мм, причем скорость пилы составляет 1200-2000 м/мин. Зубья пил должны быть конусными, по 3 зуба на 1 пог. см. Зубья затачивают поперек и разводят так, чтобы ширина пропила была равна, по крайней мере, двойной толщине пилы.

Дисковыми пилами можно резать пластмассы толщиной до 50мм. Скорость вращения 2000-3000 об/мин. при диаметре пилы 330 мм.

Карборундовые круги применяют для распиливания особо твердых материалов.

Для сверления пластмасс рекомендуют пользоваться перовыми сверлами из быстрорежущей стали со шлифованными режущими кромками. Угол заострения для слоистых материалов при обработке параллельно слоям 100-125°, а для пластмасс, обрабатываемых перпендикулярно слоям, для карболита и других – 55-70°. Скорость резания 30-40 м/мин., подача 0,2-0,34 мм/об.

При сверлении слоистой пластмассы вдоль слоев, чтобы предупредить растрескивание материала, подача не должна превышать 0,25 мм/об., материал же надо заживать в тисках для предупреждения выламывания; сверление отверстий диаметром более 20 мм рекомендуют заменять растачиванием на токарном станке. Сверло надлежит время от времени извлекать из отверстия, давая возможность охладиться как инструменту, так и обрабатываемому материалу.

Просверленные отверстия обычно оказываются меньше диаметра сверла на 0,03-0,06 мм.

Для фрезерования плоскостей, пазов, канавок и пр. применяют фрезы с простым зубом. Скорость резания для торцовых фрез 46-52 м/мин., а для фасонных — 24-27 м/мин. Средняя величина подачи 0,1 мм/об. Отверстия в слоистом материале удовлетворительно пробиваются при нормальной температуре (комнатной) обычным вырубным штампом. Зазор между пуансоном и матрицей должен быть минимальный (около 0,1 мм). Слоистые материалы толщиной 3,5-5 мм удовлетворительно пробиваются лишь в нагретом до 90-100° виде. Для нагревания обрабатываемого материала пользуются масляными ваннами. Расстояние между соседними отверстиями должно составлять не менее двойной толщины материалов.

Шлифовку пластических масс производят стеклянной шкуркой, прикрепляемой к деревянному кругу, причем скорость вращения должна быть около 7м/сек.

Изделия простой формы полируют фланелевым кругом, не применяя полировочных составов. Изделия сложной формы сначала полируют матерчатым кругом с применением обычной (крокусной) пасты, а затем сухим фланелевым кругом. Круг диаметром 300 мм должен делать около 1200 об/мин.

Источники

1. Дзевульский В.М. Технология металлов и дерева. — М.: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы. 1995. 2. ЗАО «ТУКС». Пластические массы (пластмассы) (11.11.2008). Проверено 11 ноября 2008.

См. также

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

Производство пластиковых изделий| Пластиковый завод в Москве

Цена.Все цены на производство деталей фиксируется в рублях. Вы защищены от колебаний курса валют. Благодаря развитию производства пластмасс в России большинство видов пластика можно купить за рубли. Этот факт позволяет производить пластмассовые изделия по ценам ниже, чем в Китае.

Возврат бракованной продукции. Вернуть негодные детали китайскому производителю очень сложно и дорого. Будут дополнительные затраты на подготовку возвратных документов, логистику, таможню. Заказали партию товара у маленькой китайской фабрики? Вряд ли вы сможете что-то вернуть. При работе с производителем из России вы снимаете большинство трудностей, связанных с возвратом.

Логистика.Китайские производители очень быстро делают изделия. Однако, доставка груза из Китая занимает не меньше 60 дней. Это в том случае, если весь, большой комплект документов подготовлен без ошибок. Если на таможенном терминале найдут ошибки в оформлении документов, ваш груз будет задержан до предоставления нового пакета документов. Что влечёт дополнительные временные и денежные затраты.

Система оплаты продукции.При работе с китайским производителем готовьтесь к предоплате. Ваш товар не будет отгружена до тех пор, пока вы полностью не оплатите поставку. При работе с российским производителем вы можете рассчитывать на отсрочку платежа до 60, а иногда и до 90 календарных дней.

Контроль качества и процессов производства продукции. Размещая производство изделий из пластмассы в России, появляется возможность личного контроля качества и процессов изготовления товаров. Добраться до российского производителя значительно проще, чем организовывать командировку в Китай. А в условиях, закрытых границы это становится невозможно.

Лицензионное соглашение. При работе с китайскими производителями невозможно защитится от заводских подделок. Готовьтесь, что ваш товар может появиться у конкурентов. Судится с китайскими производителями бесполезно. При работе с российскими производителями это риск значительно меньше. Главное, правильно составить договор на производство изделий.

Многоцелевой продукт: что делают из нефти?

Если во время бурения скважины на заднем дворе старой дачи вы обнаружите источник нефти – считайте себя обеспеченным на всю жизнь. Этот продукт преимущественно известен как распространенный вид ценного топлива. Однако помимо бензина, дизеля, керосина, мазута и других энергетических продуктов из нефти делают много неожиданных вещей. 

Само собой, в ход идет не нефть в чистом виде, а продукты ее переработки. Например, концентрат, остающийся после перегонки – гудрон используют в строительстве и дорожных работах. Вторичная переработка нефти подразумевает изменение структуры углеводородов. После чего из нефти можно получить широкий спектр материалов. Отходы нефтепереработки также идут в дело: из них производят кокс для создания электродов и металлургической продукции. Также при переработке нефти образуется сера, которая идет на выпуск серной кислоты. Однако есть  примеры поинтереснее.

Что производят из нефти?

Пластиковые изделия

На втором месте после производства топлива из нефти стоит производство пластмассы. Так что пластиковый контейнер, из которого вы едите ланч на работе – это тоже нефтепродукт. Как это происходит? Сырая нефть нагревается в печи: углеводороды разделяются на группы в зависимости от содержащихся в них атомов и результирующей молекулярной массы. После чего поделенные углеводороды попадают в дистилляционную трубу. Здесь тяжелые вещества опускаются на дно, а легкие поднимаются на поверхность. Таким образом нефть разделяется на разные химические вещества для использования.

Нафта – химическая группа, из которой появится пластик. Это вещество похоже на золотую пыль за счет этана и пропена в составе. Их необходимо разбить на более мелкие соединения. Один из методов – «паровой крекинг» – высокие температура и давление в бескислородной среде. Он расщепляет углеводороды на более короткие молекулы, называемые мономерами. Следующий шаг – полимеризация, где отдельные мономеры химически объединяются в новые структуры для получения полимеров, длинных повторяющихся цепей.

Каждая из этих цепочек будет обработана и смешана с различными добавками –  антиоксидантами, пенообразователями, пластификаторами, антипиренами. Это поделит получившийся пластик для дальнейших производственных целей. 

На втором месте после производства топлива из нефти стоит производство пластмассы

Продукты питания

В начале 1960-х в СССР появилась технология синтезирования белков. Александр Несмеянов, президент Академии наук СССР и ректор МГУ, предложил получать белки из отходов нефтехимического производства: мясные, молочные продукты и даже искусственную икру. Из нефтепродуктов не только синтезировали аминокислоты – основу белков, но и выращивали на углеводородах дрожжи, из которых потом получали пищевые белки. Такой подход удешевлял производство продуктов в 4-5 раз.

После смерти Несмеянова эксперименты потеряли популярность: производство искусственного белка могло оказать разрушительное влияние на сельское хозяйство. Белки продолжили синтезировать, но продукты шли на корм скоту. Однако проблема голода имеет мировое значение, и технологии продолжили развиваться и совершенствоваться. Более того, сегодня искусственное мясо популярно среди вегетарианцев и веганов.

Технология синтеза заключается в следующем: парафин смешивается с химическими веществами и грибковой микрофлорой. За несколько часов микроорганизмы поглощают парафин, выделяя нетоксичный белок. Далее продукт сушится, фильтруется и очищается от примесей и продуктов жизнедеятельности бактерий. В итоге получается пищевая смесь, близкая по составу к мясу животного происхождения, но без вкуса, цвета и запаха. Ей можно придать любой вкус и аромат.

Красители и консерванты, разрешенные к использованию в пищевой промышленности, тоже имеют синтетическую основу. Например, краситель E129 или консервант Е211 бензоат натрия. 

Обнаружить нефть в качестве пищевого парафина можно и в составе шоколадных конфет. В выпечку часто добавляют искусственный заменитель ванили — ванилин, который тоже делают из переработанных нефтепродуктов.

В середине XX века американские ученые разработали синтетический жир олестра, который стал диетической альтернативой растительным и животным жирам. Производители стали добавлять его в чипсы и продукты для перекусов. Изготавливают олестру из минерального масла, произведенного из нефти. Из-за особого строения молекул вещества пищеварительные ферменты человека не могут расщепить этот синтетический жир, поэтому он выводится из организма практически нетронутым. Однако он может оседать в кишечнике и накапливаться, мешать усвоению бета-каротина и жирорастворимых витаминов.

При создании жвачки тоже используют нефтяные полимеры. Сама резинка делается из природных компонентов, но эластичность она получает благодаря искусственному воску, глицерину, ланолину и стеариновой кислоте. Поэтому жевательная резинка очень медленно разлагается.

Производители добавляют олестру в чипсы и продукты для перекусов

Одежда и ткани

В модной промышленности практическая любая синтетика имеет в своем составе переработанную нефть. Полиэстер, из которого производят спецодежду, холлофайбер – наполнитель для пуховиков, подушек и одеял, акрил, из которого вяжут уютные свитеры, капрон, нейлон, эластан, лайкра, лавсан и полиамид – все это сделано с использованием нефтепродуктов. Ткани, имеющие в своем названии «стрейч» компонент тоже косвенно имеют в своем составе нефть.

