Пластмасса из чего делают – Из чего делают пластмассу, и технология производства пластмасс

Содержание

Пластмассы — Википедия. Что такое Пластмассы

Предметы быта, полностью или частично сделанные из пластмассы

Пластма́ссы (пласти́ческие ма́ссы) или 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 формироваться и сохранять заданную форму после охлаждения или отвердения. Процесс формования сопровождается переходом пластически деформируемого (вязко-текучего или высокоэластического) состояния в твёрдое состояние (стеклообразное или кристаллическое)^[1].

История

Первая пластмасса была получена английским металлургом и изобретателем Александром Парксом в 1855 году^[2]. Паркс назвал её паркезин (позже получило распространение другое название — целлулоид). Паркезин был впервые представлен на Большой Международной выставке в Лондоне в 1862 году. Развитие пластмасс началось с использования природных пластических материалов (жевательной резинки, шеллака), затем продолжилось с использованием химически модифицированных природных материалов (резина, нитроцеллюлоза, коллаген, галалит) и, наконец, пришло к полностью синтетическим молекулам (бакелит, эпоксидная смола, поливинилхлорид, полиэтилен и другие).

Паркезин являлся торговой маркой первого искусственного пластика и был сделан из целлюлозы, обработанной азотной кислотой и растворителем. Паркезин часто называли искусственной слоновой костью. В 1866 году Паркс создал фирму Parkesine Company для массового производства материала. Однако, в 1868 году компания разорилась из-за плохого качества продукции, так как Паркс пытался сократить расходы на производство. Преемником паркезина стал ксилонит (другое название того же материала), производившийся компанией Даниэля Спилла, бывшего сотрудника Паркса, и целлулоид, производившийся Джоном Весли Хайатом.

Типы пластмасс

В зависимости от природы полимера и характера его перехода из вязкотекучего в стеклообразное состояние при формовании изделий пластмассы делят на:

Термопласты (термопластичные пластмассы) — при нагреве расплавляются, а при охлаждении возвращаются в исходное состояние;
Реактопласты (термореактивные пластмассы) — в начальном состоянии имеют линейную структуру макромолекул, а при некоторой температуре отверждения приобретают сетчатую. После отверждения не могут переходить в вязкотекучее состояние. Рабочие температуры выше, но при нагреве разрушаются и при последующем охлаждении не восстанавливают своих исходных свойств.

Также газонаполненные пластмассы — вспененные пластические массы, обладающие малой плотностью.

Свойства

Основные механические характеристики пластмасс те же, что и для металлов.
Пластмассы характеризуются малой плотностью (0,85—1,8 г/см³), чрезвычайно низкими электрической и тепловой проводимостями, 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.

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 × 15 × 10 мм, изгибаемый при постоянном моменте, создающем наибольшее напряжение изгиба на гранях 120 × 15 мм, равное 50 кгс/см², 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.

Для придания особых свойств пластмассе в неё добавляют пластификаторы (силикон, дибутилфталат, ПЭГ и т. п.), антипирены (дифенилбутансульфокислота), антиоксиданты (трифенилфосфит, непредельные углеводороды).

Получение

Производство синтетических пластмасс основано на реакциях полимеризации, поликонденсации или полиприсоединения низкомолекулярных исходных веществ, выделяемых из угля или природного газа, таких, к примеру, как бензол, этилен, фенол, ацетилен и других мономеров. При этом образуются высокомолекулярные связи с большим числом исходных молекул (приставка «поли-» от греческого «много», например, этилен-полиэтилен).

Методы обработки

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.

Пластмасса может быть обработана на токарном станке, может фрезероваться. Для распиливания могут применяться ленточные пилы, дисковые пилы и карборундовые круги.

Сварка

Соединение пластмасс между собой может осуществляться механически (с помощью фигурных профилей, болтов, заклепок и т.д.), химически (склеиванием, растворением с последующим высыханием), термически (сваркой). Из перечисленных способов соединения только при помощи сварки можно получить соединение без инородных материалов, а также соединение, которое по свойствам и составу будет максимально приближено к основному материалу. Поэтому сварка пластмасс нашла применение при изготовлении конструкций, к которым предъявляются повышенные требования к герметичности, прочности и другим свойствам.

Процесс сварки пластмасс состоит в образовании соединения за счет контакта нагретых соединяемых поверхностей. Он может происходить при определенных условиях:

Повышенная температура. Её величина должна достигать температуры вязкотекучего состояния.
Плотный контакт свариваемых поверхностей.
Оптимальное время сварки — время выдержки.

Также следует отметить, что температурный коэффициент линейного расширения пластмасс в несколько раз больше, чем у металлов, поэтому в процессе сварки и охлаждения возникают остаточные напряжения и деформации, которые снижают прочность сварных соединений пластмасс.

На прочность сварных соединений пластмасс большое влияние оказывают химический состав, ориентация макромолекул, температура окружающей среды и другие факторы.

