Πως κατασκευάζεται το πλαστικό;
Η λέξη πλαστικό έχει ελληνική προέλευση που σημαίνει "ικανή να μορφοποιηθεί ή να διαμορφωθεί". Το πλαστικό είναι οποιοδήποτε υλικό κατασκευασμένο από συνθετικά ή ημισυνθετικά οργανικά υλικά που μπορούν να χυτευθούν σε διαφορετικές μορφές στερεάς ύλης. Τα πλαστικά αποτελούνται από στοιχεία όπως ο άνθρακας, το υδρογόνο, το οξυγόνο, το άζωτο, το χλώριο ή το θείο. Κάθε μόριο ενός πλαστικού κομμάτι αποτελείται από χιλιάδες άτομα συνδεδεμένα μεταξύ τους που του δίνουν μεγάλη μοριακή μάζα. Το πλαστικό κατασκευάζεται από φυσικά προϊόντα όπως το αργό πετρέλαιο, η κυτταρίνη, το φυσικό αέριο, ο άνθρακας και το αλάτι μεταξύ άλλων. Τα πλαστικά ονομάζονται επίσης πολυμερή.
Πολυμερισμός
Τα περισσότερα πλαστικά παράγονται από πετρέλαιο, όπου το βαρύ αργό πετρέλαιο χωρίζεται σε κλάσματα. Τα κλάσματα στη συνέχεια αναμειγνύονται με χημικές ενώσεις αποτελούμενες από άνθρακα και υδρογόνο οι οποίες καλούνται αλυσίδες υδρογονάνθρακα. Οι αλυσίδες υδρογονανθράκων διαφέρουν ως προς το μοριακό μέγεθος και τη δομή. Η νάφθα, ένα από τα κλάσματα, είναι ζωτικής σημασίας για την παραγωγή πλαστικού. Τα μόρια πρώτης ύλης καταλύονται στη συνέχεια για να σχηματίσουν μεταξύ άλλων, μονομερή όπως το αιθένιο (C2H4), το προπένιο (C3H6) και το βουτάνιο (C4H8). Αυτά τα μονομερή έχουν διπλούς χημικούς δεσμούς μεταξύ ατόμων άνθρακα που τελικά υποβάλλονται σε αντιδράσεις για να σχηματίσουν αλυσίδες που ονομάζονται πολυμερή. Πρώτες ύλες όπως ξυλόλια και πολυστυρένιο απομονώνονται και αντιδρούν για να σχηματίσουν μονομερή για την παραγωγή νάιλον και πολυεστέρων. Για να είναι επιτυχής η διαδικασία απόσταξης, τα μονομερή πρέπει να είναι καθαρά. Ο πολυμερισμός έχει δύο μηχανισμούς: αντιδράσεις προσθήκης και αντιδράσεις συμπύκνωσης.
Προσθετικές αντιδράσεις
Το υπεροξείδιο, ένας καταλύτης, χρησιμοποιείται για να προκαλέσει τη σύνδεση των μονομερών το ένα δίπλα στο άλλο σε μια σειρά. Οι καταλύτες δεν εκκινούν τις χημικές αντιδράσεις, αλλά το επιταχύνουν. Οι αντιδράσεις πολυμερισμού χρησιμοποιούνται για πολυστυρένιο και χλωριούχο πολυβινύλιο μεταξύ άλλων ενώσεων. Αυτές οι αντιδράσεις δεν δημιουργούν παραπροϊόντα και μπορούν να γίνουν στην αέρια φάση εξαπλωμένη σε υγρά.
Αντιδράσεις συμπύκνωσης
Ο πολυμερισμός συμπύκνωσης χρησιμοποιεί έναν καταλύτη ο οποίος αναγκάζει ένα μονομερές να αντιδράσει με το γειτονικό μονομερές το οποίο σχηματίζει ένα διμερές (δύο κύτταρα) και ένα υποπροϊόν. Τα διμερή μπορούν επίσης να συνδυαστούν για να σχηματίσουν τετραμερή (τέσσερα κύτταρα). Αυτή η διαδικασία συνεχίζεται και συνεχίζεται. Τα παραπροϊόντα αφαιρούνται από την αντίδραση για να παράγουν σημαντικά προϊόντα που περιλαμβάνουν νερό που απορρίπτεται καθώς και άλλα υποπροϊόντα που μπορούν να ανακυκλωθούν και να χρησιμοποιηθούν στην ίδια διαδικασία. Η ανακύκλωση των υποπροϊόντων σε αυτό το στάδιο είναι απαραίτητη για τη μείωση της έκθεσής τους σε ανθρώπους και στο περιβάλλον καθώς περιέχουν επιβλαβείς χημικές ενώσεις. Η αντίδραση συμπύκνωσης λαμβάνει χώρα σε μάζα του τετηγμένου πολυμερούς.
Τελικά προϊόντα
Ο πολυμερισμός συμπύκνωσης αποδίδει νάυλον και πολυεστέρες. Διαφορετικοί συνδυασμοί μονομερών παράγουν διαφορετικά πλαστικά. Ένα ομοπολυμερές (όπως οι πλαστικές κανάτες γάλακτος) παράγεται όταν όλα τα μονομερή είναι παρόμοια, ενώ παράγεται ένα συμπολυμερές (όπως πλυντήρια απορρυπαντικών) όταν χρησιμοποιούνται διαφορετικά μονομερή. Τα διαφορετικά μονομερή συνδυάζονται παράγουν συμπολυμερή παραλλαγών ιδιοτήτων ανάλογα με το προϊόν στο μυαλό. Ο κατασκευαστής μπορεί να κατασκευάσει ορισμένα πλαστικά άκαμπτα ή εύκαμπτα, χαμηλής θερμοκρασίας συγκολλητικές ύλες τήξης ή ανθεκτικά σε υψηλές θερμοκρασίες, όπως τα μέρη του οχήματος. Η διαδικασία κάνει πλαστικά για ένα ευρύ φάσμα λειτουργιών.
