Trudno dziś wyobrazić sobie świat bez tworzyw sztucznych. Materiały, takie jak politereftalan etylenu (PET), polietylen (PE), czy polichlorek winylu (PVC) zapoczątkowały prawdziwą rewolucję technologiczną, której skutki, zarówno pozytywne, jak i negatywne, obserwujemy do dziś. Są relatywnie trwałe, lekkie i odporne na wilgoć, co w połączeniu z niskimi kosztami produkcji sprawia, że stały się niemal niezastąpione we wszystkich gałęziach przemysłu. Z jakich surowców powstają tworzywa sztuczne? Jak wygląda ich produkcja? Odpowiadamy!
Czym są materiały syntetyczne?
Tworzywa sztuczne to materiały składające się z polimerów, które w zależności od danego surowca mogą być całkowicie syntetyczne, półsyntetyczne (pochodzące z modyfikacji naturalnych polimerów) lub organiczne (biopolimery). Są związkami chemicznymi zbudowanymi z mniejszych, bardzo złożonych cząsteczek, czyli merów. Poszczególne surowce oferują zróżnicowane właściwości i parametry. Z tego powodu znajdują powszechne zastosowanie w wielu gałęziach gospodarki: od przemysłu elektronicznego, przez branżę budowlaną, aż po produkcję opakowań.
Jak powstają tworzywa sztuczne?
Tworzywa sztuczne są produkowane głównie z materiałów kopalnianych i surowców pochodzenia naturalnego, takich jak ropa naftowa, celuloza, gaz ziemny lub węgiel. Proces ten jest skomplikowany zwłaszcza w przypadku ropy naftowej – w jej skład wchodzą zróżnicowane substancje, w tym gazy rafineryjne, olej napędowy, czy benzyna. To właśnie ta ostatnia należy do grona surowców wykorzystywanych do produkcji tworzyw sztucznych. W celu pozyskania składników ropę naftową poddaje się destylacji w rafinerii. Podgrzewa się ją w specjalnym piecu, co pozwala na wyodrębnienie substancji o podobnej wadze i temperaturze wrzenia. Tworzą one tzw. frakcje, a benzyna ciężka, czyli nafta, jest jedną z nich. Na skutek destylacji poszczególne frakcje odparowują, a potem skraplają się w swoim przedziale temperaturowym. Następnie są przekształcane w monomery, które łączą się ze sobą w procesie polimeryzacji, tworząc długie łańcuchy polimerowe. Z pozyskanych w ten sposób polimerów termoutwardzalnych, termoplastów, elastomerów i kompozytów powstają popularne tworzywa sztuczne.
Dodatki chemiczne stosowane w produkcji plastiku
Uzyskanie produktu o pożądanych właściwościach i konkretnym przeznaczeniu byłoby niemożliwe bez dodatków chemicznych. Substancje te mają znaczący wpływ na miękkość, trwałość, odporność na zabrudzenia czy wytrzymałość mechaniczną tworzyw sztucznych. Czasami są dodawane również po to, aby ułatwić produkcję i przetwarzanie surowców oraz nadać im lepszy wygląd.
Jakie dodatki chemiczne biorą udział w tym procesie?
- plastyfikatory – sprawiają, że tworzywo staje się miększe – łatwiejsze w formowaniu,
- barwniki – koloryzujące proszki, wykorzystywane np. podczas produkcji artykułów dziecięcych, opakowań czy tekstyliów,
- stabilizatory – podnoszą trwałość i odporność tworzywa na wpływ czynników środowiskowych, m.in. wysokiej temperatury, wilgoci, promieniowania UV,
- antyutleniacze – hamują procesy utleniania, zapobiegając niszczeniu oraz utracie koloru i wytrzymałości danego tworzywa,
- środki spieniające – są wykorzystywane do tworzenia pianki i pęcherzyków powietrza, które redukują gęstość oraz masę plastiku bez szkody dla jego wytrzymałości mechanicznej,
- wypełniacze – służą do zwiększenia wytrzymałości tworzywa i zapewnienia jego stabilności wymiarowej,
- uniepalniacze – obniżają palność plastiku bez większego wpływu na jego właściwości,
- środki smarujące – są wykorzystywane w celu ułatwienia przetwarzania polimerów: pomagają obniżyć przyczepność materiału bazowego w trakcie formowania oraz niwelują tarcie zewnętrzne i wewnętrzne.
Jakie etapy produkcji tworzyw sztucznych wyróżniamy?
Jak powstają tworzywa sztuczne? Proces produkcji materiałów dzieli się na kilka etapów. Pierwszym z nich jest polimeryzacja. Można wyróżnić dwa jej typy: łańcuchową lub addycyjną. W przypadku pierwszej z nich, występujące w monomerach wiązania podwójne lub potrójne ulegają rozpadowi pod wpływem katalizatora. Następnie wchodzą w reakcję z innymi monomerami, tworząc nowy łańcuch chemiczny.
Natomiast drugi typ wykorzystuje się u monomerów, które nie zawierają podwójnych lub potrójnych wiązań, w wyniku czego łączą się ze sobą bezpośrednio.
W kolejnym kroku – procesie formowania – każdemu tworzywu nadaje się określony kształt i postać. Najczęściej stosuje się tutaj metody wtrysku, wytłaczania, odlewu lub formowania próżniowego. Czym się one różnią?
- wtrysk polega na wprowadzaniu płynnego tworzywa do formy pod wysokim ciśnieniem,
- wytłaczanie oznacza przepuszczenie materiału prosto przez rozgrzane formy,
- proces odlewu opiera się głównie na wlewie ciekłego lub proszkowanego plastiku do formy,
- podczas formowania próżniowego materiał zostaje rozgrzany i rozciągnięty za pomocą próżni.
Na samym końcu tworzywo poddaje się procesowi ekstruzji, podczas której jest ono przetłaczane przez odpowiednio skrojone otwory matrycy. Umożliwia to wytwarzanie długich produktów o stałej, niezmiennej formie. W ten sposób uzyskuje się m.in. rury o różnych średnicach i wymiarach, cienkie arkusze plastiku o identycznej grubości oraz profile plastikowe dla stolarki otworowej.
Surowce tworzyw sztucznych – wybór dostawcy i dystrybutora ma znaczenie!
Niezależnie od potrzeb produkcyjnych i specyfiki danej branży, warto sprowadzać surowce od dostawcy lub dystrybutora, który dba o wysoką jakość materiałów oraz zapewnia ich zgodność z normami i specyfikacjami branżowymi. Współpraca z odpowiedzialnymi partnerami gwarantuje przedsiębiorcom ogrom korzyści w postaci łatwego dostępu do nowinek technologicznych, korzystnych warunków cenowych oraz realizacji zamówienia w krótkim terminie. Dzięki temu produkcja tworzyw sztucznych będzie przebiegała sprawnie i zgodnie z najwyższymi standardami, co utoruje firmie drogę do sukcesu na rynku.
Zapraszamy do kontaktu
Skontaktuj się z nami, aby wybrać odpowiedni surowiec do produkcji tworzyw sztucznych i zapewnić gotowym wyrobom wymagane właściwości, trwałość oraz zgodność z normami branżowymi.