Применяются различные виды сварки пластмасс:

Сварка газовым теплоносителем с присадкой и без присадки
Сварка экструдируемой присадкой
Контактно-тепловая сварка оплавлением
Контактно-тепловая сварка проплавлением
Сварка в электрическом поле высокой частоты
Сварка термопластов ультразвуком
Сварка пластмасс трением
Сварка пластмасс излучением
Химическая сварка пластмасс

Как и при сварке металлов, при сварке пластмасс следует стремиться к тому, чтобы материал сварного шва и околошовной зоны по механическим и физическим свойствам мало отличался от основного материала. Сварка термопластов плавлением, как и другие методы их переработки, основана на переводе полимера сначала в высокоэластическое, а затем в вязкотекучее состояние и возможна лишь в том случае, если свариваемые поверхности материалов (или деталей) могут быть переведены в состояние вязкого расплава. При этом переход полимера в вязкотекучее состояние не должен сопровождаться разложением материала термодеструкцией.

При сварке многих пластмасс выделяются вредные пары и газы. Для каждого газа имеется строго определенная предельно доступная его концентрация в воздухе (ПДК). Например, для диоксида углерода ПДК равна 20, для ацетона — 200, а для этилового спирта — 1000 мг/м³.

Материалы на основе пластмасс

Мебельные пластмассы

Пластик, который используют для производства мебели, получают путём пропитки бумаги термореактивными смолами. Производство бумаги является наиболее энерго- и капиталоемким этапом во всем процессе производства пластика. Используется 2 типа бумаг: основой пластика является крафт-бумага (плотная и небеленая) и декоративная (для придания пластику рисунка). Смолы подразделяются на фенолформальдегидные, которые используются для пропитки крафт-бумаги, и меламиноформальдегидные, которые используются для пропитки декоративной бумаги. Меламиноформальдегидные смолы производят из меламина, поэтому они стоят дороже.

Мебельный пластик состоит из нескольких слоёв. Защитный слой — оверлей — практический прозрачный. Изготавливается из бумаги высокого качества, пропитывается меламиноформальдегидной смолой. Следующий слой — декоративный. Затем несколько слоев крафт-бумаги, которая является основой пластика. И последний слой — компенсирующий (крафт-бумага, пропитанная меламиноформальдегидными смолами). Этот слой присутствует только у американского мебельного пластика.

Готовый мебельный пластик представляет собой прочные тонированные листы толщиной 1-3 мм. По свойствам он близок к гетинаксу. В частности, он не плавится от прикосновения жалом паяльника, и, строго говоря, не является пластической массой, так как не может быть отлит в горячем состоянии, хотя и поддается изменению формы листа при нагреве. Мебельный пластик широко использовался в XX веке для отделки салонов вагонов метро.

Система маркировки пластика

Для обеспечения утилизации одноразовых предметов в 1988 году Обществом Пластмассовой Промышленности была разработана система маркировки для всех видов пластика и идентификационные коды. Маркировка пластика состоит из 3-х стрелок в форме треугольника, внутри которых находится число, обозначающее тип пластика. Часто при маркировке изделий под треугольником указывается буквенная маркировка (в скобках указана маркировка русскими буквами):

Международные универсальные коды переработки пластмасс
Англоязычное название	Русское название	Примечание
PET или PETE	ПЭТ, ПЭТФ Полиэтилентерефталат (лавсан)	Используется для производства ёмкостей для жидких продуктов питания, особенно бутылок для различных напитков, а также упаковки, блистеров, обивки.
PEHD или HDPE	ПЭНД Полиэтилен высокой плотности, полиэтилен низкого давления	Используется для производства бутылок, фляг, полужёсткой упаковки. Считается безопасными для пищевого использования.
PVC	ПВХ Поливинилхлорид	Используется для производства труб, электроизоляции, садовой мебели, напольных покрытий, оконных профилей, жалюзи, изоленты, тары для моющих средств и клеёнки. Материал является потенциально опасным для пищевого использования, поскольку может содержать диоксины, бисфенол А, ртуть, кадмий.
LDPE или PELD	ПЭВД Полиэтилен низкой плотности, полиэтилен высокого давления	Производство брезентов, мусорных мешков, пакетов, пленки и гибких ёмкостей. Считается безопасным для пищевого использования.
PP	ПП Полипропилен	Используется в автомобильной промышленности (оборудование, бамперы), при изготовлении игрушек, а также в пищевой промышленности, в основном при изготовлении упаковок. Распространены полипропиленовые трубы для водопроводов. Считается безопасным для пищевого использования.
PS	ПС Полистирол	Используется при изготовлении плит теплоизоляции зданий, пищевых упаковок, столовых приборов и чашек, коробок CD и прочих упаковок (пищевой плёнки и пеноматериалов), игрушек, посуды, ручек и так далее. Материал является потенциально опасным, особенно в случае горения, поскольку содержит стирол.
OTHER или О	Прочие	К этой группе относится любой другой пластик, который не может быть включен в предыдущие группы. В основном это поликарбонат, который используется для изготовления многоразовой посуды, например детских рожков. Поликарбонат может содержать опасный для человека бисфенол А^[1].

