Jak wytwarzane są tworzywa sztuczne?

Plastik jest obecnie najbardziej wszechstronnym i szeroko stosowanym materiałem syntetycznym na rynku. Są to polimery, czyli duże cząsteczki (masa cząsteczkowa ~ 10 000+), które składają się z długich powtarzających się łańcuchów mniejszych cząsteczek (masa cząsteczkowa ~ 100) znana jako monomery. Typowe monomery stosowane w produkcji tworzyw sztucznych, takie jak octan winylu, styren, butadien i chlorek winylu, są ekstrahowane z ropy naftowej lub gazu ziemnego. Monomery należą do klasy chemikaliów znanych jako petrochemikali. Monomery są wykonane z atomów, takich jak chlor, azot, tlen, wodór i siarka. Monomery można łatwo wyodrębnić z obfitych źródeł organicznych, choć wraz ze wzrostem ceny ropy naftowej, podobnie jak cena tworzyw sztucznych.

Istnieją dwa główne typy tworzyw sztucznych; termoutwardzalne tworzywa sztuczne i termoplastiki. Oba są wytwarzane przez wylewanie płynnych monomerówdo formy, w której przechodzą polimeryzację. Trzeźle termoutwardzalne są trwałe po uformowaniu - nie deformują się w cieple. Termoplastiki topią się pod ciepłem i można je wielokrotnie reformować. Proces polimeryzacji zwiększa masę cząsteczkową cząsteczek składowych, zamieniając ciekłe monomery w polimery stałe. (Wzrost masy cząsteczkowej powoduje, że substancja ulega zmianie fazowej.)

Podczas procesu formowania zupa monomerowa jest przegrzana i skondensowana pod wieloma ciśnieniem atmosfery. Powoduje to wystąpienie polimeryzacji i zapewnia, że ​​plastik jest stały i jednolity, pozbawiony wewnętrznych pęcherzyków powietrza (duży problem, który musiał zostać obchodzony na początku tworzyw sztucznych). Rezultatem jest gotowy produkt z tworzywa sztucznego. Dobrze znane tworzywa sztuczne obejmują Bakelite®, Nylon, PVC, guma syntetyczna, akryl, polietylen (Tupperware®), Formica®, Ai Teflon®. Minusem ich tworzyw sztucznych jest ich wpływ na środowisko. Biodegrade zajmują wiele tysięcy (a nawet milionów) lat. W ostatnich dziesięcioleciach zachęcano do recyklingu tworzyw sztucznych, chociaż tylko około 5% tworzyw sztucznych w USA jest faktycznie poddawanych recyklingowi.