Пластик — что это такое?

Пластик: определение, типы, свойства, применение, преимущества и недостатки

Пластик — невероятно универсальная категория материалов, которые используются в упаковке, строительстве, медицинском оборудовании и электронике.

Этот синтетический или полусинтетический материал получают из нефтехимических или природных веществ, таких как целлюлоза или крахмал, и его можно формовать с использованием различных технологий.

Однако с ростом производства и утилизации пластика растет озабоченность по поводу его воздействия на окружающую среду и здоровье человека.

В этой статье мы углубимся в мир пластика, изучая его состав, характеристики, типы, области применения и преимущества, а также его потенциальное влияние на нашу планету.

Что такое пластик?

Пластик — это синтетический или полусинтетический материал, обычно полученный из нефтехимических продуктов или таких веществ, как целлюлоза или крахмал.

Основные компоненты химически обрабатываются с образованием длинных цепочек молекул, называемых полимерами.

Затем этим полимерам можно придать различные формы с использованием таких методов, как литье под давлением, экструзия или выдувное формование. Некоторые пластмассы также известны как смолы.

Пластик — универсальный материал, который стал повсеместным в современном обществе благодаря своей долговечности, низкой стоимости и простоте изготовления.

Существует множество различных видов пластмасс, каждый из которых обладает уникальными свойствами и характеристиками.

Некоторые из наиболее распространенных типов включают: полиэтилен, полипропилен, ПВХ, ПЭТ, полистирол и нейлон.

Пластмассы можно разделить на две основные группы в зависимости от их состава: термопласты и реактопласты. Термопласты можно формовать, плавить и снова формовать, в то время как термореактивные материалы нельзя перерабатывать при нагревании.

История появления пластика

Пластик был впервые обнаружен в 1839 году, когда Чарльз Гудиер наткнулся на метод, называемый вулканизацией, который делал резину более упругой и эластичной.

Изобретение Чарльза Гудьира также было одной из первых созданных полимерных смесей. В 1855 году Александр Паркс открыл целлулоид, также известный как паркезин.

Этот материал представляет собой комбинацию камфоры/извести и нитрата целлюлозы. Это был также первый термопласт, который становился гибким при нагревании и жестким при охлаждении.

В последующие годы было сделано несколько значительных открытий, в том числе: выделение ПВХ в 1835 году французским физиком Виктором Реньо; создание Джоном Уэсли Хаяттом первого синтетического полимера (или промышленного пластика) в 1869 году; и введение прозрачной упаковки для пищевых продуктов в 1900 году Эдвардом Бранденбергером.

Из чего состоит пластик?

Многие полимеры, как искусственные, так и натуральные, используются для изготовления пластмасс. Уголь, природный газ, целлюлоза, крахмал, сырая нефть и соль являются одними из наиболее распространенных компонентов при производстве пластика.

Процессы полимеризации и поликонденсации, для которых требуются специальные катализаторы, являются основными методами производства пластмасс.

В реакции полимеризации мономеры, такие как пропилен и этилен, соединяются с образованием длинных полимерных цепей. Каждый полимер имеет свой размер, структуру и набор свойств, которые зависят от различных основных мономеров.

Характеристики пластика

Пластмассы обладают несколькими уникальными свойствами, которые делают их практичными для широкого спектра применений. Пластмассовые материалы считаются:

  1. Обычно легкие с высоким соотношением прочности и веса.
  2. Очень универсальный.
  3. Можно формовать в разные формы и размеры.
  4. Теплоизоляционные и электроизоляционные.
  5. Недорогой.
  6. Устойчив к химическим веществам.
  7. Очень прочный.
  8. Не биоразлагаемый.
  9. Обычно прозрачный и может быть окрашен в разные оттенки.
  10. Возможны разные текстуры.

Как выглядит пластик?

Пластик или смола почти бесцветны или имеют молочно-белый цвет и могут быть окрашены путем добавления красителей или пигментов.

