Органик нэгдлүүдээс хуванцар үйлдвэрлэх үйл явц
Оршил
Өнөөгийн ертөнцөд хаа сайгүй байдаг хуванцар нь өдөр тутмын амьдрал, үйлдвэрлэл, технологийн салбарт хувьсгал хийсэн. Эдгээр нь хөнгөн, бат бөх бөгөөд янз бүрийн хэлбэр, хэлбэрт оруулж болдог тул маш олон талын хэрэглээтэй материал болгодог. Гэсэн хэдий ч тэдгээрийн гарал үүсэл нь органик нэгдлүүдийг олон төрлийн хуванцар материал болгон хувиргадаг гайхалтай химийн синтезийн процесст оршдог. Энэ нийтлэлд органик нэгдлээс хуванцар хийх нарийн төвөгтэй үйл явцыг нарийвчлан авч үзэх бөгөөд түүхий эдийг гаргаж авахаас эхлээд эцсийн бүтээгдэхүүн хүртэлх янз бүрийн үе шатуудыг тайлбарлах болно.
Органик нэгдлүүдийн хувирал
1. Түүхий эдийг олж авах
Хуванцар үйлдвэрлэлийн аялал нь түүхий эд олж авахаас эхэлдэг. Үндсэн эх үүсвэр нь ихэвчлэн түүхий нефть эсвэл байгалийн хийнээс гаргаж авдаг нүүрсустөрөгч юм. Эдгээр нүүрсустөрөгч нь үндсэндээ устөрөгч болон нүүрстөрөгчийн атомуудаас бүрддэг органик нэгдлүүд юм. Түүхий эд нь хуванцар үйлдвэрлэх барилгын материал болж үйлчилдэг жижиг молекулын нэгж болох мономеруудыг гаргаж авахын тулд хэд хэдэн процессыг явуулдаг.
2. Цэвэршүүлэх болон хагарах
Түүхий тос эсвэл байгалийн хийг боловсруулах үйлдвэрт тээвэрлэж, тэнд фракцаар нэрдэг. Энэ процесс нь нүүрсустөрөгчийг буцалгах цэгээс нь хамааран өөр өөр фракц болгон хуваадаг. Хамгийн чухал фракцуудын нэг бол дэгдэмхий, шатамхай шингэн нүүрсустөрөгчийн холимог болох нафта юм.
Дараа нь нафта нь хагарал гэж нэрлэгддэг процесст ордог бөгөөд энэ процесст нарийн төвөгтэй органик молекулууд нь илүү энгийн молекулууд болж задардаг. Дулааны хагарал, каталитик хагарал, уурын хагарал зэрэг нь хэрэглэгддэг зарим техник юм. Үндсэн зорилго нь хуванцар синтезд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг этилен, пропилен болон бусад чухал мономеруудыг үйлдвэрлэх явдал юм.
Полимержилт: Полимер бүтээх
3. Полимержилт
Полимержилт нь мономеруудыг полимер болгон хувиргах үндэс суурь бөгөөд хуванцарыг бүрдүүлдэг макромолекулууд юм. Энэ үйл явц нь мономеруудыг хооронд нь холбож, урт гинж эсвэл гурван хэмжээст сүлжээ үүсгэдэг химийн урвалыг эхлүүлж, тараах үйл явцыг хамардаг. Полимержилтийн хоёр үндсэн төрөл нь нэмэлт (гинжин өсөлт) полимержилт ба конденсац (алхам өсөлт) полимержилт юм.
1. Нэмэлт полимержилт: Энэ процесст давхар холбоо бүхий мономерууд (ихэвчлэн этилен эсвэл пропилен) нь урт полимер гинж үүсгэхийн тулд дараалсан нэмэлтэд ордог. Түгээмэл хэрэглэгддэг катализаторуудад Ziegler-Natta катализатор болон металлоцен орно. Энэ арга нь полиэтилен, полипропилен, полистирол үйлдвэрлэхэд түгээмэл байдаг.
2. Конденсацийн полимержилт: Энэ төрөл нь мономерууд хоёр функциональ бүлэгтэй урвалд орж, ус гэх мэт жижиг молекулыг устгахад хүргэдэг. Энэ нь полиэстр, полиамид (нейлон), поликарбонат зэрэг полимерүүдийг үүсгэдэг. Энэ процесс нь урт гинжин молекулууд үүсэхийг баталгаажуулахын тулд стехиометрийн нарийн хяналт шаарддаг.
Өөрчлөлт ба нэмэлтүүд
4. Кополимержилт ба холих
Хуванцар материалын шинж чанарыг тохируулахын тулд хоёр ба түүнээс дээш өөр мономерыг нэгтгэх процесс болох сополимержилтийг ашигладаг. Энэ арга нь уян хатан чанар, бат бөх чанар эсвэл химийн бодист тэсвэртэй байдал зэрэг янз бүрийн шинж чанартай материалыг нэгтгэх боломжийг олгодог.