Синтетические материалы лидируют в легкой и текстильной промышленности, так как натуральные материалы стоят дороже. Помимо этого, ткани из нефти имеют и другие преимущества:

  • износостойкость;
  • прочность от разрывов;
  • эластичность;
  • ткани не мнутся и держат форму;
  • долгий срок эксплуатации, не теряют своих свойств при воздействии внешних факторов;
  • легкость.
  • В модной промышленности практическая любая синтетика имеет в своем составе переработанную нефть

Лекарственные препараты

При переработке нефти получают вещества, активно применяемые в медицине и фармации: вазелин, вазелиновое масло, парафин, нашатырный спирт, хлороформ, ароматические углеводороды и азотистые соединения, получаемые при перегонке нефти. Из такого компонента нефти как фенол изготавливают антибиотики, антисептики, успокоительные, антигистаминные, обезболивающие и обеззараживающие препараты. Полученные в результате переработки нефти этилы и спирт используются при производстве антибиотиков. Из нитробензола получают анилигин, применяющийся при создании антимикробных препаратов. Самый популярный лекарственный продукт из нефти – хорошо всем известный аспирин. Подробнее о производстве лекарств из нефти можно прочесть в лекции.

Самый популярный лекарственный продукт из нефти – хорошо всем известный аспирин

Косметические средства

Нефтепродукты в косметологии применяются достаточно часто, потому что это дешевый и хороший консервант. В отличие от многих растительных масел они обеспечивают сохранность товара, к тому же не имеют запаха и удобны в работе.

Важно понимать, что перед тем, как попасть на прилавки в виде косметических средств, вещества проходят тщательный процесс фильтрации. В итоге остается прозрачное масло, которое называют белым (минеральным) маслом. Оно используется в качестве:

· Поверхностно-активного вещества;

· Консерванта;

· Растворителя;

· УФ-фильтра.

В качестве пластификатора входит в состав кремов и декоративной косметики (тушь и тени для век). В качестве растворителя встречается в средствах для снятия макияжа.

Список наиболее распространенных веществ:

· Парафин;

· C18-70 изопарафин;

· Cera microcrystallina;

· Нефтяное масло;

· Белое (минеральное) масло;

· Микрокристаллический воск;

· Озокериты;

· Церезин;

· Вазелин.

Это далеко не все сферы, где используются нефтепродукты. Если задуматься, то окажется, что нефть окружает нас повсюду. И наука только расширяет эти сферы, решая мировые проблемы и заменяя недостающие в природе вещества синтетическими аналогами.

Материал подготовлен по данным из открытых источников.

Фото на главной: finobzor.ru 

изделия из пластмассы своими руками

Изделия из пластика используются в пищевой, медицинской, строительной и прочих сферах. Поэтому литье пластмассы в домашних условиях может стать не только хобби, но и прибыльным занятием. Производство деталей на продажу или на заказ – востребованный бизнес, поэтому мастера пробуют делать тестовые пробы литья на дому.

Подготовка материала для литья

Дома можно создавать крышки, игрушки, сувениры, домашнюю утварь и другие цельные предметы. Для процедуры нужно подготовить ряд материалов:

  • пластмассу для литья;
  • емкость для плавки;
  • мастер-модель;
  • пресс-форму;
  • смазку.

И другие средства.

Для литья может применяться пластиковый лом, который измельчают и расплавляют. Однако температура плавления у всех видов пластмасс различается, и для создания заготовки используют лишь один конкретный тип. Если не соблюдать это правило, пластмасса плавится неравномерно и созданные из нее детали получаются неоднородными, пузырчатыми.

В быту проще использовать готовые смеси, например жидкую пластмассу или эпоксидную смолу. Материал не требует расплавления, быстро готовится и схватывается, а продукция из него не уступает по качеству аналогам. Как альтернатива – подходит и порошок АКР-7, требующий смешивания с растворителем. Пластмасса из него готовится дольше, но результат радует.

Однако если все-таки принимается решение о расплавлении лома, например, старых ящиков, ведер, посуды, следует соблюдать технику безопасности и проводить литье в проветриваемых, нежилых помещениях, так как пары пластика токсичны и опасны для человека.

Самостоятельное изготовление формы

Производство пластиковых изделий без формующей емкости невозможно. Сделать ее можно собственноручно, и лучше всего для этих целей подходит силикон. Он может быть обмазочным или заливочным, подходят оба варианта. Главное, чтобы коэффициент удлинения был не менее 200%. Стоит обращать внимание и на уровень вязкости. Чем он меньше, тем более детализированной получится пресс-форма.

Чтобы сделать заготовку, необходимо иметь мастер-модель – образец для будущих изделий. Ее можно создать из гипса, дерева, пластилина, напечатать на 3D-принтере или использовать имеющуюся деталь.

Этапы изготовления формы для литья:

  1. Обмазать мастер-модель тонким слоем смазки, например, литолом.
  2. Поместить в заготовленную опалубку и залить силиконом.
  3. Либо обмазать кисточкой, если выбран обмазочный силикон.
  4. Выждать около 8 часов до застывания материала.
  5. Извлечь форму из опалубки, сделать отверстие для заливки.
  6. Разрезать на 2 равные части, извлечь модель.

Таким способом получается разборная форма, которая подходит для литья симметричных пластиковых изделий. Но сделать можно и неразъемную форму для простых по конструкции заготовок. Ее делают из парафина, который заливается гипсом. После застывания парафин выплавляется из формы путем ее медленного кипячения.

Процесс литья в силиконовые формы

Когда изготовлена форма и подготовлен материал, можно начинать литье пластика в домашних условиях. На первом этапе заготовка тщательно очищается от возможного мусора и промазывается внутри смазывающим веществом. Для лучшего разъединения ее края следует смазать мыльным раствором. Затем две половинки разъемной формы соединяются и скрепляются скотчем либо резинками.

В отдельной емкости разводят двухкомпонентный пластик либо готовят пластмассу другим способом, в зависимости от того, что выбрано в виде сырья. На этом этапе в материал добавляют краситель. Жидкая пластмасса полимеризуется за 10-15 минут, поэтому работать стоит быстро.

Готовый материал медленной струей заливается внутрь формы, так, чтобы заполнилось и отверстие для вливания. После застывания пластмасса усаживается, и изделие приобретает необходимую форму. Выждав обозначенное в характеристиках время, для жидкого пластика – это 15 минут, можно извлекать модель.

Литье из порошка

Для приготовления пластмассы порошок АКР-7 смешивается с растворителем до состояния теста. Пропорции указаны на упаковке. Полученное сырье заливают в формы и выжидают до 30 минут, а после через литейное отверстие утрамбовывают палочкой, пока не освободится минимум 3–5 мм от верхнего края формы.

Литейное отверстие следует закрыть и затянуть, например, струбциной. Форму помещают в воду комнатной температуры и доводят до кипения. Заготовка варится на медленном огне порядка 40-45 мину и после выключения печи остается в воде еще на 20 минут. После остывания материала форму можно разъединять и извлекать пластиковое изделие, созданное в домашних условиях.

Домашние ручные станки для литья

Для мелкосерийного литья пластмассовых деталей могут использоваться настольные аппараты. Это компактное оборудование, которое поместится в любой частной мастерской или гараже. Лить пластмассу на них можно в единичные либо многоместные формы, в зависимости от размера и серийности производства. Агрегаты отличаются от промышленного оборудования лишь небольшими размерами. Настольный пресс подходит для работы со всеми полимерами и легко управляется.

Этапы литья дома на станке:

  1. Монтаж аппарата и литьевой насадки.
  2. Установка формы и ее смазка силиконом;
  3. Загрузка полимера в бункер;
  4. Нагрев и размешивание материала при помощи шнека;
  5. Заливка сырья в пресс-формы;
  6. Выжидание охлаждения;
  7. Извлечение пластиковой детали.

Также в быту могут использоваться сварочные экструдеры, скрепляющие пластиковые детали для производства более сложной продукции.

Изготавливать пластиковые изделия своими руками возможно единично, в качестве развлечения, или при разовой необходимости. А также массово, на продажу или для последующего производства. Для этого подойдут самодельные формы и подручные средства либо специализированное, домашнее оборудование. Массовое литье выгодней доверить специалистам, так как для этого требуется дорогое, габаритное оборудование и работа опытного персонала.

Какой пластик самый безопасный: Статьи экологии ➕1, 15.06.2021

Определить, насколько безопасен конкретный вид пластмассы, можно с помощью маркировки. Она обозначена на упаковке цифрой. Непромаркированный пластик в России запрещен, но тем не менее встречается часто. Использовать такой пластик означает заведомо рисковать здоровьем.

1

— ПЭТФ (PET/PETE) — полиэтилентерефталат. Это пластик, из которого изготавливают бутылки, одноразовые стаканчики, тарелки и другую посуду, прочие емкости и упаковку (для соусов, косметики, специй).

2

— HDPE (ПВД) — полиэтилен высокой плотности (низкого давления). Из этой пластмассы изготавливают емкости для жидкостей, одноразовые пакеты, посуду для пищевых продуктов, игрушки, банки и контейнеры для косметики и бытовой химии, канистры, ведра.

3

— ПВХ (PVC) — поливинилхлорид. Из него изготавливают пищевую пленку, иногда также бутылки, пакеты, игрушки, так как материал достаточно гибкий.

4

— LDPE (ПЭНД) — полиэтилен низкой плотности (высокого давления). Из него делают пакеты, бутылки, различные контейнеры и емкости, детские игрушки.

5

— ПП (РР) — полипропилен. Из этого материала производят посуду для пищевых продуктов (тарелки, ложки, вилки, стаканчики), баночки и упаковку для сметаны, йогуртов, творожков.

6

— ПС (PS) — полистирол. Этот вид пластика чаще всего используют для изготовления одноразовой посуды, а также вспененных подложек для мяса, яиц, овощей и фруктов.

7

— OTHER (О) — прочие виды пластика. В эту группу включены все виды пластиков, которым не присвоен собственный буквенный код. Из таких материалов изготавливают самую разную продукцию, в том числе для хранения и упаковки пищевых продуктов.

PET или PETE — самый распространенный вид пластмасс. При повторном использовании выделяет вещества, токсичные для человеческого организма.

HDPE (ПВД) считается относительно безопасным для человека, но может выделять формальдегид (бесцветный газ), который негативно сказывается на дыхательной и нервной системах.

LDPE (ПЭНД) безопасен при соприкосновении с продуктами питания. Но при нагревании и разложении способен выделять формальдегид.

ПП (РР) также можно считать относительно безопасным, но при высоких температурах он выделяет формальдегид. Иными словами, абсолютно безопасного пластика не существует, каждый его вид может причинить вред здоровью человека.