Пластик может быть разных цветов и текстур, в зависимости от типа пластика и способа его обработки.

Пластик — это синтетический полимер, изготовленный из различных органических материалов, которому можно придать практически любую форму.

Некоторые виды пластика чистые и прозрачные, например, используемые в одноразовых бутылках для воды, в то время как другие непрозрачны и доступны в различных цветах.

Пластик также может иметь различную текстуру поверхности, от гладкой и блестящей до шероховатой и матовой. Одни виды пластика имеют мягкую и гибкую текстуру, другие – жесткую.

Виды пластика

На сегодняшний день существует множество различных видов пластика, каждый из которых имеет свой уникальный набор свойств и областей применения. Наиболее известные категории определены и обсуждены ниже:

Полиэтилентерефталат (ПЭТ)

ПЭТ является одним из самых производимых синтетических пластиков и самой популярной термопластичной смолой в семействе полиэфиров.

Он обеспечивает превосходную химическую стойкость к органическим соединениям и воде и легко перерабатывается. ПЭТ также имеет высокое отношение прочности к весу и почти небьющийся.

Этот материал встречается во многих предметах повседневного обихода, включая контейнеры для еды и напитков, а также волокна для одежды.

Акрилонитрилбутадиенстирол (АБС)

ABS — это глянцевый, хорошо поддающийся обработке, гибкий, прочный и ударопрочный материал, который производится путем полимеризации стирола и акрилонитрила в присутствии полибутадиена.

Листы из АБС-пластика относительно дешевы в производстве и часто используются в автомобильной и холодильной промышленности, а также в таких предметах, как коробки, защитные головные уборы, чемоданы, датчики и детские игрушки.

Поливинилхлорид (ПВХ)

ПВХ, третий по распространенности синтетический пластиковый полимер, может быть гибким или жестким. Он хорошо известен своей универсальностью при смешивании с другими материалами.

Например, листы из вспененного ПВХ идеально подходят для витрин магазинов, выставок и киосков. Жесткий ПВХ широко используется в строительных материалах, окнах, бутылках, дверях, непищевой упаковке и других продуктах.

Благодаря добавлению пластификаторов, таких как фталаты, более гибкая и мягкая версия ПВХ хорошо подходит для изготовления одежды, сантехники, медицинских трубок и других сопутствующих товаров.

Полипропилен (ПП)

Полипропилен является термопластичным полимером, а также вторым наиболее производимым синтетическим пластиком. ПП является одним из самых гибких термопластов, что способствует его популярности. И, несмотря на эту гибкость, он прочнее полиэтилена.

Полипропиленовые листы используются для производства пищевых контейнеров, автомобильных компонентов, медицинских приборов и лабораторного оборудования, поскольку они доступны по цене, прочны, гибки, а также термо- и кислотостойки.

Полиэтилен (ПЭ)

Самый распространенный пластик на планете, полиэтилен, бывает разной плотности. В результате получаются пластмассы с отличными физическими свойствами, поэтому они могут использоваться для самых разных целей.

Четыре стандартных плотности полиэтилена: LDPE, MDPE, HDPE (полиэтилен низкой, средней и высокой плотности соответственно) и UHMWPE (полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы).

линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE) что это

Первые три обозначают относительное количество полимерных цепей на единицу объема, и каждая ценна для разных целей.

MDPE, например, часто используется в термоусадочной пленке, газовых трубах, завинчивающихся крышках, сумках и других продуктах.

UHMWPE, с другой стороны, не намного плотнее, чем HDPE. Этот полиэтиленовый пластик значительно более устойчив к истиранию, чем HDPE, из-за необычно длинных полимерных цепей.

UHMWPE идет на подшипники, катки с искусственным льдом, гидравлические уплотнения и биоматериал для имплантатов позвоночника, коленных и тазобедренных суставов благодаря его высокой плотности и низкому трению.