Пластиковые отходы и их переработка

Останки птенца темноспинного (лайсанского) альбатроса, которому родители скармливали пластик; птенец не мог вывести его из организма, что привело к смерти либо от голода, либо от удушья

Скопления отходов из пластмасс образуют в Мировом океане под воздействием течений особые мусорные пятна. На данный момент известны пять больших скоплений мусорных пятен — по два в Тихом и Атлантическом океанах, и одно — в Индийском океане. Данные мусорные круговороты в основном состоят из пластиковых отходов, образующихся в результате сбросов из густонаселённых прибрежных зон континентов. Руководитель морских исследований Кара Лавендер Ло из Ассоциации морского образования (англ. Sea Education Association; SEA) возражает против термина «пятно», поскольку по своему характеру — это разрозненные мелкие куски пластика. Пластиковый мусор опасен ещё и тем, что морские животные, зачастую, могут не разглядеть прозрачные частицы, плавающие по поверхности, и токсичные отходы попадают им в желудок, часто становясь причиной летальных исходов^[3]^[4].

Взвесь пластиковых частиц напоминает зоопланктон, и медузы или рыбы могут принять их за пищу. Большое количество долговечного пластика (крышки и кольца от бутылок, одноразовые зажигалки) оказывается в желудках морских птиц и животных^[5], в частности, морских черепах и черноногих альбатросов^[6]. Помимо прямого причинения вреда животным^[7], плавающие отходы могут впитывать из воды органические загрязнители, включая ПХБ (полихлорированные бифенилы), ДДТ (дихлордифенилтрихлорметилметан) и ПАУ (полиароматические углеводороды). Некоторые из этих веществ не только токсичны^[8] — их структура сходна с гормоном эстрадиолом, что приводит к гормональному сбою у отравленного животного^[6].

Пластиковые отходы должны перерабатываться, поскольку при сжигании пластика выделяются токсичные вещества, а разлагается пластик за 100—300 лет^{[источник не указан 491 день]}.

Способы переработки пластика:

• Пиролиз • Гидролиз • Гликолиз • Метанолиз

В декабре 2010 года Ян Байенс и его коллеги из университета Уорик предложили новую технологию переработки практически всех пластмассовых отходов. Машина с помощью пиролиза в реакторе с кипящим слоем при температуре около 500° С и без доступа кислорода разлагает куски пластмассового мусора, при этом многие полимеры распадаются на исходные мономеры. Далее смесь разделяется перегонкой. Конечным продуктом переработки являются воск, стирол, терефталевая кислота, метилметакрилат и углерод, которые являются сырьём для лёгкой промышленности. Применение этой технологии позволяет сэкономить средства, отказавшись от захоронения отходов, а с учётом получения сырья (в случае промышленного использования) является быстро окупаемым и коммерчески привлекательным способом утилизировать пластмассовые отходы^[9].

Пластики на основе фенольных смол, а также полистирол и полихлорированный бифенил могут разлагаться грибками белой гнили. Однако для утилизации отходов этот способ коммерчески неэффективен — процесс разрушения пластика на основе фенольных смол может длиться многие месяцы^[10].

См. также

Примечания

↑ Тростянская Е. Б., Бабаевский А. Г. Пластические массы // Химическая энциклопедия: в 5 т / Кнунянц И. Л. (гл. ред.). — М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 3: Мед—Пол. — С. 564—565. — 639 с. — 48 000 экз. — ISBN 5-85270-039-8.
↑ Edward Chauncey Worden. Nitrocellulose industry. New York, Van Nostrand, 1911, p. 568. (Parkes, English patent #2359 in 1855)
↑ Ученые обнаружили свалку пластика на севере Атлантики (рус.). www.oceanology.ru (5 марта 2010). Проверено 18 ноября 2010. Архивировано 24 августа 2011 года.
↑ Смертельный пластик (рус.). Олег Абарников, upakovano.ru (29 октября 2010). Проверено 18 ноября 2010. Архивировано 24 августа 2011 года.
↑ Moore, Charles. Across the Pacific Ocean, plastics, plastics, everywhere, Natural History Magazine (November 2003).
↑ ¹ ² Moore, Charles. Great Pacific Garbage Patch, Santa Barbara News-Press (2 октября 2002). Ошибка в сносках^?: Неверный тег <ref>: название «mindfully» определено несколько раз для различного содержимого
↑ Rios, L. M.; Moore, C. and Jones, P. R. (2007). «Persistent organic pollutants carried by Synthetic polymers in the ocean environment». Marine Pollution Bulletin 54: 1230–1237. DOI:10.1016/j.marpolbul.2007.03.022.
↑ Tanabe, S.; Watanabe, M., Minh, T.B., Kunisue, T., Nakanishi, S., Ono, H. and Tanaka, H. (2004). «PCDDs, PCDFs, and coplanar PCBs in albatross from the North Pacific and Southern Oceans: Levels, patterns, and toxicological implications». Environmental Science & Technology 38: 403–413. DOI:10.1021/es034966x.
↑ Испытана машина для переработки любого пластика (рус.). Membrana (28 декабря 2010). Проверено 30 декабря 2010. Архивировано 24 августа 2011 года.
↑ Белая гниль разрушает долговечный пластик (рус.). Membrana (7 июня 2006). Проверено 30 декабря 2010. Архивировано 24 августа 2011 года.

