Тыпы пластмас, якія выкарыстоўваюцца ў вытворчасці спажывецкіх тавараў, і як яны вырабляюцца
Пластык — адзін з найбольш распаўсюджаных матэрыялаў у сучасным жыцці. Яго выбіраюць таму, што ён лёгкі, трывалы, пластычны, воданепранікальны і адносна недарагі ў масавай вытворчасці. За разнастайным асартыментам пластыкавых вырабаў — ад бутэлек для напояў і ўпакоўкі для харчовых прадуктаў да цацак і электронных кампанентаў — стаяць розныя тыпы палімераў з адметнымі характарыстыкамі. У гэтым артыкуле абмяркоўваюцца тыпы пластыка, якія найбольш часта выкарыстоўваюцца ў спажывецкіх таварах, і апісваецца, як яны вырабляюцца, як з пункту гледжання ўтварэння палімераў, так і з пункту гледжання працэсу вытворчасці канчатковага прадукту.
1. ПЭТ (поліэтылентэрэфталат)
Прыклады выкарыстання: бутэлькі з-пад пітной вады і газіроўкі, упакоўка для харчовых прадуктаў, поліэфірнае валакно (адзенне), ёмістасці для соусаў або алею.
Асноўныя ўласцівасці: празрысты, трывалы, газаўстойлівы (даволі добра ўтрымлівае CO₂), лёгкі і лёгка перапрацоўваецца.
Як вырабляецца палімер: ПЭТ вырабляецца шляхам рэакцыі кандэнсацыі палімерызацыі паміж тэрэфталевай кіслатой (або дыметылтэрэфталатам) і этыленгліколем. У выніку гэтай рэакцыі ўтвараюцца доўгія ланцугі ПЭТ і пабочныя прадукты (напрыклад, вада або метанол, у залежнасці ад сыравіны). Пасля гэтага ён ачышчаецца і фармуецца ў гранулы (пелеты) для больш лёгкай транспарціроўкі і апрацоўкі.
Працэс вытворчасці прадукцыі: для бутэлек ПЭТ-гранулы плавяцца, а затым з іх з дапамогай ліцця пад ціскам набываюць загатоўку (невялікую трубчастую форму, падобную на «корпус бутэлькі»). Затым загатоўка награваецца і выдзімаецца ў форму для бутэлькі з дапамогай расцяжнога выдзімання, у выніку чаго атрымліваецца трывалая, тонкая і ўстойлівая бутэлька.
2. HDPE (поліэтылен высокай шчыльнасці)
Прыклады выкарыстання: каністры, бутэлькі з-пад шампуня/мыйнага сродку, некаторыя галонныя збаны, трубы, ёмістасці для бытавой хіміі.
Асноўныя ўласцівасці: больш жорсткі, чым LDPE, ударатрывалы, хімічна ўстойлівы, не лёгка трэскаецца.
Як вырабляецца палімер: HDPE атрымліваюць шляхам палімерызацыі этылену (C₂H₄) з выкарыстаннем каталізатара (напрыклад, Цыглера-Ната або металацэну), які стварае больш лінейную і шчыльную структуру палімернага ланцуга, што прыводзіць да высокай шчыльнасці. Гэтая шчыльная структура робіць яго больш трывалым і жорсткім.
Як вырабляюцца вырабы: Многія вырабы з HDPE вырабляюцца метадам экструзійнага выдзімання (напрыклад, бутэлькі з-пад мыйнага сродку), дзе пластык плавіцца і экструдуецца ў трубку (заготовку), якая затым выдзімаецца ў форму. Для труб HDPE вырабляецца шляхам экструзіі ў доўгія профілі, а затым наразаецца па памеры.
3. ПВД (поліэтылен нізкай шчыльнасці)
Прыклады выкарыстання: поліэтыленавыя пакеты, поліэтыленавая плёнка, унутраная падкладка ўпакоўкі, вельмі гнуткія бутэлькі, пакрыццё кабеляў.
Асноўныя ўласцівасці: вельмі гнуткі, даволі добрая празрыстасць, воданепранікальны, але не такі жорсткі, як HDPE.