Полиэтилен низкой плотности (LDPE)

Полиэтилен низкой плотности (LDPE) является одним из четырех стандартных плотностей полиэтилена. Благодаря своей пластичности полиэтилен такой плотности идеально подходит для пластиковых пакетов, одноразовой упаковки, прозрачных контейнеров для пищевых продуктов и пакетов для покупок.

Полиэтилен высокой плотности (HDPE)

Полиэтилен высокой плотности (HDPE) — это еще один тип PE, более прочный, чем LDPE и MDPE. Он используется в таких предметах, как пластиковые бутылки, водопроводные и канализационные трубы, корпуса лодок, сноуборды и складные стулья.

Полистирол (ПС)

Полистирол, более известный как пенополистирол, бывает твердым и вспененным.

Этот пластик используется в картонных коробках для яиц, одноразовой столовой посуде, изоляции и стаканах для питья из-за его низкой стоимости на единицу веса и простоты производства. Несмотря на то, что он распространен, он чрезвычайно горюч и выделяет токсичные соединения при нагревании.

Акрил или полиметилметакрилат (ПММА)

Являясь прозрачным термопластичным материалом, легким и прочным, акрил отлично подходит для изготовления оптических изделий и гаджетов. Зеркала и оргстекло обычно изготавливаются из листов акрила.

Среди прочего, ПММА устойчив к снарядам, устойчив к ультрафиолетовым лучам и статическому электричеству, а также может принимать яркие красители.

Акриловое покрытие имеет бесчисленное множество применений, оно в семнадцать раз более ударопрочное, чем стекло и поликарбонатное покрытие вместе взятые. Кроме того, его легче обрабатывать и создавать.

Что такое поликарбонат (ПК) (ПК)

Поликарбонат — хороший инженерный пластик, прочный, стабильный и прозрачный. Его соотношение прочности к весу в 250 раз лучше, чем у стали, и он имеет прозрачность, подобную стеклу.

Прозрачные поликарбонатные листы в 30 раз прочнее акрила, с ними легко работать, формовать, а также термо- или холодным формованием.

 

Присущая поликарбонатному пластику гибкость конструкции обеспечивает невероятно прочную и ударопрочную конструкцию.

В отличие от акрила или стекла, пластиковые листы из поликарбоната можно сразу же подвергать холодной штамповке или резать без необходимости предварительного формования и изготовления.

Поликарбонатный пластик используется для изготовления различных продуктов, включая теплицы, компакт-диски, солнцезащитные очки, полицейское снаряжение и многое другое.

Свойства пластика

Пластмассы могут иметь широкий спектр физических и химических свойств, в зависимости от их химической структуры и способа их обработки.

Однако некоторые общие физические и химические свойства являются общими для большинства пластиков. Эти свойства приведены ниже:

Физические свойства пластика

К физическим свойствам пластика относятся:

  1. Плотность: Пластмассы бывают разных плотностей, от 0,9 г/см³ для вспененных пластиков до 1,5 г/см³ для некоторых инженерных пластиков.
  2. Температура плавления. Температура плавления пластмасс сильно различается в зависимости от типа полимера. Некоторые пластмассы имеют низкую температуру плавления и могут быть легко отформованы, в то время как другие имеют высокую температуру плавления и требуют специальных методов обработки.
  3. Твердость: Пластмассы могут варьироваться от мягких и гибких до твердых и жестких, в зависимости от конкретного полимера и его обработки.
  4. Прозрачность: некоторые пластики оптически прозрачны, а другие непрозрачны и блокируют свет. Многие прозрачные пластмассы могут принимать краску, если вам нужно, чтобы они были непрозрачными.
  5. Проницаемость: пластмассы могут быть проницаемы для газов и жидкостей, что может быть преимуществом в одних областях применения (например, упаковка пищевых продуктов) и недостатком в других (например, хранение химикатов).