А теперь — пластики, которые представляют опасность всегда, а не только при нагревании, разложении, многоразовом использовании или контакте с алкоголем.

С осторожностью используйте пластик с маркировкой OTHER. При повреждении сделанной из него посуды или после истечения срока годности он начинает выделять канцероген, который может вызвать диабет или гормональный сбой. Большое количество канцерогена также выделяет ПС (PS).

Самый опасный вид пластика — ПВХ (PVC). При сжигании он выделяет в воздух очень токсичные диоксины. Содержащиеся в нем пластификаторы могут вызывать поражение печени и почек, бесплодие, рак. При возможности ограничьте использование изделий из ПВХ.

Безопасно утилизировать пластик в домашних условиях нельзя. Это возможно только на специально оборудованных станциях и заводах. Пластмассовые отходы нужно не выкидывать в общий мусор, а собирать и складывать в синий контейнер во дворе или специальные пункты приема.

Во многих российских городах во дворах устанавливают контейнеры для раздельного сбора вторсырья. Оттуда оно уходит на переработку.

Собирать в этот контейнер можно большинство изделий из пластика — бутылки, пакеты, упаковку, пищевую пленку и так далее. Также в Москве и других городах нашей страны есть специальные пункты, где принимают пластмассовые отходы. Однако следует знать, что ПВХ (PVC) и OTHER (О) — самые опасные пластики — в России практически не перерабатываются. Это весомая причина, чтобы вообще отказаться от их использования.

Куда можно сдать пластиковый мусор, подскажут онлайн-карты полезныйгород.рф или recyclemap.ru.

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен.

Дарья, Бекетова, Александр Гаджиев

Анастасия Лобова

Из чего делают пластмассу

Нашу цивилизацию можно назвать цивилизацией пластика: разнообразные виды пластмасс и полимерных материалов можно встретить буквально повсюду.

Однако обычный человек вряд ли хорошо представляет себе, что такое пластик и из чего его делают.

Что такое пластик?

В настоящее время пластиками, или пластмассами, называют целую группу материалов искусственного (синтетического) происхождения. Их производят путём цепочки химических реакций из органического сырья, преимущественно из природного газа и тяжёлых фракций нефти. Пластики представляют собой органические вещества с длинными полимерными молекулами, которые состоят из соединённых между собой молекул более простых веществ.

Изменяя условия полимеризации, химики получают пластики с нужными свойствами: мягкие или твёрдые, прозрачные или непрозрачные и т.д. Пластики сегодня используются буквально во всех сферах жизни, от производства компьютерной техники до ухода за маленькими детьми.

Как были изобретены пластмассы?

Первый в мире пластик был изготовлен в английском городе Бирмингем специалистом-металлургом А. Парксом. Это случилось в 1855 году: изучая свойства целлюлозы, изобретатель обработал её азотной кислотой, благодаря чему запустил процесс полимеризации, получив нитроцеллюлозу. Созданное им вещество изобретатель назвал собственным именем – паркезин. Паркс открыл собственную компанию по производству паркезина, который вскоре стали называть искусственной слоновой костью. Однако качество пластика было низким, и компания вскоре разорилась.

В дальнейшем технология была усовершенствована, и выпуск пластика продолжил Дж.У. Хайт, который назвал свой материал целлулоидом. Из него изготавливались самые разные товары, от воротничков, которые не нуждались в стирке, до бильярдных шаров.

В 1899 году был изобретён полиэтилен, и интерес к возможностям органической химии многократно вырос. Но до середины ХХ века пластики занимали довольно узкую нишу рынка, и только создание технологии производства ПВХ позволило изготавливать из них широчайший спектр бытовых и промышленных изделий.

Разновидности пластиков

В настоящее время промышленностью выпускается и используется множество разновидностей пластиков.

По своему составу пластмассы подразделяются на:

— листовые термопластические массы – оргстекло, винилпласты, состоящие из смол, пластификатора и стабилизатора;

— слоистые пластики, армированные одним или несколькими слоями бумаги, стеклоткани и т.д.;

— волокниты – пластики, армированные стекловолокном, асбестовым волокном, хлопчатобумажным и т.д.;

— литьевые массы – пластики, не имеющие в составе других компонентов, кроме полимерных соединений;

— пресс-порошки – пластики с порошкообразными добавками.

По типу полимерного связующего пластики подразделяются на:

— фенопласты, которые изготавливаются из фенолформальдегидных смол;

— аминопласты, изготавливаемые из меламинформальдегидных и мочевиноформальдегидных смол;

— эпоксипласты, использующие в качестве связующего эпоксидные смолы.

По внутренней структуре и свойствам пластики делятся на две большие группы:

— термопласты, которые при нагреве плавятся, но после охлаждения сохраняют свою первоначальную структуру;

— реактопласты, с исходной структурой линейного типа, при отверждении приобретающие сетчатую структуру, но при повторном нагреве полностью теряющие свои свойства.

Термопласты могут использоваться неоднократно, для этого их достаточно измельчить и расплавить. Реактопласты по рабочим качествам, как правило, несколько лучше термопластов, но при сильном нагреве их молекулярная структура разрушается и в дальнейшем не восстанавливается.

Из чего делают пластики?

Исходным сырьём для подавляющего большинства видов пластиков служат уголь, природный газ и нефть. Из них путём химических реакций выделяют простые (низкомолекулярные) газообразные вещества – этилен, бензол, фенол, ацетилен и др., которые затем в ходе реакций полимеризации, поликонденсации и полиприсоединения превращаются в синтетические полимеры. Превосходные свойства полимеров объясняются наличием высокомолекулярных связей с большим числом исходных (первичных) молекул.

Некоторые этапы производства полимеров представляют собой сложные и чрезвычайно опасные для окружающей среды процессы, поэтому производство пластиков становится доступным лишь на высоком технологическом уровне. При этом конечные продукты, т.е. пластмассы, как правило, абсолютно нейтральны и не оказывают никакого негативного воздействия на здоровье людей.

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек – в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки – в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!

Состав и свойства

Получение пластмасс

Пластмассы — это материалы, полученные на основе синтетических или естественных полимеров (смол). Синтезируются полимеры путем полимеризации или поликонденсации мономеров в присутствии катализаторов при строго определенных температурных режимах и давлениях.

В полимер с различной целью могут вводиться наполнители, стабилизаторы, пигменты, могут составляться композиции с добавкой органических и неорганических волокон, сеток и тканей.

Таким образом, пластмассы в большинстве случаев являются многокомпонентными смесями и композиционными материалами, у которых технологические свойства, в том числе и свариваемость, в основном определяются свойствами полимера.

В зависимости от поведения полимера при нагревании различают два вида пластмасс — термопласты, материалы, которые могут многократно нагреваться и переходить при этом из твердого в вязко-текучее состояние, и реактопласты, которые могут претерпевать этот процесс лишь однократно.

Особенности строения

Пластмассы (полимеры) состоят из макромолекул, в которых более или менее регулярно чередуется большое число одинаковых или неодинаковых атомных группировок, соединенных химическими связями в длинные цепи, по форме которых различают линейные полимеры, разветвленные и сетчато-пространственные.

По составу макромолекул полимеры делятся на три класса:

1) карбоцепные, основные цепи которых построены только из углеродных атомов;

2) гетероцепные, в основных цепях которых, кроме атомов углерода, содержатся атомы кислорода, азота, серы;

3) элементоорганические полимеры, содержащие в основных цепях атомы кремния, бора, алюминия, титана и других элементов.

Макромолекулы обладают гибкостью и способны изменять форму под влиянием теплового движения их звеньев или электрического поля. Это свойство связано с внутренним вращением отдельных частей молекулы относительно друг друга. Не перемещаясь в пространстве, каждая макромолекула находится в непрерывном движении, которое выражается в смене ее конформаций.

Гибкость макромолекул характеризует величина сегмента, т. е. число звеньев в ней, которые в условиях данного конкретного воздействия на полимер проявляют себя как кинетически самостоятельные единицы, например в поле ТВЧ как диполи. По реакции к внешним электрическим полям различают полярные (ПЭ, ПП) и неполярные (ПВХ, полиаксилонитрил) полимеры. Между макромолекулами действуют силы притяжения, вызванные ван-дер-ваальсовым взаимодействием, а также водородными связями, ионным взаимодействием. Силы притяжения проявляются при сближении макромолекул на 0,3—0,4 им.

Полярные и неполярные полимеры (пластмассы) между собой несовместимы — между их макромолекулами не возникает взаимодействия (притяжения), т. е. они между собой не свариваются.

Надмолекулярная структура, ориентация

По структуре различают два вида пластмасс — кристаллические и аморфные. В кристаллических в отличие от аморфных наблюдается не только ближний, но и дальний порядок. При переходе из вязко-текучего состояния в твердое макромолекулы кристаллических полимеров образуют упорядоченные ассоциации-кристаллиты преимущественно в виде сферолитов (рис. 37.1). Чем меньше скорость охлаждения расплава термопласта, тем крупнее вырастают сферолиты. Однако и в кристаллических полимерах всегда остаются аморфные участки. Изменяя скорость охлаждения, можно регулировать структуру, а следовательно, и свойства сварного соединения.

Резкое различие продольных и поперечных размеров макромолекул приводит к возможности существования специфического для полимеров ориентированного состояния. Оно характеризуется расположением осей цепных макромолекул преимущественно вдоль одного направления, что приводит к проявлению анизотропии свойств изделия из пластмассы. Получение ориентированных пластмасс осуществляется путем их одноосной (5—10-кратной) вытяжки при комнатной или повышенной температуре. Однако при нагреве (в том числе и при сварке) эффект ориентации снижается или исчезает, так как макромолекулы вновь принимают термодинамически наиболее вероятные конфигурации (конформации) благодаря энтропийной упругости, обусловленной движением сегментов.

