كيف يصنع البلاستيك؟

كلمة البلاستيك لها أصل يوناني بمعنى "قادر على أن تكون مقولبة أو على شكل". البلاستيك هو أي مادة مصنوعة من مواد عضوية اصطناعية أو شبه اصطناعية يمكن تشكيلها في أشكال مختلفة من المواد الصلبة. تتكون المواد البلاستيكية من عناصر مثل الكربون أو الهيدروجين أو الأكسجين أو النيتروجين أو الكلور أو الكبريت. يتكون كل جزيء من قطعة بلاستيكية من آلاف الذرات المرتبطة ببعضها البعض مما يعطيها كتلة جزيئية عالية. يتكون البلاستيك من المنتجات الطبيعية مثل النفط الخام والسليلوز والغاز الطبيعي والفحم والملح وغيرها. وتسمى البلاستيك أيضا البوليمرات.

التبلمر

معظم البلاستيك مصنوع من النفط ، حيث يتم فصل الزيت الخام الثقيل إلى كسور. ثم يتم خلط الكسور مع المركبات الكيميائية التي تتكون من الكربون والهيدروجين والتي تسمى سلاسل الهيدروكربونات. سلاسل الهيدروكربونات تختلف في الحجم الجزيئي والهيكل. النفثا ، واحدة من الكسور ، أمر حيوي لإنتاج البلاستيك. يتم بعد ذلك تحفيز جزيئات المواد الخام لتشكيل المونومرات مثل الإيثين (C2H4) ، والبروبين (C3H6) ، والبوتان (C4H8) وغيرها. هذه المونومرات لها روابط كيميائية مزدوجة بين ذرات الكربون والتي تمر في النهاية بتفاعلات لتشكيل سلاسل تسمى البوليمرات. المواد الخام مثل الزيلين والبوليسترين معزولة وتتفاعل لتشكيل المونومرات لإنتاج النايلون والبوليستر. لكي تنجح عملية التقطير ، يجب أن تكون المونومرات صافية. تحتوي البلمرة على آليتين: تفاعلات الإضافة وتفاعلات التكثيف.

ردود الفعل بالإضافة

يستخدم البيروكسيد ، وهو محفز ، في التسبب في ربط المونومرات بجانب بعضها البعض في سلسلة. لا تبدأ المحفزات التفاعلات الكيميائية ، لكنها تسرعها. تستخدم تفاعلات البلمرة للبوليسترين وكلوريد البوليفينيل بين المركبات الأخرى. هذه التفاعلات لا تخلق أي منتجات ثانوية ، ويمكن القيام بها في الطور الغازي المنتشر بالسوائل.

تفاعلات التكثيف

تستخدم بلمرة التكثيف محفزًا يتسبب في تفاعل المونومر مع المونومر المجاور الذي يشكل خافتًا (خليتين) ومنتجًا ثانويًا. يمكن الجمع بين dimers أيضا لتشكيل tetramers (أربع خلايا). هذه العملية تطول وتطول. تتم إزالة المنتجات الثانوية من خلال رد الفعل لإنتاج منتجات ذات معنى والتي تشمل المياه التي يتم التخلص منها وكذلك المنتجات الثانوية الأخرى التي يمكن إعادة تدويرها واستخدامها في نفس العملية. تعد إعادة تدوير المنتجات الثانوية في هذه المرحلة ضرورية لتقليل تعرضها للأشخاص والبيئة لأنها تحتوي على مركبات كيميائية ضارة. يحدث تفاعل التكثيف في كتلة البوليمر المنصهر.

المنتجات النهائية

تنتج بلمرة التكثيف النايلون والبوليستر. توليفات مونومر مختلفة تنتج مواد بلاستيكية مختلفة. يتم إنتاج البوليمر المتجانس (مثل أباريق الحليب البلاستيكية) عندما تكون جميع المونومرات متشابهة بينما يتم إنتاج البوليمرات المشتركة (مثل غسولات المنظفات) عند استخدام مونومرات مختلفة. المونومرات المختلفة مجتمعة تنتج بوليمرات ذات خصائص متباينة اعتمادًا على المنتج في الاعتبار. يمكن للشركة المصنعة أن تصنع بعض المواد اللاصقة الصلبة أو المرنة وذات درجة حرارة منخفضة وذات درجة حرارة عالية أو أجزاء مقاومة للحرارة. هذه العملية تصنع البلاستيك لمجموعة واسعة من الوظائف.

البلاستيك والبيئة

إن عملية تصنيع البلاستيك من النفط الخام هي عملية بسيطة ورخيصة نسبيًا ، والتي تفسر السبب في أن المنتجات البلاستيكية هي أرخص المنتجات الثانوية. لقد كان استخدام المواد البلاستيكية مشكلة رئيسية في العديد من البلدان بسبب الوقت الذي يستغرقه لتحلل. عندما لا يتم التخلص من البلاستيك بشكل صحيح من أنها تصبح تهديدا. حظرت بعض الدول إنتاج واستخدام المواد البلاستيكية في حين أن البعض الآخر بصدد القيام بالشيء نفسه.