Як вырабляецца палімер: LDPE вырабляецца з этылену шляхам палімерызацыі пад высокім ціскам, у выніку чаго ўтвараецца разгалінаваная структура. Гэта разгалінаванне робіць палімер друзлым, нізкашчыльным і больш гнуткім.
Спосаб вырабу прадукцыі: поліэтыленавыя пакеты і плёнкі звычайна вырабляюцца шляхам выдзімання плёнкі: LDPE плавіцца, экструдуецца праз фармавальнае кольца, затым выдзімаецца ў тонкую бурбалку, якая затым астуджаецца і згортваецца ў ліст.
4. ПП (поліпрапілен)
Прыклады выкарыстання: харчовыя кантэйнеры (пэўныя з якіх прыдатныя для мікрахвалевай печы), саломінкі, вечкі для бутэлек, пластыкавыя пакеты, бытавая тэхніка, лёгкія аўтамабільныя кампаненты.
Асноўныя ўласцівасці: лёгкі, дастаткова цеплаўстойлівы, трывалы супраць стомленасці пры складанні (напрыклад, «жывыя завесы» на пластыкавых скрынках), хімічная ўстойлівасць.
Як вырабляецца палімер: ПП вырабляецца з прапілену шляхам палімерызацыі з выкарыстаннем спецыяльнага каталізатара для карэкціроўкі структуры (ізатактычная/сіндыятактычная). Ізатактычная структура звычайна забяспечвае лепшую трываласць і крышталічнасць.
Метады вырабу прадукцыі: харчовыя кантэйнеры і вечкі для бутэлек часта вырабляюцца метадам ліцця пад ціскам. Для тонкай упакоўкі, такой як пластыкавыя кубкі або кантэйнеры для маргарыну, часта выкарыстоўваецца тэрмафармаванне: поліпрапіленавыя лісты награваюцца, а затым фармуюцца з дапамогай вакууму/ціску ў форму.
5. ПВХ (полівінілхларыд)
Прыклады выкарыстання: трубы і фітынгі, вінілавыя падлогавыя пакрыцці, сінтэтычная скура, электраправодка, карткі (напрыклад, некаторыя членскія карты).
Асноўныя ўласцівасці: можна зрабіць цвёрдым або гнуткім, устойлівым да надвор'я (у залежнасці ад рэцэптуры), хімічнай устойлівым, але патрабуецца дабаўка стабілізатара і пластыфікатара.
Як вырабляецца палімер: ПВХ вырабляецца з манамера вінілхларыду шляхам адыцыйнай палімерызацыі (звычайна на аснове суспензіі або эмульсіі). Паколькі ПВХ адчувальны да нагрэву, у склад звычайна ўваходзіць тэрмастабілізатар, каб прадухіліць яго дэградацыю падчас апрацоўкі.
Спосаб вырабу прадукту: ПВХ-трубы вырабляюцца метадам экструзіі. Для вінілавых падлогавых пакрыццяў або сінтэтычнай скуры ПВХ часта перапрацоўваецца ў лісты шляхам каландравання (пракаткі) або нанясення пакрыцця на падкладку.
6. PS (полістырол) і EPS (пенапалістырол)
Прыклады выкарыстання полістырыла: аднаразовыя сталовыя прыборы, некаторыя кантэйнеры, лёгкія абалонкі, футляры для кампакт-дыскаў (раней).
Прыклады выкарыстання пенаполістыролу: пенаполістырол для абароны электронных прылад, харчовыя кантэйнеры, ізаляцыя будынкаў.
Асноўныя ўласцівасці: полістырол цвёрды і празрысты, але схільны да далікатнасці. пенаполістырол вельмі лёгкі, бо мае паветрана-напоўненую структуру пены.
Як вырабляецца палімер: полістырэнс атрымліваецца ў выніку палімерызацыі стыролавых манамераў. У выпадку з пенаполістырам (EPS) гранулы полістырэнсу ўтрымліваюць газаўтваральнік, які дазваляе матэрыялу пашырацца пры награванні.
Спосабы вырабу прадукцыі: полістырол можна апрацоўваць метадам ліцця пад ціскам або тэрмафармавання (напрыклад, кубкі/кантэйнеры). ЭПС вырабляецца шляхам награвання шарыкаў для іх пашырэння, а затым спякання пашыраных шарыкаў у форме да надання ім канчатковай формы.