Реакция пластмасс на термомеханический цикл

Все конструкционные термопласты при нормальных температурах находятся в твердом состоянии (кристаллическом или застеклованном). Выше температуры стеклования (Тст) аморфные пластмассы переходят в эластическое (резиноподобное) состояние. При дальнейшем нагреве выше температуры плавления (Tпл) кристаллические полимеры переходят в аморфное состояние. Выше температуры текучести ТT и кристаллические, и аморфные пластмассы переходят в вязкотекучее состояние Все эти изменения состояния обычно описываются термомеханическими кривыми (рис. 37.2), являющимися важнейшими технологическими характеристиками пластмасс. Образование сварного соединения происходит в интервале вязкотекучего состояния термопластов. Реактопласты при нагреве выше ТT претерпевают радикальные процессы и в отличие от термопластов образуют пространственные полимерные сетки, не способные к взаимодействию без их разрушения, на что требуется применение специальных химических присадок.

Основные пластмассы для сварных конструкций

Наиболее распространенными конструкционными пластмассами являются группы термопластов на основе полиолефинов: полиэтилена высокого и низкого давления, полипропилена, полиизобутилена.

Полиэтилен [..—СН2—СН2—. ]n высокого и низкого давления — кристаллические термопласты, отличающиеся между собой прочностью, жесткостью, температурой текучести. Полипропилен [—СН2—СН(СН3)—]n более температуростоек, чем полиэтилен, и обладает большей прочностью и жесткостью.

В значительных объемах используются хлорсодержащие пластики на основе полимеров и сополимеров винилхлорида и винилиденхлорида.

Поливинилхлорид (ПВХ) [—(СН2—СНСl—)]n — аморфный полимер линейного строения, в исходном состоянии является жестким материалом При добавке к нему пластификатора можно получить очень пластичный и хорошо сваривающийся материал — пластикат. Из жесткого ПВХ — винипласта — изготавливают листы, трубы, прутки, а из пластиката — пленку, шланги и другие изделия. Из ПВХ изготавливаются также вспененные материалы (пенопласты).

Значительную группу полимеров и пластмасс на их основе составляют полиамиды, содержащие в цепи макромолекул амидные группы [—СО—Н—]. Это в большинстве кристаллические термопласты с четко выраженной температурой плавления. Отечественная промышленность выпускает главным образом алифатические полиамиды, используемые для изготовления волокон, отливки деталей машин, получения пленок. К полиамидам относятся, в частности, широко известные поликапролактам и полнамид-66 (капрон).

Наибольшую известность из группы фторлонов получил политетрафтор-этилен-фторлон-4 (фторопласт 4). В отличие от других термопластов при нагреве он не переходит в вязкотекучее состояние даже при температуре деструкции (около 415°С), поэтому его сварка требует особых приемов. В настоящее время химической промышленностью освоен выпуск хорошо сваривающихся плавких фторлонов; Ф-4М, Ф-40, Ф-42 и др. Сварные конструкции из фторсодержащих пластиков обладают исключительно высокой стойкостью к агрессивным средам и могут воспринимать рабочие нагрузки в широком диапазоне температур.

На основе акриловой и метакриловой кислоты производятся акриловые пластики. Наиболее известная в практике производная на их основе — пластмасса полнметилметакрилат (торговая марка «плексиглас»). Эти пластики, обладающие высокой прозрачностью, используются как светопроводящие изделия (в виде листа, прутков и т. д.) Нашли применение также сополимеры метилметакрилата и акрилонитрила, которые обладают большей прочностью и твердостью. Все пластики этой группы хорошо свариваются.

Хорошей прозрачностью отличается группа пластиков на основе полистирола. Этот линейный термопласт хорошо сваривается тепловыми способами.

Для изготовления сварных конструкций преимущественно в электротехнической промышленности используют сополимеры стирола с метилстиролом, акрилонитрилом, метилметакрилатом и, в частности, акрилонитрилбутадиенстирольные (АБС) пластики. Последние отличаются от хрупкого полистирола более высокой ударной прочностью и теплостойкостью.

В сварных конструкциях находят применение пластмассы на основе поликарбонатов — сложных полиэфиров угольной кислоты. Они обладают более высокой вязкостью расплава, чем другие термопласты, однако свариваются удовлетворительно. Из них изготавливают пленки, листы, трубы и различные детали, в том числе декоративные. Характерными особенностями являются высокие диэлектрические и поляризационные свойства.

Формообразование деталей из пластмасс

Термопласты поставляются для переработки в гранулах размером 3—5 мм. Основными технологическими процессами изготовления полуфабрикатов и деталей из них являются: экструзия, литье, прессование, каландрирование, производимые в температурном интервале вязкотекучего состояния.

Трубопроводы из полиэтиленовых и поливинилхлоридных труб применяют для транспорта агрессивных продуктов, в том числе нефти и газа с содержанием сероводорода и углекислоты и химических (неароматических) реагентов в химическом производстве. Резервуары и цистерны для перевозки кислот и щелочей, травильные ванны и другие сосуды облицовываются пластмассовыми листами, соединяемыми с помощью сварки Герметизация пластикатом помещений, загрязняемых изотопами, покрытие полов линолеумом также осуществляются с помощью сварки. Консервация пищевых продуктов в тубы, коробки и банки, упаковка товаров и почтовых посылок резко ускоряются с применением сварки.

Машиностроительные детали. В химическом машиностроении свариваются корпуса и лопатки различного рода смесителей, корпуса и роторы насосов для перекачки агрессивных сред, фильтры, подшипники и прокладки из фторопласта, из полистирола сваривается осветительная арматура, из капрона неэлектропроводные шестерни, валики, муфточки, штоки, из фторлона — несмазывающиеся подшипники, вытеснители топлива и т д.

Оценка свариваемости пластмасс

Основные стадии процесса сварки

Процесс сварки термопластов состоит в активации свариваемых поверхностей деталей, либо находящихся уже в контакте (сварка ТВЧ, СВЧ), либо приводимых в контакт после (сварка нагретым инструментом, газом, ИК-излучением и т. д.) или одновременно с активизацией (сварка трением, УЗ-сварка).

При плотном контакте активированных слоев должны реализоваться силы межмолекулярного взаимодействия.

В процессе образования сварных соединений (при охлаждении) происходит формирование надмолекулярных структур в шве, а также развитие полей собственных напряжений и их релаксация. Эти конкурирующие процессы определяют конечные свойства сварного соединения. Технологическая задача сварки состоит в том, чтобы максимально приблизить по свойствам шов к исходному — основному материалу.

Механизм образования сварных соединений

Реологическая концепция. Согласно реологической концепции, механизм образования сварного соединения включает два этапа — на макроскопическом и микроскопическом уровнях. При сближении под давлением активированных тем или иным способом поверхностей соединяемых деталей вследствие сдвиговых деформаций происходит течение расплава полимера. В результате этого удаляются из зоны контакта ингредиенты, препятствующие сближению и взаимодействию ювенильных макромолекул (эвакуируются газовые, окисленные прослойки). Вследствие разности скоростей течения расплава не исключено и перемешивание макрообъемов расплава в зоне контакта. Только после удаления или разрушения дефектных слоев в зоне контакта, когда ювенильные макромолекулы сблизятся на расстояния действия Ван-дер-Ваальсовых сил, возникает взаимодействие (схватывание) между макромолекулами слоев соединяемых поверхностей деталей. Этот аутогезионный процесс происходит на микроуровне. Он сопровождается взаимодиффузией макромолекул, обусловленной энергетическим потенциалом и неравномерностью градиента температур в зоне свариваемых поверхностей.

Итак, чтобы образовалось сварное соединение двух поверхностей, необходимо прежде всего обеспечить течение расплава в этой зоне.

Течение расплава в зоне сварки зависит от его вязкости: чем меньше вязкость, тем активнее происходят сдвиговые деформации в расплаве — разрушение и удаление дефектных слоев на контактирующих поверхностях, тем меньшее давление необходимо прилагать для соединения деталей.

Вязкость расплава в свою очередь зависит от природы пластмассы (молекулярной массы, разветвленности макромолекул полимера) и температуры нагрева в интервале вязкотекучести. Следовательно, вязкость может служить одним из признаков, определяющих свариваемость пластмассы: чем она меньше в интервале вязкотекучести, тем лучше свариваемость и, наоборот, чем больше вязкость, тем сложнее разрушить и удалить из зоны контакта ингредиенты, препятствующие взаимодействию макромолекул. Однако нагрев для каждого полимера ограничен определенной температурой деструкции Тд, выше которой происходит его разложение — деструкция. Термопласты различаются по граничным значениям температурного интервала вязкотекучести, т. е. между температурой их текучести ТT и деструкции Тд (табл. 37.2).

Классификация термопластов по их свариваемости. Чем шире интервал вязкотекучести термопласта (рис. 37.3), тем практически проще получить качественное сварное соединение, ибо отклонения по температуре в зоне шва отражаются менее на величине вязкости. Наряду с интервалом вязкотекучести и минимальным уровнем в нем значений вязкости заметную роль играет в реологических процессах при образовании шва градиент изменения вязкости в этом интервале. За количественные показатели свариваемости приняты: температурный интервал вязкотекучести ΔT, минимальное значение вязкости ηmin и градиент изменения вязкости в этом интервале.

По свариваемости все термопластичные пластмассы можно разбить по этим показателям на четыре группы (табл. 37.3).

Сварка термопластичных пластмасс возможна, если материал переходит в состояние вязкого расплава, если его температурный интервал вязкотекучести достаточно широк, а градиент изменения вязкости в этом интервале минимальный, так как взаимодействие макромолекул в зоне контакта происходит по границе, обладающей одинаковой вязкостью.

В общем случае температура сварки назначается, исходя из анализа термомеханической кривой для свариваемой пластмассы, принимаем ее на 10—15° ниже Тд. Давление принимается такое, чтобы эвакуировать расплав поверхностного слоя в грат либо разрушить его, исходя из конкретной глубины проплавления и теплофизических показателей свариваемого материала. Время выдержки tCB определяется исходя из достижения квазистационарного состояния оплавления и проплавления либо по формуле

где t — константа, имеющая размерность времени и зависящая от толщины соединяемого материала и способа нагрева; Q — энергия активации; R — газовая постоянная; Т — температура сварки.

При экспериментальной оценке свариваемости пластмасс фундаментальным показателем является длительная прочность сварного соединения, работающего в конкретных условиях по сравнению с основным материалом.