Химические свойства пластика

Вот некоторые общие химические свойства пластика:

  1. Устойчивость к химическим веществам: многие виды пластика устойчивы к промышленным химикатам, кислотам и другим агрессивным веществам. Это делает их полезными в различных промышленных приложениях.
  2. Стабильность. Некоторые пластмассы чувствительны к теплу, свету и излучению, что со временем может привести к их деградации. УФ-стабилизаторы и антиоксиданты часто добавляют в пластмассы для повышения их стабильности.
  3. Воспламеняемость: пластмассы легко воспламеняются, и многие из них выделяют токсичные газы при горении. В пластмассы часто добавляют антипирены для повышения их огнестойкости.
  4. Разложение: скорость разложения пластика зависит от множества факторов, включая тип пластика, условия, которым он подвергается, и конкретные факторы окружающей среды, с которыми он сталкивается. Некоторые пластмассы, такие как полиэтилен (ПЭ) и полипропилен (ПП), разлагаются очень медленно, поэтому они сохраняются в окружающей среде сотни лет. Другие пластики, такие как полимолочная кислота (PLA), предназначены для биоразложения и могут разрушаться гораздо быстрее под воздействием влаги, тепла или микроорганизмов. Некоторые пластмассы могут подвергаться физической деградации, такой как растрескивание или фрагментация, даже если они не разрушаются химически. Это может быть вызвано солнечным светом, перепадами температуры или механическими воздействиями и может привести к выбросу в окружающую среду опасных пластиковых частиц, называемых микропластиком.
  5. Растворимость: Каждый пластик имеет уникальные характеристики растворимости. Аморфные (не кристаллические) пластмассы, такие как полистирол и поликарбонат, лучше растворяются в типичных органических растворителях, чем кристаллические. Некоторые высококристаллические полимеры, в том числе нейлон и полиолефин, не растворяются, в то время как другие, такие как поливинилацетат (ПВС), хорошо растворяются в воде.
  6. Реактивность: Пластмассы могут быть реактивными по-разному, в зависимости от их химического состава. Например, полиэтилен реагирует с кислородом с образованием двуокиси углерода и воды, в то время как полипропилен является относительно нереакционноспособным и стабильным в большинстве химических сред.
  7. Биоразлагаемость: некоторые пластики, такие как полиэтилен, не поддаются биологическому разложению и могут сохраняться в окружающей среде сотни лет. Другие, такие как поликапролактон (PCL), являются биоразлагаемыми и со временем могут разрушаться бактериями и грибками.
  8. Возможность вторичной переработки:   пластмассы могут быть трудно перерабатываемы, поскольку каждый из них имеет разный химический состав и свойства. Некоторые виды пластика легче перерабатывать, чем другие, и методы переработки зависят от типа пластика.

Где примененяется пластик?

Пластик имеет множество различных применений. Некоторые из наиболее распространенных применений пластика перечислены ниже:

1. Игрушки

Пластмассы часто используются в производстве игрушек, потому что им можно придавать различные формы и цвета. Пластиковые игрушки прочные и легкие, поэтому они устойчивы к износу.

2. Электроника

Пластмассы не проводят ток, а это означает, что они могут защитить электронные компоненты и упростить сборку. Вот почему пластик используется в корпусах компьютеров и телефонов, а также в качестве изоляции проводов.

3. Автомобилестроение

Пластмассы используются в различных частях автомобилей, включая приборные панели, бамперы, детали двигателя и внутренние панели. Поскольку они легкие и прочные, они снижают вес автомобиля и повышают эффективность использования топлива.

4. Строительство

В строительном секторе пластмассы используются во все большем количестве приложений. Пластмассы привлекательны с экономической точки зрения благодаря их выдающемуся соотношению прочности к весу, экономической эффективности, долговечности, низким требованиям к обслуживанию и коррозионной стойкости. Пластмассы используются, среди прочего, в трубах, изоляции, кровельных материалах и окнах.

5. Текстиль

Пластмассы можно превратить в синтетические волокна и ткани для текстиля. Современная одежда и обивка обычно включают пластик.

