Οι ιδιαιτερότητες του τρόπου κατασκευής του πλαστικού εξαρτώνται από το είδος του και σε τι θα χρησιμοποιηθεί, αλλά τα βασικά βήματα είναι τα ίδια. Το πλαστικό κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας μια ποικιλία χημικών και διεργασιών διύλισης που μετατρέπουν μεμονωμένα μόρια που ονομάζονται μονομερή σε μακριές αλυσίδες που ονομάζονται πολυμερή. Αφού συμβεί αυτό, τα πολυμερή μπορούν να μορφοποιηθούν ή να διαμορφωθούν σε οποιοδήποτε τελικό προϊόν είναι.
πρώτες ύλες
Οι κύριοι τύποι πρώτων υλών που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή πλαστικών είναι ορυκτά προϊόντα, όπως το αργό πετρέλαιο και το φυσικό αέριο, αν και μπορεί επίσης να κατασκευαστεί από άλλα πράγματα όπως η σόγια, το καλαμπόκι και η κάνναβη. Αυτά περιέχουν ενώσεις που ονομάζονται υδρογονάνθρακες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή μονομερών, τα οποία στη συνέχεια μπορούν να υποστούν επεξεργασία για να κατασκευαστούν πλαστικό. Αυτό γίνεται συνήθως με πυρόλυση, κατά την οποία οι υδρογονάνθρακες είτε θερμαίνονται σε ακραίες θερμοκρασίες είτε υποβάλλονται σε χημική επεξεργασία για να διασπαστούν σε μονομερή όπως το αιθυλένιο ή το στυρόλιο.
Πολυμερισμός και Πολυσυμπύκνωση
Μόλις τα μονομερή εκχυλιστούν, πρέπει να υποβληθούν σε χημική επεξεργασία για να συνδεθούν μεταξύ τους και να σχηματίσουν μακριές πολυμερείς αλυσίδες. Αυτό συνήθως γίνεται είτε μέσω πολυμερισμού είτε μέσω πολυσυμπύκνωσης. Στην πρώτη διαδικασία, τα μονομερή αναμειγνύονται με μια άλλη χημική ουσία που λειτουργεί ως καταλύτης και τα αναγκάζει να ενωθούν μεταξύ τους, σχηματίζοντας μια ρητίνη. Στη δεύτερη, τα μονομερή υποβάλλονται σε επεξεργασία με τέτοιο τρόπο ώστε να ενώνονται μεταξύ τους και να απελευθερώνουν ένα υποπροϊόν όπως το νερό.
Κατά τη διάρκεια κάθε διαδικασίας, διαφορετικοί τύποι μονομερών συνήθως αναμιγνύονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν ρητίνη με διαφορετικά χαρακτηριστικά. Μπορούν επίσης να αναμιχθούν με άλλα πρόσθετα, όπως επιβραδυντικά φλόγας ή πλαστικοποιητές, που κάνουν το τελικό προϊόν λιγότερο εύθραυστο. Οι ρητίνες που προκύπτουν και από τις δύο διαδικασίες μπορούν να πωληθούν σε υγρή μορφή ή να αλεσθούν σε πέλλετ ή σκόνη και στη συνέχεια να πωληθούν σε εταιρείες κατασκευής πλαστικών.
Θερμοπλαστικά και Θερμοσκληρυντικά
Τα πολυμερή μπορούν στη συνέχεια να υποστούν επεξεργασία είτε σε θερμοπλαστικά είτε σε θερμοσκληρυνόμενα. Τα θερμοπλαστικά λιώνουν όταν φτάσουν σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, αλλά είναι σκληρά όταν κρυώνουν, ενώ τα θερμοσκληρυνόμενα γίνονται σκληρότερα καθώς θερμαίνονται, αλλά μπορούν να θερμανθούν και να αφεθούν να σταθεροποιηθούν μόνο μία φορά. Αν ξαναζεσταθούν, καίγονται. Η διαφορά μεταξύ τους συνήθως οφείλεται στα μονομερή που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή της ρητίνης και στη δομή που σχηματίζουν τα πολυμερή κατά την επεξεργασία: ενώ τα θερμοπλαστικά σχηματίζονται σε αλυσίδες εναλλασσόμενων σκληρών και ελατών τμημάτων, τα θερμοσκληρυνόμενα σχηματίζουν σκληρούς, αλληλένδετους δεσμούς.
Επεξεργασία Θερμοπλαστικών
Τα θερμοπλαστικά συνήθως επεξεργάζονται με διάφορες μορφές χύτευσης ή εξώθησης. Η χύτευση γίνεται με θέρμανση της ρητίνης και έγχυση της σε ένα καλούπι ή φυσώντας αέρα σε ένα μαλακωμένο σωλήνα ρητίνης που εισάγεται σε ένα καλούπι για να πάρει σχήμα. Αυτές οι διαδικασίες χρησιμοποιούνται για την κατασκευή αντικειμένων όπως παιχνίδια, δοχεία και μπουκάλια σόδας. Η εξώθηση γίνεται σπρώχνοντας τη ρητίνη μέσα από ένα καλούπι για να σχηματίσει ένα συγκεκριμένο σχήμα και χρησιμοποιείται για την κατασκευή ειδών όπως καλαμάκια, ίνες για ύφανση και σωλήνες. Τα θερμοπλαστικά μπορούν επίσης να κοπανιστούν, στο οποίο λιώνουν και στη συνέχεια πιέζονται ανάμεσα σε μεγάλους κυλίνδρους για να φτιάξουν μακριά φύλλα πλαστικού, όπως αυτά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή δαπέδων.
Θερμοσκληρυντές επεξεργασίας
Οι θερμοσκληρυντές μπορούν επίσης να καλουπωθούν, αν και τα καλούπια είναι συχνά υπό πίεση για να ενθαρρύνουν τα πολυμερή να συνδέονται πιο στενά, γεγονός που καθιστά το τελικό προϊόν πιο ανθεκτικό. Επίσης μερικές φορές υποβάλλονται σε επεξεργασία με μια χημική ουσία πριν από τη χύτευση για να συνδυάσουν καλά τα πολυμερή. Η πρώτη διαδικασία χρησιμοποιείται συνήθως για την κατασκευή αντικειμένων που πρέπει να είναι γερά, αλλά είναι κατασκευασμένα για καταναλωτική χρήση, όπως τηλέφωνα και αθλητικό εξοπλισμό, ενώ η δεύτερη χρησιμοποιείται για την κατασκευή ισχυρότερων αντικειμένων όπως εξαρτήματα μηχανών ή οχημάτων. Αυτός ο τύπος πλαστικού μπορεί επίσης να επικαλυφθεί σε άλλα υλικά, όπως χαρτί ή ύφασμα, και στη συνέχεια να θερμανθεί και να συμπιεστεί μαζί για να δημιουργήσει ασφάλειες, παρεμβύσματα και ηλεκτρονικές πλακέτες κυκλωμάτων σε μια διαδικασία που ονομάζεται πλαστικοποίηση.