Műanyagok: osztályozás, főbb jellemzők, gyártási és feldolgozási technológiák

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

A műanyagok, vagy egyszerűen csak a műanyagok, természetes vagy szintetikus anyagokból készült nagy molekulatömegű vegyületek. Az ilyen anyagok fő jellemzője a képlékeny állapotba való átmenet lehetősége két tényező - magas hőmérséklet és nyomás - hatására. Emellett az is fontos, hogy ezt követően a massza meg tudja tartani a neki adott formát.

A műanyagok általános leírása

A műanyag masszákat körülbelül 50-60 évvel ezelőtt kezdték el gyártani. A mai napig ezek a termékek széles körben elterjedtek mind a mindennapi életben, mind az iparban és az emberi tevékenység más ágaiban. Ezenkívül jelenleg a műanyag bizonyos esetekben sikeresen helyettesítheti a fát, az üveget, sőt a fémet is. Érdemes megjegyezni, hogy az olyan iparágak, mint a gépipar, a rádiótechnika, az elektrotechnika és a vegyipar már nem nélkülözhetik ezeket a termékeket.

A műanyag masszák képesek egyesíteni a fémtermékek erejét,miközben a fa súlya és az üveg átlátszósága van. Mindezen tulajdonságok mellett az ilyen anyagok nem rendelkeznek az összes ilyen anyagban rejlő hátrányokkal. Nem korrodálódnak, mint a fém, nem korrodálódnak, mint a fa, és nem törhetők, mint az üveg.

Általános használati információk

A műanyag masszák filmanyagok előállítására használhatók. Őket viszont aktívan használják például zöldségtermesztés során. Kiválóan alkalmas védett terület létrehozására a talajban, bogyók, virágok és egyebek termesztésére.

Ezen túlmenően a műanyag konténerek, konténerek és egyéb konténerek is az egyik vezető helyet foglalják el a növényvédő szerek, műtrágyák, mezőgazdasági termékek szállításában. A mai napig a gázcserélő fóliaszerkezet gyártása már folyamatban van. Az ilyen membránokat a termékek olyan környezetben történő tárolására használják, ahol szabályozott mennyiségű gáz van. Vidéki tevékenységekhez fényvisszaverő fóliákat is gyártanak a talaj mulcsozására.

Alapvető kapcsolatok

Ha általános információkat adunk a műanyagokról, akkor a következőket mondhatjuk: az alap egy nagy molekulatömegű vegyületből vagy csak egy polimerből, valamint természetes (szurok, aszf alt) vagy szintetikus adalékanyagokból áll. Napjainkig a legelterjedtebbek és legfontosabbak a szintetikus műanyagok, amelyeket polimerizációval vagy polikondenzációval állítanak elő.

A műanyagok polimerizációs folyamata azonos molekulák kombinálásának reakciója,monomereknek nevezzük. Ebben az esetben nem szabadulnak fel egyszerű anyagok. És a kapott polimer molekulatömege megegyezik az azt alkotó két összetevő tömegével. Megjegyzendő, hogy a műanyaggyártás technológiájában egyszerre több monomer is részt vehet. Ebben az esetben az eljárást kopolimerizációnak nevezzük.

Ha polikondenzációról beszélünk, akkor a polimert különböző anyagok több funkciós csoportjának kombinálásával kapjuk meg. Ebben az esetben néhány egyszerű anyag szabadul fel. Ez alapján világossá válik, hogy a kész polimer összmolekulatömege nem lesz egyenlő a képződésben részt vevő monomerek össztömegével.

Makromolekuláris vegyületek leírása

Ezek a vegyületek feldolgozása magas hőmérsékletnek és nyomásnak való kitétellel történik. Elkészítésük után az ilyen vegyületek viszkózus folyékony vagy szilárd halmazállapotúak lesznek. Ezen túlmenően érdemes elmondani, hogy a polimereket három nagy csoportba sorolják - a képzéshez használt monomer kémiai szerkezete szerint.

Kiegészítők

A műanyagok szerkezete és rendeltetése tulajdonságaitól függ. Ezért érdemes elmondani, hogy vannak speciális adalékanyagok, amelyek bizonyos tulajdonságokat a megfelelő irányba változtathatnak.

Egyes késztermékek 100%-ban polimerekből állnak – ezek polietilén vagy poliamid. Mások csak 20-60%-ban tartalmaznak polimereket, a tömeghányad többi részét pedigspeciális töltőanyagok. A töltőanyagok fő célja a különféle tulajdonságok megváltoztatása: tűzállóság növelése, szilárdság növelése, keménység és mechanikai szilárdság növelése. Például töltőanyagot, például kormot adnak a gumihoz.

Egy másik adalékanyag például a műanyag tartályokban és sok más szilárd tartályban, a lágyítók. Azonban minél több lágyítót adunk hozzá, annál nagyobb lesz a plaszticitási együttható. Így lehet tartós, de inkább műanyagot kapni.

Egy másik fontos összetevő a stabilizátor. Hozzáadják a készítményhez, hogy elkerüljék a késztermék bomlását magas hőmérséklet, napfény és egyéb külső tényezők hatására. Egyes esetekben egy kis festéket adunk hozzá, ha meg akarja változtatni a termék színét.

Az anyagok részletes leírása

Az ilyen vegyületek előállításának technológiája magában foglalja egy másik komponens jelenlétét is, amelyet IUD-nak neveznek.