Үүнээс гадна, өөр өөр полимерүүдийг холих эсвэл хуванцаржуулагч, тогтворжуулагч, дүүргэгч, будагч бодис зэрэг нэмэлтүүдийг нэмэх нь хуванцарын физик болон химийн шинж чанарыг мэдэгдэхүйц өөрчилж чаддаг. Жишээлбэл, хуванцаржуулагч нэмэх нь полимерийг илүү уян хатан болгодог бол тогтворжуулагч нь хэт ягаан туяаны (ХЯ) цацраг болон исэлдэлтэд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлдэг.
Хуванцар хэлбэржүүлэх ба хэлбэржүүлэх
5. Экструзи
Дараа нь шахмал хуванцарыг янз бүрийн хэлбэржүүлэх техник ашиглан янз бүрийн хэлбэрт оруулж болно. Шахмалжуулалт нь хайлсан полимерийг хэвээр шахаж хуудас, хоолой, эсвэл ширхэгт зэрэг тасралтгүй хэлбэрийг бий болгодог өргөн хэрэглэгддэг арга юм. Дараа нь экструдатыг хөргөж, хүссэн уртаар нь зүсдэг.
6. Тарилгын хэв
Тариураар хэвлэх нь хайлсан полимерийг хэвний хөндийд шахаж, хөргөж, хатууруулж, нарийн төвөгтэй хэлбэр үүсгэдэг. Энэ үйл явц нь хуванцар сав, таг, автомашины эд анги зэрэг олноор үйлдвэрлэхэд чухал ач холбогдолтой. Энэ нь нарийвчлал, өндөр давтагдах чадвартай нарийн төвөгтэй загвар бүтээх чадвараараа давуу талтай.
7. Үлээж хэвлэх
Үлээгч хэвэнд оруулах нь парисон гэж нэрлэгддэг халаасан полимер хоолойг хэвэнд хийлж шил, сав гэх мэт хөндий объект үүсгэдэг өөр нэг түгээмэл хэлбэржүүлэх арга юм. Парисоныг хэвэнд хавчуулж, хүссэн хэлбэрийг бий болгохын тулд агаар үлээж, дараа нь хөргөж, гадагшлуулдаг.
8. Thermoforming
Термоформаци нь уян хатан болтол халааж, дараа нь вакуум, даралт эсвэл механик хүч ашиглан хэвэнд хэлбэржүүлдэг хуванцар хуудсыг ашигладаг. Хэвлэсэн бүтээгдэхүүнийг хөргөж, тайрдаг. Энэ аргаар сав баглаа боодлын тавиур, нэг удаагийн аяга, хясаатай сав зэрэг зүйлсийг бий болгодог.
Боловсруулалтын дараах болон дахин боловсруулалт
9. Барилга, чанарын хяналт
Хуванцар бүтээгдэхүүнийг хэлбэржүүлсний дараа гадаад төрх байдал, үйл ажиллагааг нь сайжруулахын тулд тайрах, будах, гадаргуугийн боловсруулалт гэх мэт хэд хэдэн өнгөлгөөний процесст хамрагдаж болно. Эцсийн бүтээгдэхүүн нь салбарын стандарт, техникийн шаардлагыг хангаж байгаа эсэхийг баталгаажуулахын тулд чанарын хяналтын арга хэмжээг хэрэгжүүлдэг.
10. Дахин боловсруулалт ба тогтвортой байдал
Хуванцар хог хаягдлын байгаль орчинд үзүүлэх нөлөө нь томоохон санаа зовоосон асуудал болж, дахин боловсруулах технологийн дэвшилд хүргэж байна. Механик дахин боловсруулалт нь хуванцар хог хаягдлыг цуглуулах, ангилах, цэвэрлэх, дахин боловсруулах ажлыг шинэ бүтээгдэхүүн болгон ашиглахыг хэлнэ. Нөгөөтэйгүүр, химийн дахин боловсруулалт нь полимерүүдийг мономер болгон задалдаг бөгөөд үүнийг шинэ хуванцар болгон дахин полимержүүлж болно. Биологийн задралд ордог хуванцар болон био суурьтай полимер зэрэг инновациуд нь тогтвортой хувилбар болж гарч ирж байна.
Дүгнэлт
Органик нэгдлээс хуванцар үйлдвэрлэх үйл явц нь олборлох, цэвэршүүлэх, полимержүүлэх, хэлбэржүүлэх, өнгөлөх зэрэг олон талт, нарийн төвөгтэй үйл явц юм. Энэ нь хүний ухаан санаа, энгийн нүүрсустөрөгчийг орчин үеийн нийгэмд зайлшгүй шаардлагатай материал болгон хувиргах химийн хүч чадлын гэрч юм. Гэсэн хэдий ч байгаль орчинд үзүүлэх нөлөө нь технологийн дэвшил болон байгаль орчныг хамгаалах хоёрын тэнцвэрийг хангахын тулд тогтвортой практик, шинэлэг дахин боловсруулах аргууд, байгаль орчинд ээлтэй хувилбаруудыг хөгжүүлэх чиглэлээр нэгдсэн хүчин чармайлт шаарддаг.
