Y Broses o Wneud Plastig o Gyfansoddion Organig
Mae plastig yn un o'r deunyddiau a ddefnyddir fwyaf mewn amrywiol ddiwydiannau a bywyd bob dydd. Mae ei briodweddau ysgafn, hyblyg, gwrth-ddŵr, a hydwyth yn ei wneud yn ddewis blaenllaw ar gyfer llawer o gymwysiadau, o becynnu bwyd i gydrannau diwydiannol trwm. Yn yr erthygl hon, byddwn yn archwilio'r broses o wneud plastig o gyfansoddion organig, o ddeunyddiau crai i'r cynnyrch terfynol.
1. Pendahuluan
Mae plastigau yn bolymerau, moleciwlau mawr sy'n cynnwys llawer o unedau ailadroddus o'r enw monomerau. Polymeriad yw'r broses gemegol sy'n cysylltu'r monomerau hyn gyda'i gilydd i ffurfio cadwyni polymer. Y cyfansoddion organig mwyaf cyffredin a ddefnyddir i wneud plastigau yw petroliwm a nwy naturiol, er bod ymdrechion i ddefnyddio adnoddau adnewyddadwy yn cynyddu.
2. Deunyddiau Crai
2.1 Petrolewm fel y Prif Ffynhonnell
Mae'r rhan fwyaf o blastigau wedi'u gwneud o betrocemegion sy'n deillio o betroliwm. Mae olew crai yn cynnwys amrywiol hydrocarbonau y gellir, trwy fireinio, eu torri i lawr yn gydrannau llai fel ethylen, propylen, a bwtadien, sydd wedyn yn cael eu defnyddio fel monomerau wrth gynhyrchu plastig.
2.2 Nwy Naturiol
Ar wahân i betroliwm, mae nwy naturiol hefyd yn ffynhonnell bwysig ar gyfer cynhyrchu plastig. Gellir trosi methan, prif gydran nwy naturiol, yn ethylen trwy broses a elwir yn gracio stêm.
2.3 Deunyddiau Organig Adnewyddadwy
Mae amryw o ymdrechion wedi'u gwneud i gynhyrchu plastigau o adnoddau adnewyddadwy fel startsh, cellwlos ac olewau llysiau. Mae bioplastigion, a wneir o'r deunyddiau organig adnewyddadwy hyn, yn cynnig ateb mwy cyfeillgar i'r amgylchedd na phlastigau confensiynol.
3. Proses Polymerization
3.1 Polymeriad Ychwanegol
Yn polymerization ychwanegol, mae monomerau â bondiau dwbl (fel ethylen) yn adweithio i ffurfio polymer trwy broses adio. Ni chynhyrchir unrhyw sgil-gynhyrchion yn y math hwn o bolymerization. Enghreifftiau cyffredin o blastigion a gynhyrchir trwy bolymerization ychwanegol yw polyethylen a polypropylen.
Proses Polymerization Ethylene:
1. Paratoi Monomer: Cynhyrchir ethylen trwy broses cracio hydrocarbon.
2. Cychwyn: Ychwanegu cychwynnydd (e.e. radicalau rhydd, asidau, neu fasau) i gychwyn yr adwaith polymerization.
3. Lluosogi: Mae monomerau ethylen yn cyfuno'n barhaus i ffurfio cadwyni hir o polyethylen.
4. Terfynu: Mae'r broses yn cael ei hatal drwy ychwanegu sylwedd sy'n atal yr adwaith.
3.2 Polymeriad Cyddwysiad
Mewn polymerization cyddwysiad, mae dau fath gwahanol o monomerau yn cyfuno i ffurfio polymer a sgil-gynnyrch (dŵr neu fethanol fel arfer). Mae neilon a polyester yn enghreifftiau cyffredin o blastigion a gynhyrchir trwy polymerization cyddwysiad.