A tengerészet a legfontosabb adalék, amely sok különböző elemet összetart, és egyben plaszticitást is ad. Ezenkívül a HMS elősegíti a formálhatóságot, az elektromos szigetelést és a korróziógátló teljesítményt is. Ha a műanyagok általános besorolásáról beszélünk, akkor lehet tölteni és tölteni.

Az első csoport a tiszta polimer tömege, vagy nagyon kis mennyiségű adalékanyaggal. A második csoport éppen ellenkezőleg, mind polimereket, mindnagyszámú különböző adalékanyag, amelyek egyenletesen oszlanak el a kötőanyagban, általában a gyantában.

Amint korábban említettük, a töltőanyagokat a legtöbb minőség megváltoztatása vagy javítása érdekében vezették be. Önmagukban ezek az összetevők lehetnek szerves vagy ásványi vegyületek. Por töltőanyagok - fapor, csillám- vagy kvarcliszt és mások - formájában is bemutathatók. És szálas elemekkel, például pamuttal ábrázolhatók. Az utolsó típusú töltőanyag a vászon (papír, csillám és mások).

Ha részletesebben beszélünk a lágyítókról, a következőképpen jellemezhetők: alacsony illékonyságú összetevőkről van szó, amelyeket leggyakrabban valamilyen folyadék képvisel. A kompozícióba való bejuttatásuk nemcsak a rugalmasságot növeli. A megnövelt lágyítószer-tartalommal rendelkező öntött termék javítja a fagyállóságot és a rugalmasságot.

Létezik egy másik típusú adalékanyag – keményítő. Koncentrációjuk általában nagyon alacsony, a fő feladat a polimerek háromdimenziós szerkezetté alakítása. Valójában ez azt okozza, hogy egyes műanyagok olvadatlanná válnak.

Hibák

Érdemes megjegyezni néhány hiányosságot, amelyek még mindig vannak ennek az anyagnak. Bármilyen típusú műanyagnak lényegesen alacsonyabb a hőállósága, mint a fémtermékeknek. A műanyag termékek nagy része 150 Celsius fokot meg nem haladó hőmérsékleten üzemeltethető. Hosszú élettartamuk ellenére műanyag termékek iskitéve az öregedésnek. Ez a hiba a termék sötétedésében, oxidációjában, a szilárdsági jellemzők csökkenésében, a keménységben nyilvánul meg.

Polietilén beszerzése

Megfontolandó a polietilén alapú műanyagok gyártásának technológiája. Ez egyike azon anyagoknak, amelyeket polimerizációval állítanak elő, és nagy kereslet van rá a piacon.

A polietilén szokásos formájának előállításához három polimerizációs módszert alkalmaznak:

1. Az első módszer a polimerizáció 1000-2000 atm nyomáson, 180-200 Celsius fokos hőmérsékleten. Kis mennyiségű oxigént használnak a folyamat iniciátoraként - 0,005-0,05%.
2. A polimerizáció második változata éppen ellenkezőleg, 2-6 atm atmoszférikus vagy mesterségesen létrehozott nyomás hatására és mindössze 60-70 fokos hőmérsékleten megy végbe. Ebben az esetben a fémorganikus szénhidrogéneket katalizátorként használják olajos környezetben, a legkisebb nedvesség és oxigén hiányában.
3. A polimerizáció utolsó típusa 20-50 atm nyomáson és 110-140 Celsius fokos hőmérsékletű oxidkatalizátorok részvételével megy végbe.

Műanyagfajták

A gyártás és az azt követő kikeményedés során további kétféle műanyagot lehet megkülönböztetni. A fő megkülönböztető jellemző a keményedés körülményei vagy anélkül. E paraméter szerint a hőre lágyuló és hőre keményedő műanyagok tűnnek ki.

Ami az első kategóriájú termékeket illeti, melegítéskor azokbizonyos változásokon megy keresztül, szilárd halmazállapotból képlékeny, viszkózus és folyékony állapotba megy át. Ez a fajta termék lehűléskor visszaszilárdul. A hőre lágyuló műanyag termékek közé tartozik a polietilén, a polisztirol, a fluoroplaszt és más típusok.

A hőre keményedő műanyag 150-300 fokos hőmérsékletre hevítve visszafordíthatatlan változásokon megy keresztül. Az ilyen tömegek szilárddá, oldhatatlanná és infúzióképtelenné válnak nyomás alatt vagy anélkül. Adalékanyagként keményítőket tartalmaznak. Példa erre az epoxi.

Oroszországi gyártás

A termék gyártásával foglalkozó egyik legrégebbi és legnagyobb vállalkozás a Nelidovsky Plant of Plastics NZPM. Ennek a vállalkozásnak a termelési létesítményei a tveri régió délnyugati részén találhatók.

Az üzem 19 hektáros területen található, amelyen 25 ipari létesítmény található.

A legnagyobb termelési terület az Isonel polietilén habot (PPE) gyártó üzemhez tartozik. A terület 24 500 négyzetméter. Ezután következik a 2-es számú üzlet jóval kisebb területe - 7500 négyzetméter. méter, ahol extrudált lemezműanyagok készülnek. A vákuumformázó termékek telephelye további 3 ezer négyzetmétert foglal el. méter. Emellett az üzem műanyagok feldolgozásával is foglalkozik.