Испытываются образцы, вырубленные из сварного соединения, на одноосное растяжение. При этом временной фактор моделируется температурой, т. е. используется принцип температурно-временной суперпозиции, основанный на допущении, что при данном напряжении связь между длительной прочностью к температурой однозначна (метод Ларсона-Миллера).

Методы повышения свариваемости

Схемы механизма образования сварных соединений термопластов. Повышение их свариваемости может производиться за счет расширения температурного интервала вязкотекучести, интенсификации удаления ингредиентов или разрушения дефектных слоев в зоне контакта, препятствующих сближению и взаимодействию ювенильных макромолекул.

Возможно несколько путей:

введение в зону контакта присадки в случае недостаточного количества расплава (при сварке армированных пленок), при сварке разнородных термопластов присадка по составу должна обладать сродством к обоим свариваемым материалам;

введение в зону сварки растворителя или более пластифицированной присадки;

принудительное перемешивание расплава в шве путем смещения соединяемых деталей не только вдоль линии осадки, но и возвратно-поступательно поперек шва на 1,5—2 мм или наложением ультразвуковых колебаний. Активизация в зоне контакта перемешивания расплава может производиться после оплавления стыкуемых кромок нагревательным инструментом, имеющим ребристую поверхность. Свойства сварного соединения могут быть улучшены последующей термической обработкой соединения. При этом снимаются не только остаточные напряжения, но возможно исправление структуры в шве и околошовной зоне, особенно у кристаллических полимеров. Многие из изложенных мероприятий приближают свойства сварных соединений к свойствам основного материала.

При сварке ориентированных пластмасс во избежание потери их прочности вследствие переориентации при нагреве до вязко-текучего состояния полимера применяют химическую сварку, т. е. процесс, при котором в зоне контакта реализуются радикальные (химические) связи между макромолекулами. Химическую сварку применяют и при соединении реактопластов, детали из которых не могут переходить при повторном нагреве в вязкотекучее состояние. Для инициирования химических реакций в зону соединения при такой сварке вводят различные реагенты в зависимости от соединяемого вида пластмасс. Процесс химической сварки, как правило, производится при нагреве места сварки.

Волченко В.Н. Сварка и свариваемые материалы т.1. -M. 1991

Слово полимер широко вошло в обиход, однако, не все точно знают, что оно означает. Каждого из нас окружают предметы, сделанные из полимеров. Что это такое и чем они полезны для человека?

Сложная химия полимеров доступными словами.

Высокомолекулярные соединения, состоящие из повторяющихся мономерных звеньев, которые соединяются химическими связями или слабыми межмолекулярными силами и характеризующиеся определенным набором свойств, называют полимерами. Они бывают разного происхождения:

  • Органические;
  • Неорганические;
  • Элементоорганические.

Основные свойства полимеров – эластичность и почти полное отсутствие хрупкости их кристаллических соединений нашли широкое применение в производстве пластиковых изделий. Под влиянием направленных механических воздействий молекулы полимеров имеют способность к ориентированию.

Разделяют полимеры и по реакции на температурные режимы – одни из них могут плавиться в процессе нагрева и возвращаться в исходное состояние при охлаждении. Эти полимеры получили название термопластичных, а ряд полимеров, которые при нагреве разрушаются, минуя стадию плавления, относят к термореактивным.

По происхождению различают полимеры природные и синтетические.

В промышленности полимерное сырье используется практически во всех областях. За счет способности некоторых полимеров после переработки принимать свои исходные свойства, существуют производства, выпускающие вторичное полимерное сырье. Используется вторичное полимерное сырье на те же цели, что и первичное, однако его применение имеет ряд ограничений для использования в пищевой и медицинской промышленности.

Первичное полимерное сырье

Рассмотрим основные характеристики некоторых видов первичного полимерного сырья.

Полипропилен – синтетический. Вещество белого цвета, выпускается в виде твердых гранул. Имеет много модификаций, среди которых гомополимер, вспенивающийся полипропилен, каучуковый и металлоценовый полипропилен. Ссылка на каталог: Полипропилен

Полистирол – термопластический синтетический полимер. Твердый, стеклообразный. Хороший диэлектрик, отличается устойчивостью к радиоактивным воздействиям, инертен к кислотам и щелочным растворам (за исключением ледяной уксусной и азотной кислоты). Гранулы полистирола прозрачны и имеют цилиндрическую форму. Используются для производства различной продукции методом экструзионного выдавливания. Ссылка на каталог: Полистирол

Полиэтилен низкого давления – кристаллические малопрозрачные гранулы высокой плотности. Всем известны «шумные» пакеты из ПНД, способные выдержать высокие нагрузки. Путем экструзии из него выдувают очень тонкие пленки. Ссылка на каталог: ПНД

Полиэтилен высокого давления – гранулы белого цвета с красивой гладкой глянцевой поверхностью. Имеет второе название – полиэтилен низкой плотности. Рекомендован для использования в пищевой промышленности и для изготовления изделий медицинского назначения. Ссылка на каталог: ПВД

Поливинилхлорид (ПВХ) – сыпучий порошок с размером частиц до 200 мкм. Легко перерабатывается в твердые и мягкие пластики. Используется для производства труб, пленок, линолеума и других изделий технического назначения. Ссылка на каталог: ПВХ ( Поливинилхлорид )

Линейный полиэтилен высокого давления – используют для выпуска тонких эластичных упаковочных пленок и пленок для ламинирования. По свойствам занимает среднее положение между полиэтиленом низкой и полиэтиленом высокой плотности. Работы по усовершенствованию его свойств не прекращаются. Ссылка на каталог: Линейный полиэтилен низкой плотности ЛПЭНП (LLDPE)

Вторичное полимерное сырье

На многих предприятиях с целью экономии бракованная продукция из полимерных пластиков поступает на вторичную переработку, обеспечивая безотходное производство. Наряду с этим существует целое направление бизнеса по переработке отходов во вторичные гранулы полимера для продажи. Процесс многоступенчатый, весь цикл от сбора и закупки бытовых пластиковых отходов, сортировке, промывке, дробления и переработки в гранулы довольно трудоемкий. Однако готовая продукция по своим свойствам практически не отличается от первичного сырья и успешно используется во многих производствах. Выпуск вторичного полимерного сырья – важная и нужная отрасль народного хозяйства, позволяющая сэкономить огромные средства на отсутствии необходимости утилизации отработанных пластиков.

Что выбрать?

Вопрос какое сырье выбрать стоит перед каждым производителем. И если у вторичного сырья есть очевидный плюс – низкая цена. То не менее очевидны и его минусы:

  • Нестабильность свойств
  • Наличие посторонних примесей
  • Нет уверенности в марке полимера

Автоматически вытекают плюсы первичного полимерного сырья:

  • Стабильные свойства
  • Точно известна марка
  • Абсолютная чистота
  • Стабильные поставки

Как производятся пластмассы • Plastics Europe

Пластмассы изготавливаются из природных материалов, таких как целлюлоза, уголь, природный газ, соль и сырая нефть, в процессе полимеризации или поликонденсации.

Пластмассы получают из природных органических материалов, таких как целлюлоза, уголь, природный газ, соль и, конечно же, сырая нефть. Сырая нефть представляет собой сложную смесь тысяч соединений, и ее необходимо обработать, прежде чем ее можно будет использовать. Производство пластмасс начинается с перегонки сырой нефти на нефтеперерабатывающем заводе.Это разделяет тяжелую сырую нефть на группы более легких компонентов, называемых фракциями. Каждая фракция представляет собой смесь углеводородных цепочек (химических соединений, состоящих из углерода и водорода), различающихся размерами и строением молекул. Одна из этих фракций, нафта, является важнейшим соединением для производства пластмасс.

Для производства пластмасс используются два основных процесса – полимеризация и поликонденсация, и оба они требуют специальных катализаторов. В реакторе полимеризации мономеры, такие как этилен и пропилен, соединяются вместе, образуя длинные полимерные цепи.Каждый полимер имеет свои свойства, структуру и размер в зависимости от различных типов используемых основных мономеров.

Существует множество различных типов пластмасс, которые можно разделить на два основных семейства полимеров:

    • Термопласты (которые размягчаются при нагревании, а затем снова затвердевают при охлаждении).
      • Термореактивные материалы (которые никогда не размягчаются после формования).

Примеры термопластов и термореактивных материалов
Примеры термопластов Примеры термореактивных
акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС)
Поликарбонат (PC)
полиэтилен (ПЭ)
Полиэтилентерефталат (ПЭТ)
политетрафторэтилена (ПТФЭ)
поливинилхлорид (ПВХ)
Полиметилметакрилат (ПММА)
Полипропилен (ПП)
Полистирол (ПС)
Пенополистирол (EPS)
Эпоксид (EP)
Фенолформальдегид (PF)
Полиуретан (PUR)
Ненасыщенные полиэфирные смолы (UP)

Узнайте больше о различных видах пластика.

Пластмассовый трубопровод: всплеск нового производства на подходе

По мере роста общественного беспокойства по поводу загрязнения пластиком потребители тянутся к холщовым мешкам, металлическим соломинкам и многоразовым бутылкам для воды. Но в то время как люди беспокоятся об океанских мусорных круговоротах, производители ископаемого топлива и нефтехимическая промышленность вкладывают миллиарды долларов в новые заводы, предназначенные для производства на миллионы тонн пластика больше, чем они производят сейчас.

Такие компании, как ExxonMobil, Shell и Saudi Aramco, наращивают производство пластика, который производится из нефти и газа и их побочных продуктов, чтобы застраховаться от возможности того, что серьезная глобальная реакция на изменение климата может снизить спрос на их топливо, считают аналитики. сказать.По данным Международного энергетического агентства (МЭА), на долю нефтехимии, в которую входит пластик, в настоящее время приходится 14 процентов потребления нефти, и ожидается, что в период до 2050 года она будет стимулировать половину роста спроса на нефть. Всемирный экономический форум прогнозирует, что производство пластика удвоится в ближайшие 20 лет.

«В контексте того, что мир пытается отказаться от ископаемого топлива в качестве источника энергии, именно здесь [нефтегазовые компании] видят рост», — сказал Стивен Фейт, штатный юрист Центра международного экологического права, группа адвокатов.