7. ПК (полікарбанат)
Прыклады выкарыстання: некаторыя галоны вады, лінзы для ачкоў, шлемы, электронныя кампаненты, празрыстыя шчыты.
Асноўныя ўласцівасці: вельмі трывалы, ударатрывалы, празрысты, тэрмаўстойлівы, лепшы за многія распаўсюджаныя пластмасы.
Як вырабляецца палімер: ПК звычайна вырабляецца ў выніку рэакцыі палімерызацыі паміж бісфенолам А і карбанатным злучэннем (метады могуць адрознівацца ў залежнасці ад тэхналогіі вытворчасці). У выніку атрымліваецца палімер з высокімі механічнымі ўласцівасцямі і добрай празрыстасцю.
Метады вырабу прадукцыі: многія кампаненты ПК вырабляюцца метадам ліцця пад ціскам з-за высокай дакладнасці і неабходнасці дэталізацыі. Лісты ПК таксама можна экструдаваць, а затым рэзаць або надаваць ім форму.
8. ABS (акрыланітрылбутадыенстырол)
Прыклады выкарыстання: цацкі (напрыклад, будаўнічыя блокі), корпусы электронікі, клавіятуры, кампаненты салона аўтамабіля.
Асноўныя ўласцівасці: трывалы, даволі ўстойлівы да ўдараў, добрая паверхня для аздаблення, лёгка апрацоўваецца.
Як вырабляецца палімер: АБС — гэта сапалімер, які спалучае тры кампаненты: акрыланітрыл (хімічная ўстойлівасць), бутадыен (трываласць/ўдаратрываласць) і стырол (калякасць і паверхневая трываласць). Склад можна рэгуляваць у залежнасці ад патрабаванняў да прадукту.
Спосаб вырабу вырабу: АБС-пластык часцей за ўсё апрацоўваецца метадам ліцця пад ціскам. Пасля фарміравання АБС-пластык можна фарбаваць, пакрываць або апрацоўваць паверхню да бляску.
Агульны працэс вырабу вырабаў з пластыка
Нягледзячы на тое, што тыпы палімераў розныя, агульны паток падобны:
1. Вытворчасць смалы/гранул: палімеры вырабляюцца на нафтахімічных заводах, а затым фармуюцца ў гранулы.
2. Змешванне: гранулы змешваюцца з дадаткамі, такімі як фарбавальнікі, УФ-стабілізатары, антыпірэны, пластыфікатары або напаўняльнікі, для змены ўласцівасцей.
3. Фарміраванне: з выкарыстаннем такіх метадаў, як:
– Ліццё пад ціскам: расплаўлены пластык упырскваецца ў форму (падыходзіць для складаных формаў).
– Экструзія: пластык прэсуецца праз профільную форму (трубу, ліст, кабель).
– Выдзімальнае фармаванне: для полых бутэлек і кантэйнераў.
– Тэрмафармаванне: ліст награваецца, а затым фармуецца пад ціскам/вакуумам.
– Ратацыйнае фармаванне: для вялікіх полых рэзервуараў (некаторыя тыпы ПЭ).
4. Аздабленне і зборка: выразанне лішняга, свідраванне, прымацаванне этыкетак і ўпакоўка.
Закрыццё
Тыпы пластыку, якія выкарыстоўваюцца ў спажывецкіх таварах, выбіраюцца ў залежнасці ад іх функцыянальных патрэб: ПЭТ лепш падыходзіць для ўпакоўкі напояў, ПНД і ПП трывалыя для кантэйнераў і бытавых вырабаў, ПВХ падыходзіць для труб і будаўнічых матэрыялаў, ПС/ЭПС лёгкія для ўпакоўкі, а ПК і АБС выкарыстоўваюцца для прымянення, якія патрабуюць трываласці і дакладнасці. Разуменне іх характарыстык і метадаў вытворчасці дапамагае спажыўцам і вытворцам рабіць больш абгрунтаваны выбар — як з пункту гледжання якасці прадукцыі, бяспекі, так і магчымасцей перапрацоўкі і больш адказнага кіравання пластыкавымі адходамі.