Литература

Дзевульский В. М. Технология металлов и дерева. — М.: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы. 1995.

Ссылки

wiki.sc

Пластмассы Википедия

Предметы быта, полностью или частично сделанные из пластмассы

История[ | ]

ru-wiki.ru

Пластиковая история: от расцвета до заката: Полимеры

На смену самому распространенному материалу — пластику — приходит биопластик. Несмотря на схожесть названия и свойств общего между ними довольно мало

Слово «полимер» — греческого происхождения. Буквально, полимер — это молекула, состоящая из многих («поли») частей («мерос»), каждая из которых представляет собой мономерную, то есть состоящую из одной («монос») части, молекулу. Проще говоря, полимеры — это разветвленные цепочки из обычных молекул, мономеров.

Так выглядит процесс выработки пластика сегодня

Это не фрукт, а гранула крахмала (увеличение 1500 раз), которая накапливает влагу и расширяется, разрушая материал

На наших глазах вилка исчезает

Как растят суперпластик Ученые создали генетически модифицированное растение, в семенах которого содержится органический полимер PHBV. Из него делают саморазрушающийся термопластик. Некоторые виды бактерий вырабатывают полимеры вроде PHBV, используя их как хранилище энергии, как крахмал у растений или гликоген у животных

В XX веке человечество пережило синтетическую революцию. Ее главным завоеванием можно смело назвать изобретение пластика. Сейчас даже трудно представить себе, что еще в начале прошлого века его просто не существовало и все вокруг делалось из модных нынче натуральных материалов.

Игра в мяч

Человечество, можно сказать, доигралось до изобретения пластика. В истории этого материала прослеживается мистическая связь с любовью людей к игре с мячом. Во II веке до нашей эры греки играли в мяч из желчного пузыря свиньи, наполненного воздухом. Этот спортивный снаряд по форме напоминал яйцо или, если угодно, мяч для регби. Уже тогда наши предки искали способ исправить форму мяча и сделать его абсолютно круглым. Древние греки без конца пробовали различные растительные добавки, чтобы придать стенкам свиного пузыря эластичность.

Индейцы майя делали мяч из кожуры плодов, обернутой в натуральный каучук, который они добывали из фикусов. Похожую технологию использовали жители островов Океании и Юго-восточной Азии. До ума, впрочем, ее довели только европейцы. В XIX веке из Малайзии в Европу было привезено гуттаперчевое дерево, из млечного сока которого стали добывать гуттаперчу. Первым изделием из нового материала стали шары для гольфа (а вовсе не цирковые мальчики). Сегодня этот материал используют для изоляции подводных и подземных кабелей и производства клеев.

От мяча эстафетная палочка перешла к бильярду. В 1862 году британский химик Александр Паркес решил придумать дешевый заменитель дорогостоящей слоновой кости, из которой делались бильярдные шары. Результатом стало открытие первого пластификатора.

Сперва Паркес изобрел нитроцеллюлозу. Однако ее свойства не подходили для игральных шаров, так как материал оказался легкобьющимся. Нужна была добавка, которая смягчила бы его, не уменьшив главное полезное свойство — упругость. Паркес решил добавить камфору. Смесь нитроцеллюлозы, камфоры и спирта подогревалась до текучего состояния, далее заливалась в форму и застывала при нормальном атмосферном давлении. Так на свет появился паркезин — первый полусинтетический пластик. Увы, как это часто бывает, его первооткрыватель не добился коммерческого успеха.

Зато последователь Паркеса, американец Джон Хайт, заработал на первом пластике целое состояние. Он основал компанию и стал производить расчески, игрушки и массу других изделий из целлулоида. К сожалению, материал оказался высоковоспламеняемым, поэтому сейчас из него делают лишь шарики для настольного тенниса да школьные линейки.

В 1897 году немецкие химики открыли казеин — протеин, образующийся при сворачивании молока под действием протеолитических ферментов (тех самых веществ, с помощью которых мы перевариваем пищу). Ученые обнаружили, что казеин придает материалам эластичные свойства, а при остывании — твердость и прочность. Из казеина наладили выпуск пуговиц и вязальных спиц.