А поскольку бум гидроразрыва пласта в Америке выявляет наряду с природным газом большое количество этана в качестве исходного сырья для пластика, Соединенные Штаты представляют собой большую зону роста производства пластика. При низких ценах на природный газ многие операции по гидроразрыву пласта убыточны, поэтому производители стремились найти применение этану, который они получают в качестве побочного продукта бурения.

С 2010 года компании инвестировали более 200 миллиардов долларов в 333 проекта по пластику и другим химическим веществам в США.С.

«Они ищут способ монетизировать его», — сказал Фейт. «Вы можете думать о пластике как о своего рода субсидии на фрекинг».

Нефтехимический центр Америки исторически был побережьем Мексиканского залива в Техасе и Луизиане, с участком вдоль нижнего течения реки Миссисипи, получившим название «Аллея рака» из-за воздействия токсичных выбросов. Продюсеры расширяют свое присутствие там с множеством новых проектов и предложениями о большем. Они также стремятся создать новый пластиковый коридор в Огайо, Пенсильвании и Западной Вирджинии, где буровые скважины богаты этаном.

Shell строит в Монаке, штат Пенсильвания, в 25 милях к северо-западу от Питтсбурга завод по крекингу этана стоимостью 6 миллиардов долларов — объект, который превращает этан в этилен, строительный блок для многих видов пластика. Ожидается, что после открытия в начале 2020-х годов завод будет производить до 1,6 млн тонн пластика в год. Это просто самая важная часть того, что отрасль называет «возрождением в производстве пластмасс в США», чья продукция идет не только на упаковку и одноразовые предметы, такие как столовые приборы, бутылки и пакеты, но и на более долговечные виды использования, такие как строительство. материалы и детали для автомобилей и самолетов.

Промышленный бум, вызванный гидроразрывом пласта, вновь вызывает обеспокоенность по поводу загрязнения окружающей среды в Питтсбурге. Подробнее.

С 2010 года компании инвестировали более 200 миллиардов долларов в 333 проекта по производству пластика и других химических веществ в США, включая расширение существующих объектов, новых заводов и связанной с ними инфраструктуры, такой как трубопроводы, сообщает Американский химический совет, отраслевой орган. В то время как некоторые из них уже запущены или строятся, другие проекты ожидают одобрения регулирующих органов.

«Вот почему 2020 год так важен. Многие из этих объектов находятся в процессе получения разрешений. Мы очень близки к тому, чтобы все это было слишком поздно», — сказала Джудит Энк, основатель Beyond Plastics и бывший региональный директор Агентства по охране окружающей среды США. пластиковое будущее, от которого будет трудно оправиться».

Строительство завода по производству этанового крекинга Shell Chemical Appalachia в Монаке, штат Пенсильвания, апрель 2019 года.AP Photo/Gene J. Puskar

Воздействие выходит за рамки проблемы отходов, которая находится в центре общественного внимания. Хотя пластик часто рассматривается как отдельная от изменения климата проблема, как его производство, так и последующая жизнь на самом деле являются основными источниками выбросов парниковых газов.

Глобальные выбросы, связанные с пластиком — сейчас чуть менее 900 миллионов тонн эквивалента углекислого газа в год — могут к 2030 году достичь 1,3 миллиарда тонн, что соответствует почти 300 угольным электростанциям, обнаружил Центр международного права окружающей среды.Если объем производства будет расти, как и планировалось, пластик будет потреблять от 10 до 13 процентов допустимых выбросов углерода, если потепление не превысит 1,5 градуса по Цельсию, сообщает центр.

Эти выбросы происходят почти на каждом этапе жизни пластика. Во-первых, энергоемкость добычи нефти и газа. Кроме того, крекинг этана требует огромного количества энергии с сопутствующим большим выбросом парниковых газов. Завод Shell имеет разрешение, позволяющее ежегодно выбрасывать в атмосферу столько же углекислого газа, сколько 480 000 автомобилей.

Приблизительно 12 процентов всего пластика сжигается, высвобождая больше парниковых газов, а также опасных токсинов, включая диоксины и тяжелые металлы. Промышленность способствует расширению сжигания отходов на заводах по переработке отходов в электроэнергию, которые она описывает как источник возобновляемой энергии. Более того, новое исследование предполагает, что пластик в окружающей среде выделяет парниковые газы по мере его разложения — потенциально обширный и неконтролируемый источник выбросов.

Источник: Центр международного экологического права

.

Промышленность утверждает, что пластик имеет много преимуществ, в том числе экологических.Это делает автомобили легче и, следовательно, более эффективными, изолирует дома, сокращает количество отходов за счет продления срока службы продуктов питания и поддерживает чистоту медицинских принадлежностей, помимо многих других целей, сказал Кит Кристман, управляющий директор по рынкам пластика в Американском химическом совете.

«Эти вещи останутся важными приложениями для защиты нашего здоровья и общества в будущем», — сказал он. «Главное здесь — контекст. Если вы не собираетесь использовать пластик, что вы собираетесь использовать вместо него?» По его словам, альтернативы, такие как сталь, стекло и алюминий, сами по себе имеют негативное воздействие, в том числе углеродный след, который может быть больше, чем у пластика.И в то время как критики сосредотачиваются на одноразовых предметах, которые кажутся легкомысленными, большая часть пластика используется дольше, сказал он.

Тем не менее, удобство — например, желание потребителей есть и пить на ходу — является важным фактором использования пластика в богатых странах. И развивающийся мир также стал важным новым рынком. В некоторых частях Азии международные компании продают отдельные порции таких продуктов, как шампунь, мыло и лосьон, потребителям с низким доходом в индивидуальных упаковках. Но в то время как промышленность указывает на отсутствие инфраструктуры управления отходами в бедных странах как на причину проблемы пластика в океане, американцы используют в десятки раз больше пластика на душу населения, чем индийцы, в пять раз больше, чем индонезийцы, и почти в три раза больше, чем китайцы.

Помимо воздействия на климат, нефтехимическое производство может выделять переносимые по воздуху токсины, такие как 1,3-бутадиен, бензол и толуол, вызывая рак и другие заболевания. Многие заводы находятся в бедных районах, часто в цветных сообществах, хотя по мере того, как фрекинг приводит к расширению в сельские районы, бедные белые сообщества, вероятно, также будут все более затронуты.

«Я думаю, у общественности неправильное представление о масштабах воздействия пластика, особенно на здоровье человека», — говорит один активист.

Еще одна проблема — пожары и взрывы. За день до Дня Благодарения пожар на заводе Texas Petroleum Chemical в Порт-Нечесе вызвал два взрыва, вынудив 50 000 человек покинуть свои дома. Через неделю власти выпустили еще одно предупреждение об эвакуации после того, как мониторы воздуха обнаружили высокий уровень канцерогенного 1,3-бутадиена.

Это был четвертый крупный нефтехимический пожар в штате в 2019 году. «Это природа того места, где мы живем, и неприятный побочный эффект всего этого производства», — сказала Иветт Арельяно из Службы защиты окружающей среды Техаса.«Я думаю, что широкая общественность неправильно понимает всю широту воздействия пластика, особенно в отношении здоровья человека».

Тем не менее, многие приветствуют появление рабочих мест на нефтехимических предприятиях, особенно в районах, пострадавших от сокращения угольной и других отраслей промышленности. Пенсильвания предоставила заводу Shell налоговые льготы на сумму 1,6 миллиарда долларов — одну из самых больших в истории штата — а официальные лица в Огайо и Западной Вирджинии обхаживают фирмы, стремящиеся построить больше установок для крекинга этана, хранилищ и трубопроводов.IHS Markit, компания, занимающаяся данными и анализом, заявила, что регион может производить достаточно этана для снабжения еще четырех крекинговых заводов, таких как Shell.

Одной из проблем отрасли является распространение законов, направленных на сокращение распространения пластика. Европейский союз запрещает одноразовые пластиковые предметы, включая столовые приборы, тарелки, соломинки, чашки и контейнеры для пищевых продуктов, начиная с 2021 года. Восемь штатов США и ряд городов объявили вне закона пластиковые пакеты для покупок, а также 34 африканские страны.

«Несмотря на эти усилия, спрос на пластик продолжает очень быстро расти» как в развивающихся, так и в более богатых странах, — сказал Питер Леви, ведущий автор отчета МЭА о будущем нефтехимии за 2018 год.Аналитики прогнозируют ежегодный рост спроса на 4 процента. «Увеличение мощности происходит не просто так», — сказал Леви.

Строительство российского нефтехимического завода ЗапСибНефтеХим на окраине Тобольска в октябре 2018 года.АНДРЕЙ БОРОДУЛИН/AFP через Getty Images

Ежегодное производство уже удвоилось с 2000 года, отчасти благодаря низкой стоимости и универсальности пластика. «Это что-то вроде материала мечты», — сказал Леви . «Если вы думаете о том, сколько вы можете положить в пластиковый пакет относительно того, сколько он весит, это замечательно. Это означает, что его заменители должны конкурировать на этом уровне».

Однако в случае с пластиком спрос исходит не непосредственно от потребителей, а от компаний, работающих в сфере производства продуктов питания, напитков, потребительских товаров и других секторов, которые используют его для упаковки своих товаров.

Американский химический совет стремится к тому, чтобы весь пластик был переработан или восстановлен к 2040 году, хотя критики отвергают эту цель как нереалистичную зеленую отмазку. ЕС, в дополнение к запрету на одноразовые предметы, также потребует, чтобы к 2025 году пластиковые бутылки содержали 25 процентов переработанного содержимого.

В отчете IHS Markit говорится, что технические возможности, логистика и экономика переработки не соответствуют таким амбициям. Переработка пластика технически сложна, и закрытие Китаем своих дверей для иностранных пластиковых отходов в 2018 году обнажило неадекватность глобальных систем переработки, в результате чего многие богатые страны остались с горами отходов.

Если производство не замедлится, говорит аналитик, «они просто найдут что-то еще, что можно завернуть в пластик».

Переработанный материал вряд ли будет составлять более 10-12 процентов будущего производства пластика, сказал Робин Уотерс, директор по анализу пластмасс IHS Markit и один из авторов отчета. По его словам, на виды товаров, на которые распространяются запреты, такие как европейские, приходится лишь около 5 процентов спроса на пластик.

