Hogyan készül a műanyag?
A műanyag szó görög eredetű, ami „formázható vagy formázható”. A műanyag olyan anyag, amelyet szintetikus vagy félszintetikus szerves anyagokból készítenek, amelyek szilárd formába különböző formájúak lehetnek. A műanyagokat olyan elemek alkotják, mint a szén, hidrogén, oxigén, nitrogén, klór vagy kén. A műanyag darabok mindegyik molekulája több ezer atomból áll, amelyek nagy molekulatömegűek. A műanyag természetes termékekből, például nyersolajból, cellulózból, földgázból, szénből és sóból készül. A műanyagokat polimereknek is nevezik.
Polimerizáció
A legtöbb műanyag olajból készül, ahol a nehéz kőolaj frakcióvá válik. A frakciókat ezután szén- és hidrogénatomot tartalmazó kémiai vegyületekkel összekeverjük, amelyeket szénhidrogén láncoknak nevezünk. A szénhidrogén láncok molekulatömege és szerkezete különböznek. A benzin, az egyik frakció, elengedhetetlen a műanyag előállításához. A nyersanyag-molekulákat ezután katalizáljuk, hogy monomereket, például etént (C2H4), propént (C3H6) és butánt (C4H8) képezzünk. Ezeknek a monomereknek kettős kémiai kötése van a szénatomok között, amelyek végül reakciókat képeznek polimereknek nevezett láncok kialakítására. Az olyan nyersanyagokat, mint a xilolok és a polisztirol, izoláljuk és reagáltatjuk a nylonok és poliészterek előállításához szükséges monomerek előállítására. Ahhoz, hogy a desztillációs folyamat sikeres legyen, a monomereknek tisztáknak kell lenniük. A polimerizációnak két mechanizmusa van: az addíciós reakciók és a kondenzációs reakciók.
Kiegészítő reakciók
A katalizátor peroxidot arra használják, hogy a monomereket egymás mellett egymáshoz kapcsolják. A katalizátorok nem indítják el a kémiai reakciókat, de felgyorsítják azt. Polimerizációs reakciókat használnak polisztirol és polivinil-klorid esetében más vegyületek között. Ezek a reakciók nem hoznak létre melléktermékeket, és a folyadékokban elterjedt gázfázisban végezhetők el.
Kondenzációs reakciók
A kondenzációs polimerizáció olyan katalizátort alkalmaz, amely a monomert a szomszédos monomerrel, amely egy dimert (két sejt) és egy mellékterméket képez, reagál. A dimerek tetramereket (négy sejt) is alkothatnak. Ez a folyamat folytatódik. A melléktermékeket a reakció útján eltávolítják, így olyan lényeges termékeket kapunk, amelyek eldobják a vizet, valamint más melléktermékek, amelyek újrahasznosíthatók és felhasználhatók ugyanabban a folyamatban. A melléktermékek újrahasznosítása ebben a szakaszban szükséges az emberekre és a környezetre gyakorolt expozíció csökkentése érdekében, mivel káros vegyi vegyületeket tartalmaznak. A kondenzációs reakció az olvadt polimer tömegében megy végbe.
Végtermékek
A kondenzációs polimerizáció nylonokat és poliésztereket eredményez. A különböző monomer kombinációk különböző műanyagokat állítanak elő. Homopolimert (például műanyag tejkancsókat) állítunk elő, amikor minden monomer hasonló, míg más monomerek alkalmazásakor kopolimert (például mosószer-palackokat) állítunk elő. A különböző monomerek kombinálva a terméktől függően variáns tulajdonságú kopolimereket állítanak elő. A gyártó egyes műanyagokat merev vagy rugalmas, alacsony hőmérsékleten olvadó ragasztóanyagokat vagy magas hőmérséklet-ellenálló képességet biztosít a jármű alkatrészeinek. A folyamat a műanyagok széles körét teszi lehetővé.