Первый полностью синтетический пластик был разработан Лео Беикеландом в США в 1907 году. Беикеланд искал синтетический заменитель для шеллака — воскообразного вещества, выделяемого тропическими насекомыми. Его в огромных количествах потребляла граммофонная и электротехническая промышленность: из шеллака делали пластинки и изоляторы. Ученый изобрел жидкое вещество, напоминающее смолу, которое после застывания превращалось в материал с удивительными свойствами. Изделия из него были прочными и не растворялись даже в кислоте. Первые телефонные аппараты были сделаны именно из находки Беикеланда. Пластик мгновенно (менее чем за год) распространился по всему миру.

Начало биоэры

Однако пластик, кроме всех своих замечательных свойств, имеет два важных недостатка. Во‑первых, он производится из невосстанавливаемых природных ресурсов — нефти, угля и газа. Во‑вторых, его главное достоинство — долговечность, — за которым так гнались изобретатели пластика в начале прошлого столетия, сегодня обернулось недостатком. Чем больше пластмассы мы используем, тем быстрее растут горы отходов, которые не разлагаются в среде ни при каких условиях. Миллионы тонн пластика скапливаются в природе, загрязняя окружающую среду.

Поэтому ближе к концу прошлого столетия ученые задумались о том, чтобы создать материал, схожий по свойствам с пластиком. При этом требовалось, чтобы заменитель пластика можно было делать из возобновляемых компонентов (например, растений) и чтоб он был по зубам бактериям, то есть мог разлагаться в природных условиях. В середине 1990-х, как грибы после дождя, стали появляться сенсационные сообщения об изобретении биопластика — пластика из натурального крахмала, разлагающегося под воздействием различных микроорганизмов. Но тогда о крупномасштабном внедрении новшества в нашу повседневную жизнь не могло быть и речи: производство биопластика оказалось слишком дорогим удовольствием.

С наступлением нового века ситуация изменилась кардинальным образом. Ученые нашли способ снизить себестоимость изготовления биопластика и утверждают, что в скором времени она приблизится к стоимости изготовления обычной пластмассы. Более того, некоторые эксперты считают, что цена на разлагаемую пластмассу искусственно завышается коммерческими производителями и нефтяными компаниями (нефтяники не жалуют биопластик потому, что его массовое производство может привести к падению цен на нефть). А ведь, если посчитать затраты на переработку пластмассовых отходов и внести эту цифру в стоимость обычного пластика, еще неизвестно, какой из них будет дороже.

Пластиковые плантации

Обычный пластик не поддается разложению в среде из-за того, что он состоит из слишком длинных полимеров, которые тесно связаны друг с другом. Совсем по‑иному ведет себя пластик, содержащий более короткие натуральные полимеры растений.

Биопластик можно делать из крахмала, который является природным полимером и производится растениями в процессе фотосинтеза. В большом количестве крахмал содержится в злаковых, картофеле и других неприхотливых растениях. Урожай крахмала с кукурузы доходит до 80% от всей собранной зеленой массы. Поэтому производство пластика нового поколения должно стать достаточно рентабельным. Биопластик ломается и крошится при любой температуре, в которой активны микроорганизмы. Остаточными продуктами этого процесса являются двуокись углерода и вода.

Из-за того что крахмал хорошо растворяется в воде, изделия из него легко деформируются при малейшем контакте с влагой. Для того чтобы придать крахмалу большую прочность, его обрабатывают специфическими бактериями, разлагающими полимеры крахмала в мономеры молочной кислоты. Затем химическим способом мономеры заставляют соединиться в цепочки полимеров. Эти полимеры гораздо прочнее, но при этом не так длинны, как полимеры пластмассы, и могут разлагаться микроорганизмами. Полученный материал назвали полилактидом (PLA). В прошлом году в штате Небраска открылся первый в мире завод по изготовлению PLA.

Другой способ получения биопластика заключается в использовании бактерий Alcaligenes eutrophus. В процессе своей жизнедеятельности они производят гранулы органического пластика, получившего название «полигидроксиалканонат» (PHA). Уже были проделаны успешные эксперименты по внедрению генов этих бактерий в хромосомы растений, чтобы те смогли в дальнейшем производить пластик внутри своих собственных клеток. Это означает, что пластик можно буквально выращивать. Правда, такой способ пока остается дорогостоящим. К тому же, так как процесс включает в себя вмешательство на генетическом уровне, он имеет и своих противников.

Кукурузные вилки

Биопластики уже сегодня находят широкое практическое применение во многих странах. Полилактид можно использовать для производства одноразовых подгузников и посуды. Он не вреден для человеческого организма, поэтому не так давно его начали применять в медицине в качестве основы для временных имплантатов и хирургических ниток. «Кукурузные» изделия могут быть сделаны с расчетом на срок самораспада, который требует специфика его употребления. Некоторые виды биопластика растворяются очень быстро, другие могут служить месяцы, а то и годы.