Критики отрасли опасаются, что расширение предложения может гарантировать дополнительное использование пластика, независимо от того, хотят ли этого потребители.По словам Фейта, как только будут построены новые заводы по крекингу этана, производители захотят оставить их в рабочем состоянии, чтобы максимизировать прибыль.

Нагромождение: как китайский запрет на импорт отходов остановил глобальную переработку. Подробнее.

«Итак, следующая проблема заключается в том, что на рынке появятся новые способы получения пластика», — сказал он. «Это то, что мы видели [в прошлом] — все больше и больше вещей упаковано во все больше и больше пластика. Есть проблема с ударом крота.«Если производство не замедлится, — добавил он, — они просто найдут что-то еще, что можно завернуть в пластик».

Как делают пластик? Изменение климата является ключевым фактором

Пластик и топливо, согревающее планету (например, уголь, нефть и газ гидроразрыва), неразрывно связаны между собой. Все дело в способе изготовления пластика.

Это может показаться сюрпризом, но пластик представляет собой большую проблему для окружающей среды еще до того, как он загрязнит наши реки и океаны.Пластик вносит большой вклад в изменение климата.

Это связано с тем, что химические вещества, полученные в результате производства ископаемого топлива, используются для производства почти всех пластиков — более 99% из них.

Таким образом, чем больше пластика мы производим, тем больше этих нефтехимических продуктов нам нужно. И чем больше нефтехимии нам нужно, тем выше спрос на газ, нефть и даже уголь. То же топливо приводит к опасным изменениям климата.

Природе срочно нужны сильные цели, чтобы уменьшить все формы загрязнения.

Подпишите письмо правительству

Гидроразрыв пласта подпитывает пластиковый бум

Расширение добычи нефти и газа привело к снижению стоимости нефтехимии, что сделало производство новых пластиков более дешевым.

Фракинг является одним из главных виновников. Фракционный газ из Соединенных Штатов стимулирует огромные инвестиции в производство пластика по всему миру, в том числе в новые заводы по производству пластмасс в Европе.

Если фрекинг получит широкое распространение в Англии, часть этого газа вполне может стать сырьем для пластмасс.

Производство пластика уже является причиной 5% выбросов парниковых газов – газов, которые нагревают планету и вызывают более экстремальные погодные условия.

Эти газы выделяются при бурении нефтяных и газовых скважин, а также в результате потребления энергии в производстве пластмасс.Сжигание пластика в мусоросжигательных заводах также приводит к выбросу парниковых газов.

Узнайте больше о пластике и климате из нашего короткого видео и продолжайте читать ниже.

В целом, пластмассы составляют довольно небольшую часть спроса на нефть.Ежегодно в мире потребляется около 4 500 миллионов тонн (т) нефти, но только около 1 000 т нефтехимии (нефть и природный газ, используемые для производства химических продуктов), и из этой 1 000 т только около 350 т составляют пластмассы. (Тонна — это метрическая тонна, около 1,1 тонны США.)

Тем не менее, согласно прогнозам, пластик станет крупнейшим источником нового спроса на нефть в ближайшие десятилетия — по некоторым прогнозам, единственным реальным источником. Именно эти прогнозы используются отраслью для обоснования миллиардов долларов в новых проектах, поскольку нефтяные компании по всему миру переключают инвестиции в нефтехимию.

И крупные нефтяные компании делают все возможное, чтобы эти прогнозы сбылись: New York Times недавно опубликовала статью о расследовании, в которой раскрываются планы индустрии направить больше пластика и пластиковых отходов в Кению. Пластмассы — это тонкая тростинка, на которую промышленность возлагает все свои надежды.

Но новый отчет, опубликованный в сентябре компанией Carbon Tracker, опровергает эти надежды. В нем утверждается, что пластмассы, далекие от надежного источника роста, однозначно уязвимы для разрушения.Они подвергаются все большему контролю и регулированию во всем мире. Крупные компании по производству потребительских товаров, такие как Unilever, отказываются от них. И общественность восстает против них.

Если существующие решения будут полностью реализованы, рост производства пластика может упасть до нуля. И если это произойдет, то не останется источника роста чистого спроса на нефть, и 2019 год почти наверняка станет годом пика добычи ископаемого топлива.

Давайте рассмотрим несколько основных моментов из отчета.

Предполагается, что пластик будет стимулировать рост спроса на нефть

В отчете разбиваются прогнозы двух уважаемых источников данных и анализа в области энергетики, BP и МЭА.

С 2020 по 2040 год BP ожидает, что пластмассы будут составлять 95 процентов чистого роста спроса на нефть.

Углеродный трекер

По прогнозам МЭА, пластмассы являются крупнейшим источником роста спроса, на который приходится 45 процентов от общего объема. Как BP, так и IEA считают, что индустрия пластмасс в следующем году будет расти примерно на 2% в год.

Крупные нефтяные компании настроены более оптимистично.Они утверждают, что индустрия пластмасс сохранит темпы роста, которые она демонстрировала с 2010 года, то есть 4 процента. (Например, Exxon рекламировала 4 процента на своем дне инвестора в мае 2020 года.) Такой рост будет означать удвоение спроса через 18–24 года, «и это, похоже, то, к чему готовится отрасль», — говорится в отчете. . «Нефтехимическая промышленность уже сталкивается с огромным избытком производственных мощностей, но планирует потратить еще 400 миллиардов долларов на 80 млн тонн новых мощностей».

Глобальные и национальные нефтяные компании переносят инвестиции в нефтехимию из Саудовской Аравии в Китай.Но радужные прогнозы роста отрасли могут не сбыться.

«Чтобы достичь роста глобального спроса на 4 процента, необходимо обеспечить 2-процентный рост в странах ОЭСР, 4-процентный рост в Китае и 6-процентный рост в остальном мире», — говорит Бонд, ведущий автор. отчета. «Я бы предположил, что все три из них немного натянуты».

Четыре причины, по которым пластик может не вырасти, как прогнозируется

Отраслевые прогнозы роста производства пластмасс представляют собой нечто вроде мира грез, игнорируя некоторые недавние тенденции и изменения.В отчете указаны четыре.

1. Увеличение выбросов углерода не круто в эпоху Парижского соглашения

Вычисление углеродного следа пластика — сложная задача — он производит CO2 на каждом этапе своего жизненного цикла, включая утилизацию, — но лучшие исследования показывают, что в среднем он составляет около 5 тонн CO2 на тонну пластика (больше, если он сожжен, меньше, если он захоронен). Это примерно в два раза больше CO2, чем тонна нефти.

Если спрос на пластик будет расти, как прогнозируется, ежегодные выбросы, связанные с пластиком, удвоятся к середине века и составят примерно 3.5 гигатонн. И если бы он это сделал, SYSTEMIQ (компания, которая исследует и продвигает изменения в использовании материалов, которая предоставила данные для отчета) подсчитала, что она использовала бы 19 процентов всего оставшегося глобального углеродного бюджета.

«Если один сектор планирует удвоить свой углеродный след, в то время как остальной мир планирует постепенно сокращать выбросы, — говорится в отчете, — это явно не имеет смысла». Политики этого не допустят.

2. Пластик производит внешние затраты, которые почти равны его общей рыночной стоимости

Производство пластмасс возлагает на общество всевозможные издержки, которые ему не нужно платить («внешние последствия»): оно выделяет углекислый газ, загрязняет воздух, его необходимо собирать и сортировать, и значительная его часть оказывается В океане.

Суммируя все эти затраты, опираясь на последние исследования, в отчете получается, что общая стоимость внешних эффектов составляет от 800 до 1400 долларов за тонну, при этом «не менее 1000 долларов» используется в качестве разумного эмпирического правила.

Углеродный трекер

И это не включает некоторые расходы, которые отчет не смог определить количественно, в том числе микропластик (в морях, водах и продуктах питания) и «наземную утечку» или пластик, который в конечном итоге оказывается мусором на суше.

Имея в виду эти затраты, в отчете рассматриваются субсидии и налоги, с которыми сталкивается отрасль, чтобы выяснить, включены ли какие-либо из этих затрат. Короче говоря: их нет. Промышленность получает примерно 33 доллара за тонну в виде субсидий (12 миллиардов долларов в совокупности), что не так уж и много по большому счету, но оказывается больше, чем промышленность платит в виде налогов (2 миллиарда долларов в совокупности, при оптимистичных предположениях). .

Таким образом, в общей сложности тонна пластика требует около 1000 долларов неоплаченных внешних издержек, что составляет около 1 доллара за килограмм, или 350 миллиардов долларов в год.«Средняя стоимость тонны пластика составляет 1000-1500 долларов, — говорится в отчете, — поэтому субсидия остальной части общества для индустрии пластмасс лишь немногим меньше, чем общая стоимость продаж отрасли».

Эти «неоплаченные» внешние затраты, конечно же, оплачиваются сегодня — они не исчезают. Просто им в подавляющем большинстве платят бедные люди и люди, живущие в бедных странах, те, кто живет рядом с мусоросжигательными заводами, собирает пластиковые отходы и живет в условиях наиболее концентрированного загрязнения воздуха и воды.

Возложение расходов на бедных, чтобы богатые компании, производящие пластмассы, могли получить прибыль, является нарушением прав человека.

3. Производство пластмасс чрезвычайно расточительно

В отчете обобщаются четыре аспекта расточительного поведения в отрасли.

Во-первых, лучшие исследования показывают, что около 36 процентов всего производимого пластика предназначено для одноразового использования. Во-вторых, 40% пластиковых отходов используются неправильно: «5% попадает в океан, 22% — в открытое сжигание и 14% — в наземную утечку», — говорится в отчете.В-третьих, уровень утилизации в отрасли крайне низок; 20 процентов пластика отправляются на переработку, но только около 5 процентов фактически заменяют первичный пластик. (Сравните это с коэффициентом вторичной переработки стали, алюминия и бумаги 60-80 процентов.)

И, в-четвертых, практически не существует руководств или инструкций по дизайну пластиковых изделий, так что можно практически все. Результатом стал поток одноразового, не подлежащего вторичной переработке пластикового мусора.