Proses Polymerization Neilon:
1. Paratoi Monomerau: Paratoir monomerau fel asid adipic a hecsamethylendiamin.
2. Adwaith Ffurfio Polymer: Mae'r ddau monomer yn adweithio i gynhyrchu cadwyni hir o Neilon a dŵr fel sgil-gynnyrch.
3. Puro: Caiff y neilon sy'n deillio o hyn ei buro o sgil-gynhyrchion trwy broses golchi a sychu.
4. Proses Allwthio a Ffurfio
Unwaith y bydd y polymer wedi'i ffurfio, mae'r plastig ar ffurf gronynnau neu belenni fel arfer yn cael ei doddi a'i ffurfio'n wahanol gynhyrchion terfynol trwy wahanol dechnegau ffurfio fel:
4.1 Allwthio
Mae allwthio yn broses lle mae pelenni plastig yn cael eu toddi a'u gorfodi trwy farw i ffurfio cynnyrch â phroffil parhaus fel pibell, dalen, neu ffilm.
4.2 Mowldio Chwistrellu
Mae'r broses hon yn cynnwys chwistrellu plastig tawdd i fowld ar bwysedd uchel i ffurfio cynhyrchion gwag neu solet fel teganau, cynwysyddion a chydrannau modurol.
4.3 Mowldio Chwythu
Mewn mowldio chwythu, mae tiwbiau plastig wedi'u toddi yn cael eu siapio a'u chwythu ag aer cywasgedig i gynhyrchu eitemau gwag fel poteli.
4.4 Mowldio Cylchdro
Mae'r dull hwn yn defnyddio mowld sy'n cylchdroi ar sawl echelin i ddosbarthu plastig tawdd yn gyfartal ar draws wyneb mewnol y mowld, gan gynhyrchu cynhyrchion gwag fel tanciau tanwydd a theganau mawr.
5. Priodweddau Plastig
5.1 Polyethylen (PE)
Polyethylen yw'r plastig a ddefnyddir amlaf a gellir ei ganfod mewn amrywiol ffurfiau fel LDPE (Polyethylen Dwysedd Isel) a HDPE (Polyethylen Dwysedd Uchel). Defnyddir PE mewn bagiau siopa, poteli a phibellau.
5.2 Polypropylen (PP)
Mae polypropylen yn adnabyddus am ei gryfder tynnol uchel a'i wrthwynebiad cemegol. Defnyddir PP mewn cynhyrchion modurol, cynwysyddion bwyd, a dyfeisiau meddygol.
5.3 Polystyren (PS)
Gall polystyren fod naill ai'n grisialog clir neu'n ewynog. Defnyddir PS crisialog mewn pecynnu bwyd tryloyw, tra bod PS ewynog (Styrofoam) yn cael ei ddefnyddio mewn pecynnu amddiffynnol a deunyddiau inswleiddio.
5.4 Polyfinyl Clorid (PVC)
Mae PVC yn blastig amlbwrpas y gellir ei galedu neu ei feddalu gyda phlastigyddion. Defnyddir PVC anhyblyg ar gyfer pibellau a ffenestri, tra bod PVC hyblyg yn cael ei ddefnyddio ar gyfer gwifrau trydanol a lloriau finyl.
6. Rheoli Gwastraff Plastig
6.1 Ailgylchu
Ailgylchu yw'r broses o drosi gwastraff plastig yn ddeunyddiau neu gynhyrchion newydd. Mae plastig ailgylchadwy yn cael ei gasglu, ei dorri i lawr yn belenni, a'i doddi i'w ail-lunio.
6.2 Plastigau Bioddiraddadwy
Mae nifer o arloesiadau diweddar yn canolbwyntio ar ddatblygu plastigau bioddiraddadwy y gellir eu chwalu gan ficro-organebau yn yr amgylchedd, gan leihau baich gwastraff plastig mewn safleoedd tirlenwi.
6.3 Ynni o Wastraff
Mae sawl technoleg newydd yn caniatáu trosi gwastraff plastig yn ynni trwy brosesau fel pyrolysis, sy'n troi plastig yn olew tanwydd neu nwy synthetig.
7. Diweddglo
Mae'r broses o wneud plastig o gyfansoddion organig yn cynnwys amrywiol gamau, o echdynnu a phuro monomerau, trwy bolymeriad, i ffurfio'r cynnyrch terfynol. Gyda datblygiadau technolegol ac ymwybyddiaeth amgylcheddol gynyddol, mae ymdrechion i ddatblygu plastigau o adnoddau adnewyddadwy a dulliau ailgylchu effeithiol yn parhau i symud ymlaen. Er bod plastigau wedi darparu manteision sylweddol i gymdeithas fodern, mae heriau wrth reoli eu gwastraff yn galw am arloesedd cyfrifol a chynaliadwy.