Итальянская компания Novamont уже давно приступила к выпуску биопластика под названием MaterBi. В Австрии и Швеции McDonald’s предлагает в своих ресторанах «кукурузные» вилки и ножи, компания Goodyear выпустила первые биошины Biotred GT3, а магазины Carrefour во Франции, Esselunga в Италии и CoOp в Норвегии продают свои товары в биопластиковых пакетах из того же MaterBi.

Австралийские ученые из Исследовательского международного центра продовольственной и упаковочной индустрии тоже рекламируют свою продукцию из кукурузного крахмала. Среди новшеств — горшки для рассады, которые саморазлагаются в почве под воздействием влаги, и черная пленка, замечательные свойства которой порадуют любого огородника.

Уже появились идеи производства не просто одноразовых биоупаковок, а пищевых упаковок, которые содержали бы в себе специфичные бактерии, убивающие патогены — возбудителей различных болезней. Одним из самых опасных патогенов является бактерия под названием «листерия». Она развивается в пищевых продуктах даже при низких температурах и может стать причиной смертельной болезни, сопровождающейся высокой температурой и тошнотой. Ученые из Университета Клемсон изобрели биопластик, который содержит бактерии низина, не позволяющие листерии размножаться. Низин представляет собой антибиотик, который вырабатывается молочнокислыми бактериями Streptococcus lactis. Он безвреден для живого организма и быстро разрушается ферментами человеческого кишечника.

Есть и другие не менее интересные проекты. Фантазии исследователям не занимать. Так что вполне может статься, скоро горы мусора из долговечного пластика уйдут в прошлое, а на их месте будут построены заводы по выпуску «кукурузных» пластмассовых изделий.

Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№11, Ноябрь 2003).

www.popmech.ru

Разновидности и типы пластика из которых делают бутылки.

Обычно производители бутылок наносят на них маркировку с информацией от том из какого материала они были сделаны. И это очень важно, так как каждый тип пластика содержит определенные химические вещества с различной степенью опасности для здоровья. Обозначения наносятся на дно бутылки. А теперь проверьте из какого пластика сделана ваша бутылка:

Маркировка пластиковых бутылок

PET или PETE

Он используется в одноразовых бутылках. При этом вероятность, что в воде будут тяжелые металлы и химические вещества, которые влияют на гормональный баланс, очень велика. PET это полимер, который используется в упаковке и других продуктов. Кроме того, полиэтилентерефталат может содержать различные канцерогены.

HDP или HDPE

Этот тип пластика практически не выделяет каких-либо химических веществ, и эксперты рекомендуют, при совершении покупок, обратить внимание именно на этот тип бутылок. Он используется при изготовлении бутылок для подсолнечного или оливкового масла, моющих средств, игрушек и пакетов. Его сравнительно легко утилизировать.

PVC или 3V

Этот тип бутылок выделяет два вида химических веществ, которые влияют на гормоны в организме человека. ПВХ мягкий, гибкий пластик, который обычно используется для упаковки пищевых продуктов, для изготовления игрушек, в компьютерных кабелях и водопроводных тубах. Поскольку ПВХ является относительно непроницаемым для солнечного света и устойчив к погодным изменениям, то его используется для изготовления окон, садовых шлангов и садовой мебели.

к оглавлению ↑

LDPE

Этот вид пластика не используется при изготовлении бутылок. Но часто используется для полиэтиленовых пакетов, а также некоторых частях одежды и мебели.

PP

Этот тип белого полупрозрачного пластика, используется для упаковки жидкостей и молочных продуктов. Полипропилен прочный и легкий, и он обладает отличной теплоустойчивостью. Он служит в качестве барьера против влаги, жира и химикатов. PP также часто используется для производства одноразовых подгузников, ведер, крышек для бутылок, для упаковки чипсов.

PS

PS это тип пластика, содержит канцерогены, но часто используются для упаковки пищевых продуктов.

PC

Самый опасный пластик, который выделяет химическое вещество Бисфенол А. Этот химикат широко используется в производстве пластиковых бутылок, контейнеров для пищевых продуктов и напитков, а также для обработки консервных банок. Но больше всего беспокоит то, что, это химическое вещество может присутствовать в бутылках для кормления младенцев. Бисфенол А воздействует на работу желез внутренней секреции, нарушая их нормальное функционирование, так же он может искусственно имитировать гормоны, что отражается на работе всей эндокринной системы. Проще говоря, нарушение этих процессов, по мнению некоторых ученых, причиняют катастрофический вред для здоровья человека и может быть одним из факторов в увеличении количества заболеваний, таких как, рак молочной железы, сердечно-сосудистых заболеваний и пороков сердца у новорожденных.

