Plast kommer från organiska material som råolja, naturgas, salt, kol och på senare år från biomateria. Många tusen olika polymerer skapas genom att kombinera olika organiska kemikalier på ett antal sätt.
Plast är ett föremål som har tagit över och ockuperat alla delar av våra liv och som har infiltrerats genom varenda bransch som är möjlig.
Plast sågs från början som en uppfinning som verkligen gjorde livet för oss människor enklare och bekvämare. Men allt eftersom åren gick, har samma plast blivit en förödelse för vår existens. För att förstå plastfrågan i sin helhet är det viktigt att förstå hur plast tillverkas i första hand.
Det finns i princip två olika sätt att syntetisera plast – de kan vara syntetiska eller härledda från förnybara bioprodukter. Den syntetiska plasten är gjord av råolja, naturgas eller kol. I det mest populära scenariot kommer plast från råoljor eftersom dessa är de mest kostnadseffektiva sätten att få jobbet gjort.
Men vi måste också notera att detta också är det mest skadliga sättet plast framställs på. Baserat på hur plastföreningarna interagerar med varandra finns det huvudsakligen sex typer av plaster som är – termoplaster, härdplaster, amorfa plaster, halvkristallina plaster, homopolymerer och sampolymerer.
Termen ’plast’ kommer från det grekiska verket ’plastikos’ som betyder ’att forma’ eller ’forma’. Plast är ett material som kan formas till form och sedan härda.
Den är gjord av mycket långa molekylkedjor som kallas ”polymerer”. Kemister tar de grundläggande byggstenarna, eller monomererna, och förenar dem för att bilda polymerkedjorna. Strukturen och längden på dessa kedjor dikterar egenskaperna hos den skapade plasten.
Ett bra exempel på en polymer är polyeten. Eten (etan) är monomeren. När massor av etenmolekyler sammanfogas ände till ände i en kedja genom en kemisk reaktion bildas polyeten.
Föreningarna i de organiska råvarorna för plast har olika massor och kokar därför vid olika temperaturer. Det är därför möjligt att separera dem genom en process som kallas fraktionerad destillation. Blandningen separeras i fraktioner, inte i enskilda föreningar. Fraktioner innehåller en blandning av föreningar vars koktemperatur är liknande.
Sprickbildning bryter stora molekyler till mindre. Dessa mindre molekyler är mer användbara och därför av större värde. Till exempel krackas fraktioner med mycket hög kokpunkt för att producera bensin- och gasoljefraktioner. Idag använder de flesta krackningar katalysatorer, men viss värmebehandling förekommer fortfarande. Renheten hos de slutliga molekylerna är också ett viktigt övervägande eftersom oönskade föreningar i den slutliga molekylstrukturen är föroreningar som kan försvaga eller förändra materialets beteende.
Processen att sammanfoga monomererna till en kedja kallas polymerisation. Det finns två grundläggande metoder för polymerisation; tillsats och kondensation. Observera att när endast en monomer används i en reaktion kallas slutresultatet en homopolymer, men när två eller flera olika monomerer används för att göra en kedja kallas den resulterande produkten en sampolymer.
Hur tillverkas plast?
I det här avsnittet av artikeln kommer vi att ge den steg-för-steg-process som används för att tillverka plast på industriell nivå.
1. Extrahera råvarorna
För att tillverka plast är det första kravet att anskaffa råvarorna. Dessa råvaror inkluderar kol, råolja och naturgas. Att införskaffa dessa är bara det första steget.
2. Raffinering för att bli av med oönskade partiklar
När råvaran väl har införskaffats kan den inte användas direkt. Den är blandad med en massa orenheter som behöver filtreras bort. Denna filtrerings- och raffineringsprocess äger rum i oljeraffinaderier. I enklare termer, råoljan som utvinns tas till ett raffinaderi där den bryts ner till olika petroleumprodukter. Från denna raffineringsprocess kan vi få monomerer som hjälper oss att tillverka plast.
Dessa monomerer är också byggstenarna i plastpolymerer. Du kanske undrar hur raffineringsprocessen går till – All råolja stoppas in i en ugn och värms upp. Det skickas sen till en destillationsenhet. I denna destillationsenhet bryts all råolja ner till mindre och lättare föreningar som kallas fraktioner. Av alla fraktioner som erhålls är nafta den som är mest nyckeln till processen för plasttillverkning.
3. Polymerisation
Detta är förmodligen den svåraste delen av produktionsprocessen. I denna del av processen omvandlas föreningar som eten, propen, butylen, etc till polymerer som har högre molekylvikter. Detta innebär också att det som ursprungligen var monomerer omvandlas till polymerer. Det är därför detta steg kallas polymerisation. För plasttillverkning finns det två typer av polymerisation som äger rum –
1. Additionspolymerisation – I denna typ av polymerisation ansluter en monomer till nästa (en dimer) och kedjan fortsätter. I princip fortsätter du att lägga till fler monomerer till den initiala. För att underlätta en sådan typ av polymerisation används en katalysator. Den vanligaste katalysatorn som används är en typ av peroxid. Exempel på plaster som använder additionspolymerisation är polyeten, polystyren och polyvinylklorid.
2. Kondensationspolymerisation – Denna typ av polymerisation involverar sammanfogning av 2 eller flera monomerer som är olika. Kondensationsprocessen sker eftersom mindre molekyler som vatten tas bort. Denna process underlättas också av katalysatorer. Exempel på plaster tillverkade av kondensationspolymerisation är polyester och nylon.
4. Sammansättning och bearbetning
Processen att sammansätta och bearbeta involverar smältning och blandning av olika material för att bilda ett enda material, i detta fall plast. Sedan förvandlas blandningen till pellets som kan formas till olika föremål enligt tillverkarens behov. Dessa pellets kan ha olika färger, opacitet och former. Allt detta görs av en maskin.
Vilken var den första mänskliga plasten?
Den första människotillverkade plasten tillverkades 1856 i Storbritannien av Alexander Parkes. Han gjorde den första bioplasten och kallade den Parkensine.
Parkensine tillverkades av cellulosanitrat. Den första mänskliga plasten var flexibel, hård och transparent. Med tiden gjordes vissa modifieringar av Parkensine och det ledde till att det blev celluloid. Detta gjordes genom att tillsätta lite kamfer till cellulosanitrat som användes för att göra Parkensine. Celluloid var den vanliga komponenten som användes för att göra biljardbollar.
På tal om syntetisk plast uppfann Leo Baekeland från Belgien Bakelit, en plast som är motståndskraftig mot hög värme, elektricitet och kemikalier. En mycket vanlig icke-konduktör. Bakelit är mycket populärt inom det elektroniska området.
Vad användes innan plast?
Det fanns och finns många andra föremål som kan användas istället för plast. Före uppfinningen av plast använde människor trä, metall, glas, keramik och läder. Även harts från träd användes. Gummi användes också ofta istället för plast
Slutsats
Även om vi inser att uppfinningen av plast har revolutionerat så många industrier, har det också plågat vår planet. Det finns många alternativ till plast som kan användas i vårt dagliga liv.