Промышленность в основном реагировала на такого рода критику дезинформацией и пропагандой, вместо того чтобы улучшать свою продукцию (что, честно говоря, традиционно работало для нее довольно хорошо).

«Это не та отрасль, которая вообще сосредоточена на эффективности или максимизации полезности», — говорится в отчете. «Это раздутый бегемот, созревший для разрушения».

И общественность готова его сорвать.

4. Общественность осознает огромную стоимость пластика

Вообще говоря, общественность и законодатели становятся все более обеспокоенными и активными в связи с изменением климата, и «инвесторы в секторе пластмасс просто заблуждаются, полагая, что этот сектор будет защищен от попыток решить эту проблему», — говорится в отчете.

Общественность также недовольна пластиковыми отходами, особенно в океанах. Опросы IPSOS, проведенные в 2019 году, показали, что от 70 до 80 процентов населения хотят сократить использование пластика и заставить промышленность согласиться, включая запрет на одноразовый пластик.

Углеродный трекер

Подобные настроения побуждают регулирующие органы принимать жесткие меры, как в ЕС, который ввел налог в размере 800 евро за тонну на непереработанные пластиковые отходы в рамках своего пакета экологических стимулов.

Данные показывают, что спрос на пластик в основном насыщен в странах ОЭСР, а это означает, что основная часть предполагаемого роста спроса должна исходить от Китая и других развивающихся рынков, но и там предпринимаются шаги по сокращению использования и утилизации пластика. Китай недавно запретил ряд одноразовых пластиковых изделий; ожидается, что многие другие страны последуют этому примеру.

Штат Нью-Йорк ввел запрет на пластиковые пакеты 19 октября, и эта политика вступила в силу 1 марта.

«Вы видите, как пластиковые пакеты висят на деревьях, разносятся ветром по улицам, на свалки и в наши водоемы, и нет сомнений, что они наносят огромный ущерб», — сказал губернатор Эндрю Куомо, подписывая закон. «Двенадцать миллионов баррелей нефти используются для изготовления пластиковых пакетов, которые мы используем каждый год, и к 2050 году в океанах будет больше пластика по весу, чем рыбы».

Таким образом, индустрия пластмасс раздута и расточительна, она сопряжена с огромными социальными и экологическими издержками, и людям это надоело.Это не рецепт устойчивого роста.

Есть готовые решения для уменьшения роста пластика

Поскольку политики серьезно относятся к пластмассам, существует ряд готовых решений, которые дешевле, чем существующее положение. Эти решения были перечислены и оценены компанией SYSTEMIQ в отчете под названием «Преодоление пластиковой волны», опубликованном ранее в этом году.

В целом кривая изгиба пластика выглядит так:

СИСТЕМИК

Максимальное использование трех наиболее масштабируемых и экономичных решений — снижение спроса за счет проектирования, повторного использования и новых моделей поставки; замена других продуктов, таких как компостируемые материалы или бумага; и лучшая переработка — вместе они составляют то, что SYSTEMIQ называет сценарием изменения системы (SCS).

В рамках SCS общий мировой спрос на пластик стабилизируется в 2020 г. и достигнет пика в 2030 г.

СИСТЕМИК

(Эти прогнозы были сделаны до Covid-19, поэтому, как и во многих других областях, возможно, что пик был сдвинут вперед. Wood Mackenzie прогнозирует 4-процентное падение спроса на пластик в 2020 году, хотя он также говорит, что вирус «приостановил отказ от одноразового пластика»).

Примечательно, что SCS также дешевле для промышленности, чем обычный бизнес.Инвестиции в новые технологии растут, но инвестиции в первичное производство и переработку резко сокращаются.

СИСТЕМИК

SCS также сократит сумму денег, которую правительства тратят на пластик (в основном на отходы), и создаст больше рабочих мест, чем обычно.

Если вас интересуют подробности — как улучшить дизайн пластиковых изделий, продлить их срок службы, сделать их более пригодными для вторичной переработки и обеспечить их надлежащую утилизацию — отчет SYSTEMIQ углубляется в сорняки.Достаточно сказать, что решения проблемы изобилия дешевого пластика и пластиковых отходов существуют. Они бы сэкономили деньги по сравнению со статус-кво. Они уменьшат загрязнение и создадут рабочие места.

И вместе они обеспечат, чтобы мировой спрос на пластмассы достиг пика и начал снижаться в течение десятилетия, что, в свою очередь, обеспечило бы то же самое глобальному спросу на нефть.

Политики просто должны активизироваться.

Политика в отношении пластмасс неблагоприятна для Большой Нефти

Вливание денег в пластик — отчаянная авантюра для Большой Нефти.Социальное давление, технологические инновации и экономические тенденции приближаются к его основному продукту, поэтому он пытается сделать боковой шаг в другую раздутую, загрязняющую окружающую среду отрасль.

Нефтехимическая промышленность уже обременена избыточными производственными мощностями, несмотря на то, что она вкладывает миллиарды в расширение мощностей. Если ожидаемый 4-процентный рост чудесным образом не проявится в глобальной экономике, сдерживаемой коронавирусом, в ближайшие несколько лет — а есть много причин полагать, что этого не произойдет — совокупный избыток производственных мощностей будет разрушительным, достаточным для подавления цен и отдачи от инвестиций. годами.

К тому времени, когда отрасль выползет из ямы, она найдет другой мир, где электромобили и тепловые насосы поедают ее основной рынок.

«Я не утверждаю, что мы потеряем цикличность нефти, — говорит Бонд, — я уверен, что на каком-то этапе в будущем у нас снова будут более высокие цены. Но это цикличность вокруг падающего среднего».

Пластики, вероятно, не спасут нефтегазовую отрасль. Вероятнее всего, пиковая точка многовекового, формирующего планету запоя человечества, связанного с ископаемым топливом, уже находится в зеркале заднего вида, и что «цикличность вокруг падающего среднего» будет основной правдой об ископаемом топливе до конца века. .

Происхождение пластмасс: удивительная история

Происхождение пластмасс: удивительная история

Организация экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) недавно опубликовала руководство, поощряющее использование химически устойчивых соединений на каждом этапе жизненного цикла производства пластмасс. Хотя ясно, что пластмассы по-прежнему необходимы для человеческого производства, соединения, используемые в будущем, больше не будут иметь неблагоприятного воздействия на окружающую среду, которое мы наблюдали в прошлом.

Возможно, вы удивитесь, узнав, что пластик не обязательно синтетический. Фактически, каучук, полученный из каучуковых деревьев, был первым широко используемым пластиком в мире. Слово «пластик» первоначально относилось к любому веществу, которое «податливо и легко формуется». Нашим самым ранним свидетельством происхождения пластмасс было использование натурального каучука в период расцвета культуры ольмеков в Мезоамерике.

Тысячи лет спустя Шарль Мари де Ла Кондамин представил образцы этого материала европейскому научному сообществу в 1736 году.В 1751 году в статье, написанной Франсуа Френо, были описаны свойства каучука, а в 1770 году английский инженер Эдвард Нэрн открыл его способность удалять карандашные пометки с бумаги, изобретя таким образом первый ластик.

Только после промышленной революции синтетические пластмассы проникли в современное общество. Эти пластмассы представляют собой семейство полимеров с длинными повторяющимися молекулами, состоящими в основном из углерода. Из-за их способности многократно реагировать друг с другом и с другими соединениями они остаются одним из самых универсальных материалов, используемых сегодня.Эта статья от Science Direct предоставит вам подробную хронологию происхождения и будущего пластмасс.

Восстание синтетических пластмасс

Первый синтетический полимер возник в результате относительно странного события в истории человечества. Рост популярности игры в бильярд привел к нехватке натуральной слоновой кости. Это побудило фирму в Нью-Йорке предложить 10 000 долларов любому, кто сможет найти замену.

Соблазненный призом, Джон Уэсли Хаятт начал экспериментировать с целлюлозой.В 1869 году он обнаружил, что, обрабатывая вещество, полученное из хлопкового волокна, камфорой, он может создавать изделия, имитирующие натуральные вещества, такие как панцирь черепахи, рог, лен и слоновая кость.

Этот революционный прорыв означал, что человечество больше не должно было зависеть от природных материалов для производства товаров и продуктов. Публика приветствовала его как спасителя обоих слонов (основной источник слоновой кости). в то время) и черепахи.

В 1907 году Лео Бакеланд изобрел бакелит, первый пластик, сделанный полностью из синтетических материалов.В поисках заменитель шеллака, он разработал бакелит для производства синтетических изоляторов. в период быстрой электрификации США. Бакеланд успех побудил химические компании инвестировать в исследования синтетических полимеров, и на рынок продолжали поступать новые виды пластмасс, пригодных для различных целей.

Производство пластмасс в новейшей истории

Во время Второй мировой войны промышленное применение для пластмасс привлекли внимание производителей.Изобретение нейлона. Уоллесом Карозерсом в 1935 году означало, что военные могут производить парашюты, веревки, подшлемники и бронежилеты. Точно так же оргстекло позволяло производители самолетов для разработки прочных окон. Производство пластмасс в США за этот период вырос на 300%.

После войны промышленность продолжала расширяться в течение 1950-е и 1960-е годы. Почти все натуральные продукты перестали быть необходимыми для процессы изготовления. От производства автомобилей до упаковки и мебели, пластмассы использовались повсеместно.Примерно в это же время человечество начало открытие опасностей материалов, сделанных из пластмассы.

Пожар на реке Кайахога в 1969 году начал подниматься опасения по поводу производственных технологий, используемых во время производства процессы. Примерно в это же время мы впервые увидели пластиковый мусор. в наших океанах.

Движение к экологичному пластику

Как мы теперь понимаем негативное влияние пластика производство и его продукты на окружающую среду, есть толчок к разработка новых, экологически чистых полимеров.Недавние усилия включают переработку пластика продукты, а также изучение жизнеспособности новых биоразлагаемых соединений.

Компания Thermal Press предлагает лучшие в отрасли машины, используемые для термообработки. сборка пластмасс. Если вам нужна дополнительная информация о наших настраиваемых технологий, позвоните нам по телефону 925-454-9800 или , заполните эту форму , чтобы поговорить с одним наших консультантов сегодня.

Теги: окружающая среда, материалы, пластик, экологичность

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.