onedieta.ru

Изобретение пластмассы | Великие открытия человечества

Одной из отличительных черт наших дней является широкое производство и использование пластмасс. Практически все натуральные волокна, материалы и смолы имеют сегодня свои искусственные заменители. Хотя говорить сегодня однозначно о пластмассах, как заменителях нельзя, учитывая то, что многие современные пластмассы по своим свойствам превосходят природные материалы. Многие из них обладают такими ценными и важными качествами, аналогов которым в природе не существует. Производство пластмасс намного быстрее развивается, чем производство металлов. Развитие и применение современных химических технологий позволяет создавать вещества с заранее запрограммированными свойствами, что свидетельствует об огромном значении пластмассы, как одного из важнейших материалов будущего. Слово «пластичность» в переводе с греческого означает «податливый, годный для лепки». Многие века таким материалом была глина, однако сегодня под пластическими массами (пластмассами) подразумевают материалы, произведенные на основе полимеров.

Пластмасса представляет собой сложное органическое соединение, которое включает несколько компонентов, важнейшим из них является искусственная смола. Искусственную смолу получают в результате реакции конденсации или реакции полимеризации. В первом случае новое вещество образуется при взаимодействии двух или нескольких веществ, помимо этого выделяются и побочные продукты (аммиак, вода и др.). Во втором случае при взаимодействии молекул одного и того же вещества образуется новое вещество-полимер, при этом побочный продукт не выделяется. Смола связывает составные части пластмассы и дает ей такие качества, как пластичность, водостойкость, твердость и другие механические и электроизоляционные свойства. В состав пластмасс входят разные добавки: пластификаторы, наполнители, красители. В качестве наполнителей применяют как органические (волокна, опилки, ткани, и др.), так и неорганические (шифер, графит, асбест и др.) вещества. Наполнители придают пластмассе прочность, термостойкость, повышают электросопротивление. Кроме этого, наполнители, являясь отходами различных производств, снижают стоимость пластмассы. Пластификаторы увеличивают пластичность полимера и придают дополнительную пластичность готовой пластмассе, что облегчает процесс ее формирования. Благодаря различным добавкам пластмассу можно сделать электропроводящей, окрасить пластмассу в необходимый цвет, придать ей пористость или другие необходимые свойства.

В первой половине 19 века начинается производство пластмасс, основой которых являются искусственные материалы. Одной из первых пластмасс был камптуликон, выпущенный в 1830 году. Однако из-за высокой цены на каучук, входившим в ее состав, этот вид пластмассы не получил широкого применения. Лишь в 1863 году англичанин Уолтон нашел заменитель каучуку — линоксин и положил начало выпуску линолеума. В 1862 году в Англии был изобретен паркезин, но его недостатком была невысокая прочность.

Широчайшее применение пластмасс произошло с изобретением в 1869 году братьями Хайет целлулоида на основе целлюлозы. Целлулоид можно было окрашивать в различные цвета, его можно было использовать как прозрачную пленку и главное, он обладал высокой прочностью. С 1872 года началось его промышленное производство. Из него изготавливались гребешки, пуговицы, пояса, игрушки, фото- и кинопленка.

В 1872 году немецкий ученый Байер получил новое смолообразующее вещество, соединив фенол с формальдегидом. Однако, в связи с высокой стоимостью формальдегида открытие не получило широкого применения. Промышленное производство фенол-формальдегидовых смол наладилось лишь в начале 20-го века после того, как англичанин Бакеланд изобрел способ получения из этого сырья фенопластов. Пластмассы на основе фенол-формальдегидовых смол были названы в честь их изобретателя бакелитами. Фенопласты нашли широчайшее использование во многих отраслях промышленности и довольно долго занимали первое место среди пластмасс. Их отличала высокая теплостойкость, водостойкость, отличные изоляционные качества и высокая механическая прочность.

Еще одной из разновидностей пластмасс, получивших широкое распространение, стали карбамидные пластмассы. Карбамидная смола изготавливалась на основе мочевины. В 1918 году патент на изготовление карбамидной смолы из мочевины и формальдегида получил чешский химик Джон. Смола была бесцветной, легко окрашивалась в различные цвета, теплостойкой, малогорючей, прочной, обладала способностью пропускать как световые, так и ультрафиолетовые лучи. Карбамидные пластмассы широко используют в качестве отличного отделочного и декоративного материала.

В дальнейшем было синтезировано большое количество новых пластмасс. Широкое распространение получили прозрачные пластмассы, обладающие высокой прочностью и успешно заменяющие хрупкое стекло. Легкое, обладающее высокой прочностью органическое стекло производят из полиметилметакрилата, а для высокочастотной изоляции незаменимым материалом стал полистирол. Мир, который нас окружает сегодня, во многом выполнен из пластмассы, это — материал будущего. Единственным существенным недостатком является большой период ее полураспада, уничтожение пластмассы наносит большой вред окружающей среде с экологической точки зрения.

mirnovogo.ru

Из чего сделана пластиковая бутылка

Пластиковые бутылки имеют широкую сферу использования, они подходят для упаковки разных напитков. Это может быть газировка, минеральная вода, соки или йогурты.