6. Упаковка

Пластик — идеальный материал для упаковки продуктов. Пластмассы адаптируемы, гигиеничны, легки, гибки и долговечны. Таким образом, на упаковку приходится большая часть пластика, используемого во всем мире, в виде упаковки для торговых автоматов, детских товаров, защитной упаковки, контейнеров, бутылок, барабанов, подносов, коробок, стаканчиков и многого другого.

7. Медицинские приборы

Пластмассы широко используются в медицинской промышленности, включая, помимо прочего, одноразовые шприцы, пакеты для внутривенных вливаний и переливания крови, протезы конечностей, имплантируемые устройства, аппараты для диализа, сердечные клапаны, трубки и перевязочные материалы для ран.

Пластмассы медицинского назначения стерильны и биосовместимы, и им можно легко придать сложные формы. Кроме того, они часто дешевле, чем традиционные медицинские материалы.

Преимущества пластика

Пластмассы получили такое широкое распространение благодаря своим многочисленным преимуществам, среди которых:

  1. Универсальность: пластику можно придавать различные формы и размеры.
  2. Долговечность: пластмассы прочны и могут противостоять износу, что делает их долговечными и, в некоторых случаях, пригодными для повторного использования.
  3. Легкий: пластик, как правило, легкий. Это делает их идеальными, когда вес является важным фактором, например, в автомобильной и аэрокосмической промышленности.
  4. Экономическая эффективность: пластмассы часто дешевле других материалов, таких как металлы, что делает их более экономичным вариантом для многих применений.
  5. Простота производства: пластмассы легко производить в больших количествах, поэтому они идеально подходят для массового производства, сокращающего затраты на единицу продукции.
  6. Низкое энергопотребление: производство некоторых видов пластмасс требует меньше энергии по сравнению с производством других материалов. Это, в свою очередь, помогает снизить воздействие производства на окружающую среду.
  7. Безопасность: Пластмассы могут быть нетоксичными и безопасными для использования в медицинской и пищевой промышленности.

Недостатки пластика

В то время как пластмассы предлагают некоторые явные преимущества, у них также есть несколько недостатков. Вот некоторые из наиболее значимых:

  1. Воздействие на окружающую среду: большинство пластиков не поддаются биологическому разложению и могут сохраняться в течение сотен лет. Весь этот выброшенный пластик накапливается в виде загрязнения, которое может нанести вред дикой природе и экосистемам.
  2. Опасность для здоровья: некоторые пластмассы содержат химические вещества, такие как бисфенол А (BPA) и фталаты, которые могут выщелачиваться из пластика и попадать в пищу, воду и окружающую среду.
  3. Сложности с переработкой: не все виды пластика легко перерабатываются, что может затруднить правильную утилизацию. Кроме того, даже процессы переработки могут оказывать негативное воздействие на окружающую среду, поскольку требуют значительных затрат энергии и ресурсов.
  4. На нефтяной основе: многие виды пластика представляют собой материалы на нефтяной основе, что означает, что они не возобновляемы по своей природе. Это может способствовать истощению ресурсов и зависимости от ископаемого топлива.
  5. Мусор и отходы. Поскольку одноразовые изделия из пластика очень распространены и плохо поддаются биологическому разложению, они накапливаются в виде отходов на свалках, в океанах и других природных средах. Это может привести к негативным экологическим последствиям и опасности для здоровья людей и диких животных.

Насколько вреден пластик?

Пластик вреден по нескольким причинам. Во-первых, большая часть пластика не поддается биологическому разложению и может оставаться в окружающей среде сотни лет, вызывая пластиковое загрязнение.

Во-вторых, некоторые виды пластика содержат токсичные химические вещества, такие как бисфенол А (БФА) и фталаты, которые могут выщелачиваться в окружающую среду или загрязнять источники пищи и воды, создавая риск для здоровья людей и диких животных.

