Specyfika tego, jak powstaje plastik, zależy od jego rodzaju i do czego będzie służył, ale podstawowe kroki są takie same. Plastik jest wytwarzany przy użyciu różnych procesów chemicznych i rafinacji, które zamieniają pojedyncze cząsteczki zwane monomerami w długie łańcuchy zwane polimerami. Po tym polimery można formować lub kształtować w dowolny produkt końcowy.
surowce
Głównymi rodzajami surowców wykorzystywanych do produkcji plastiku są produkty kopalne, takie jak ropa naftowa i gaz ziemny, chociaż można je również wytwarzać z innych materiałów, takich jak soja, kukurydza i konopie. Zawierają one związki zwane węglowodorami, które można wykorzystać do produkcji monomerów, które następnie można przetworzyć na plastik. Odbywa się to zwykle przez kraking, w którym węglowodory są albo podgrzewane do ekstremalnych temperatur, albo poddawane obróbce chemicznej w celu rozbicia ich na monomery, takie jak etylen lub styren.
Polimeryzacja i polikondensacja
Po wyekstrahowaniu monomerów należy je poddać obróbce chemicznej, aby związały się ze sobą i utworzyły długie łańcuchy polimerowe. Zwykle odbywa się to poprzez polimeryzację lub polikondensację. W pierwszym procesie monomery są mieszane z inną substancją chemiczną, która działa jak katalizator i powoduje ich łączenie się ze sobą, tworząc żywicę. W drugim monomery są przetwarzane w taki sposób, że łączą się ze sobą i uwalniają produkt uboczny, taki jak woda.
W obu procesach różne rodzaje monomerów są zwykle mieszane razem, tworząc żywicę o różnych właściwościach. Można je również mieszać z innymi dodatkami, takimi jak środki zmniejszające palność lub plastyfikatory, dzięki którym produkt końcowy jest mniej kruchy. Żywice powstałe w obu procesach można sprzedawać w postaci płynnej lub rozdrabniać na granulki lub proszek, a następnie sprzedawać firmom produkującym tworzywa sztuczne.
Tworzywa termoplastyczne i termoutwardzalne
Polimery można następnie przetwarzać na tworzywa termoplastyczne lub termoutwardzalne. Tworzywa termoplastyczne topią się, gdy osiągną określoną temperaturę, ale stają się twarde, gdy ostygną, podczas gdy termoutwardzalne stają się twardsze, gdy się nagrzewają, ale można je tylko podgrzać i pozostawić do stwardnienia. Jeśli zostaną ponownie podgrzane, palą się. Różnica między nimi zwykle sprowadza się do monomerów użytych do wytworzenia żywicy i struktury, jaką tworzą polimery podczas przetwarzania: podczas gdy tworzywa termoplastyczne tworzą łańcuchy naprzemiennie twardych i ciągliwych odcinków, termoutwardzalne tworzą twarde, zazębione wiązania.
Przetwarzanie tworzyw termoplastycznych
Tworzywa termoplastyczne są zwykle przetwarzane przez różne formy formowania lub wytłaczania. Formowanie odbywa się poprzez podgrzewanie żywicy i wstrzykiwanie jej do formy lub wdmuchiwanie powietrza do zmiękczonej rurki żywicy, którą umieszcza się w formie, aby nadać jej kształt. Procesy te są wykorzystywane do wytwarzania takich rzeczy jak zabawki, pojemniki i butelki po napojach gazowanych. Wytłaczanie odbywa się poprzez przepychanie żywicy przez formę, aby nadać jej określony kształt, i służy do wytwarzania rzeczy takich jak słomki, włókna do tkania i rury. Tworzywa termoplastyczne można również kalandrować, w którym topi się je, a następnie wciska między dużymi rolkami, aby uzyskać długie arkusze plastiku, takie jak te używane do produkcji podłóg.
Obróbka termoutwardzalna
Można również formować materiały termoutwardzalne, chociaż formy są często poddawane działaniu ciśnienia, aby zachęcić polimery do bliższego połączenia, co sprawia, że produkt końcowy jest trwalszy. Czasami są one również poddawane obróbce chemicznej przed formowaniem, aby zapewnić dokładne połączenie polimerów. Pierwszy proces jest zwykle używany do wytwarzania rzeczy, które muszą być mocne, ale są przeznaczone do użytku konsumenckiego, takich jak telefony i sprzęt sportowy, podczas gdy drugi służy do wytwarzania mocniejszych rzeczy, takich jak części maszyn lub pojazdów. Ten rodzaj plastiku można również powlekać na innych materiałach, takich jak papier lub tkanina, a następnie podgrzewać i prasować razem w celu wytworzenia bezpieczników, uszczelek i płytek obwodów elektronicznych w procesie zwanym laminowaniem.