Proces proizvodnje plastike od organskih spojeva
Plastika je jedan od najčešće korištenih materijala u raznim industrijama i svakodnevnom životu. Njena lagana, fleksibilna, vodootporna i savitljiva svojstva čine je primarnim izborom za mnoge primjene, od ambalaže za hranu do teških industrijskih komponenti. U ovom članku ćemo istražiti proces proizvodnje plastike od organskih spojeva, od sirovina do gotovog proizvoda.
1. Pendahuluan
Plastik adalah polimer, yaitu molekul besar yang terdiri dari banyak unit berulang, yang disebut monomer. Polimerisasi adalah proses kimia yang menghubungkan monomer-monomer ini untuk membentuk rantai polimer. Senyawa organik yang paling umum digunakan untuk pembuatan plastik adalah minyak bumi dan gas alam, meskipun upaya untuk menggunakan sumber daya terbarukan semakin meningkat.
2. Sirovine
2.1 Nafta kao glavni izvor
Većina plastike se proizvodi od petrohemikalija dobijenih iz nafte. Sirova nafta sadrži različite ugljikovodike koji se rafiniranjem mogu razložiti na manje komponente poput etilena, propilena i butadiena, koje se zatim koriste kao monomeri u proizvodnji plastike.
2.2 Prirodni plin
Pored nafte, prirodni plin je također važan izvor za proizvodnju plastike. Metan, glavna komponenta prirodnog plina, može se pretvoriti u etilen procesom poznatim kao parno krekiranje.
2.3 Obnovljivi organski materijali
Uloženi su različiti napori u proizvodnju plastike iz obnovljivih resursa kao što su škrob, celuloza i biljna ulja. Bioplastika, napravljena od ovih obnovljivih organskih materijala, nudi ekološki prihvatljivije rješenje od konvencionalne plastike.
3. Proces polimerizacije
3.1 Adicijska polimerizacija
Kod adicione polimerizacije, monomeri sa dvostrukim vezama (kao što je etilen) reaguju i formiraju polimer putem procesa adicione polimerizacije. U ovoj vrsti polimerizacije ne nastaju nusproizvodi. Uobičajeni primjeri plastike proizvedene adicionom polimerizacijom su polietilen i polipropilen.
Proces polimerizacije etilena:
1. Persiapan Monomer : Etilen diproduksi melalui proses hidrokarbon cracking.
2. Inisiasi : Penambahan inisiator (misalnya radikal bebas, asam, atau basa) untuk memulai reaksi polimerisasi.
3. Propagasi : Monomer etilen secara berkesinambungan bergabung membentuk rantai panjang polietilen.
4. Terminasi : Proses dihentikan dengan menambahkan zat yang menghentikan reaksi.
3.2 Kondenzacijska polimerizacija
U kondenzacijskoj polimerizaciji, dvije različite vrste monomera se kombiniraju i formiraju polimer i nusprodukt (obično vodu ili metanol). Najlon i poliester su uobičajeni primjeri plastike proizvedene kondenzacijskom polimerizacijom.
Proces polimerizacije najlona:
1. Persiapan Monomer : Monomer seperti asam adipat dan heksametilendiamina disiapkan.
2. Reaksi Pembentukan Polimer : Kedua monomer bereaksi menghasilkan rantai panjang Nylon dan air sebagai produk sampingan.
3. Pemurnian : Nylon yang dihasilkan dimurnikan dari produk sampingan melalui proses pencucian dan pengeringan.
4. Proces ekstruzije i oblikovanja
Nakon što se polimer formira, plastika u obliku granula ili peleta se obično topi i oblikuje u različite krajnje proizvode putem različitih tehnika oblikovanja kao što su:
4.1 Ekstruzija
Ekstruzija je proces u kojem se plastične kuglice tope i provlače kroz matricu kako bi se formirao proizvod s kontinuiranim profilom poput cijevi, ploče ili folije.
4.2 Brizganje plastike
Ovaj proces uključuje ubrizgavanje rastopljene plastike u kalup pod visokim pritiskom kako bi se formirali šuplji ili čvrsti proizvodi poput igračaka, kontejnera i automobilskih komponenti.
4.3 Puhanje plastike
Kod puhanja, rastopljene plastične cijevi se oblikuju i duvaju komprimiranim zrakom kako bi se proizveli šuplji predmeti poput boca.
4.4 Rotacijsko oblikovanje
Ova metoda koristi kalup koji se okreće na više osa kako bi se rastopljena plastika ravnomjerno rasporedila po unutrašnjoj površini kalupa, proizvodeći šuplje proizvode poput rezervoara za gorivo i velikih igračaka.
5. Svojstva plastike
5.1 Polietilen (PE)
Polietilen je najčešće korištena plastika i može se naći u različitim oblicima kao što su LDPE (polietilen niske gustoće) i HDPE (polietilen visoke gustoće). PE se koristi u vrećicama za kupovinu, bocama i cijevima.
5.2 Polipropilen (PP)
Polipropilen je poznat po svojoj visokoj zateznoj čvrstoći i hemijskoj otpornosti. PP se koristi u automobilskim proizvodima, posudama za hranu i medicinskim uređajima.
5.3 Polistiren (PS)
Polistiren može biti prozirni kristalni ili pjenasti. Kristalni PS se koristi u prozirnoj ambalaži za hranu, dok se pjenasti PS (stiropor) koristi u zaštitnoj ambalaži i izolacijskim materijalima.
5.4 Polivinil hlorid (PVC)
PVC je svestrana plastika koja se može otvrdnuti ili omekšati plastifikatorima. Kruti PVC se koristi za cijevi i prozore, dok se fleksibilni PVC koristi za električne instalacije i vinilne podove.
6. Upravljanje plastičnim otpadom
6.1 Recikliranje
Recikliranje je proces pretvaranja plastičnog otpada u nove materijale ili proizvode. Reciklirajuća plastika se sakuplja, razgrađuje u pelete i topi kako bi se preoblikovala.
6.2 Biorazgradiva plastika
Brojne nedavne inovacije fokusiraju se na razvoj biorazgradivih plastika koje mikroorganizmi u okolišu mogu razgraditi, smanjujući opterećenje plastičnim otpadom na deponijama.
6.3 Energija iz otpada
Nekoliko novih tehnologija omogućava pretvaranje plastičnog otpada u energiju kroz procese poput pirolize, koja pretvara plastiku u sintetičko lož ulje ili plin.
7. Kesimpulan
Proces proizvodnje plastike od organskih spojeva uključuje različite korake, od ekstrakcije i pročišćavanja monomera, preko polimerizacije, do formiranja konačnog proizvoda. S tehnološkim napretkom i rastućom ekološkom sviješću, napori za razvoj plastike iz obnovljivih resursa i efikasnih metoda recikliranja nastavljaju napredovati. Iako je plastika pružila značajne koristi modernom društvu, izazovi u upravljanju njenim otpadom zahtijevaju odgovorne i održive inovacije.