Из чего же производят пластиковые бутылки? Такой вопрос особенно актуальный для людей, которые интересуются характеристиками и жизненным циклом пластика. Потребители обязательно должны задумываться над тем, как они используют пластик.

Состав и свойства

Процесс производства пластиковых бутылок начинается с получения сырья или добычи нефти из ее месторождений. После получения такого сырья все загружается в контейнеры и транспортируется на заводы. Выходит, что основа пластиковой бутылки — это нефть.

Углеводороды нагреваются и смешиваются с химическими катализаторами. В результате этого происходит процесс полимеризации, получается пластик. При обработке из сырья выделяются разные компоненты, а нефтеперерабатывающее предприятие получает мазут и газ.

В большинстве случаев пластиковые бутылки производят из полиэтилентерефталата (ПЭТ или пластика). Важным химическим параметром считается вязкость материала, определяемая размером молекул такого полимера. Как создают пластиковые бутылки из полиэтилентерефталата? Все очень просто: полиэтилентерефталат широко применяется для производства разных заготовок для тары (преформ). После нагрева из преформ выдуваются пластиковые бутылки разного объема.

Некоторые производители используют Bioplastics — биопластик, который получают из растительных материалов. Такое сырье обрабатывают для формирования полимеров. После процесса преобразования получается биопластик. Этот альтернативный вариант безопасный для окружающей среды, потому что не требует добычи, переработки нефти. Минус в том, что изделия из растительных материалов не имеют длительного термина эксплуатации, разлагаются достаточно быстро. При долгой выдержке бутылки из биопластика могут терять первоначальную форму, протекать. Кроме того, производство биопластика повязано с рядом экологических проблем. При производстве материала задействованы большие площади сельскохозяйственных земель для выращивания зерновых. Требуется большое количество топлива, воды.

О борьбе с мусором

В разных странах мира быстрыми темпами производят тару из пластика. Результатом этого становится складирование мусора. На сегодня пластиковые бутылки считаются достаточно распространенной формой отходов. Беда в том, что не все выброшенные пластиковые бутылки попадают в мусорные баки. В мировых океанах тоже присутствует такой тип отходов, и это создает серьезную угрозу для живых организмов.

Пластик не разрушается полностью, а распадается на миниатюрные сегменты. Эти сегменты попадают к обитателям океанов. Запрет на продажу воды в бутылках из пластика уже действует в американском небольшом городке Конкорд, который территориально находится в штате Массачусетс.

www.simplexnn.ru

Ответы@Mail.Ru: Из чего делают пластмасс?

Пластмассы — это синтетические полимеры, состоящие из органических соединений, входящих в состав нефти. Множество пластмасс, включая полиэтилен, поливинилхлорид и полистирол получают из этилена — одного из алканов. Полиэтилен и полистирол можно расплавить и затем делать из них посуду. В тонкие листы полиэтилена упаковывают продукты. Этилен — ненасыщенное соединение т. е. в нем есть двойные ковалентные связи, по которым могут присоединяться новые атомы. Термин «двойная связь» означает, что у двух атомов есть две общие пары электронов. В состав молекулы этилена (C2h5) входят два атома углерода, соединенные двойной ковалентной связью. Двойная связь может открыться и присоединить новые атомы. При нагревании, высоком давлении и в присутствии катализатора молекулы этилена могут реагировать друг с другом. При этом двойные связи раскрываются, атомы углерода соединяются и образуют длинные цепочки — огромные молекулы полиэтилена. Такое соединение молекул называется полимеризацией. Небольшие молекулы, из которых состоит молекула полимера, называются мономерами. Гигантская молекула полиэтилена может содержать до 20 000 атомов углерода. При замене некоторых атомов в мономерах на другие можно получать разные виды пластмасс. Поливинилхлорид (ПВХ) образуется при замещении атомов водорода в этилене атомами хлора: при этом образуется хлорэтилен. Молекула ПВХ состоит из длинной цепочки мономеров – молекул хлорэтилена. Пластмассы делятся на две группы. Термопластичные пластмассы можно расплавить и использовать вновь, а термореактивные расплавить вновь нельзя. В термопластичных пластмассах полимерные цепочки не связанны между собой. В термореактивных пластмассах полимерные цепи жестко связаны друг с другом. Термопластичные пластмассы – такие, как полиэтилен, полистирол, нейлон, — гибкие, но не термостойкие. Эти пластмассы можно перерабатывать по нескольку раз, но пока это мало применяется. Термореактивные пластмассы используются только один раз. Они имеют жесткую структуру, они тверды и теплостойки. Эбонит, из которого делают посуду, относится к термореактивным пластмассам.

из нефти газа и их производных растительной целлюлозы асбеста

touch.otvet.mail.ru