Хотя исследования воздействия пластика на здоровье еще далеки от завершения, текущие научные данные показывают, что пластик вызывает болезни, инвалидность и раннюю смерть на каждом этапе своего жизненного цикла.

Кроме того, животные могут запутаться в пластиковом мусоре или проглотить его, что приведет к травмам, удушью и смерти. Кроме того, пластиковое загрязнение может изменить среду обитания и источники пищи, что приведет к нарушению экосистемы.

При производстве пластика используются невозобновляемые ресурсы, такие как нефть, что способствует истощению ресурсов и зависимости от ископаемого топлива.

И, наконец, производство, транспортировка и утилизация пластика могут способствовать выбросу парниковых газов и изменению климата, что еще больше усугубляет вредные последствия.

Нужен ли пластик?

Иногда нет жизнеспособных, экономичных и доступных альтернатив. Однако во многих случаях пластик можно заменить более экологичными материалами, такими как бумага, стекло или металл.

Однако в некоторых отраслях, таких как производство медицинского оборудования, именно благодаря уникальным свойствам пластика он может быть полезен.

Важно оценивать потребность в пластике в каждом конкретном случае и учитывать его воздействие на окружающую среду и здоровье, прежде чем решить, действительно ли он необходим.

Какие есть альтернативы пластику?

Несколько альтернатив пластику часто являются жизнеспособными в зависимости от назначения предмета. Вот некоторые примеры:

  1. Бумага. Бумага — это возобновляемый, биоразлагаемый и перерабатываемый материал, который можно использовать в качестве альтернативы пластику во многих областях, таких как упаковка, пакеты и соломинки.
  2. Стекло. Стекло — это многоразовый и перерабатываемый материал, который можно использовать в качестве альтернативы пластику в бутылках, банках и контейнерах.
  3. Металл. Металл — прочный и пригодный для повторного использования материал, который можно использовать в банках, контейнерах и посуде.
  4. Биопластики: биопластики производятся из возобновляемых ресурсов, таких как кукурузный крахмал, и являются биоразлагаемыми или компостируемыми. Их можно использовать в качестве альтернативы обычным пластикам для таких целей, как упаковка и пакеты.
  5. Натуральные волокна: натуральные волокна, такие как хлопок и пенька, могут использоваться в качестве альтернативы пластику в текстиле, сумках и упаковке.
  6. Древесина: древесина — это возобновляемый и биоразлагаемый материал, который можно использовать для изготовления посуды и упаковки.
  7. Бамбук: Бамбук — это особая порода дерева, которая в последние годы приобрела популярность благодаря своей экологичности и универсальности. Бамбук — это быстрорастущий, возобновляемый ресурс, который можно собирать, не нанося вреда окружающей среде. Некоторые примеры того, как бамбук можно использовать в качестве альтернативы пластику, включают: посуду, соломинки, упаковку, текстиль и мебель.

В чем разница между полимером и пластиком?

Пластмассы и полимеры — близкородственные понятия, но это не одно и то же.

Полимер — это большая молекула, состоящая из повторяющихся субъединиц, называемых мономерами, а пластик — это материал, изготовленный из полимеров, которым можно придавать различные формы.

Короче говоря, пластмассы состоят из полимеров, но не все полимеры можно превратить в пластмассы.

Полимеры могут быть природными или синтетическими и принимать различные формы, включая белки, ДНК и целлюлозу. Когда правильные полимеры химически обрабатываются и перерабатываются, их можно превратить в пластик.

Хотя полимеры существуют во многих формах, пластик представляет собой особый тип полимера, который легко формуется и формуется.

Пластик часто используется в упаковке, потребительских товарах, автомобильных деталях и строительных материалах, потому что он легкий, прочный и универсальный.

Таким образом, полимеры — это большие молекулы, состоящие из повторяющихся субъединиц, называемых мономерами, а пластик — это материал, сделанный из полимеров, которым можно придавать различные формы.

В этой статье был представлен пластик, объяснено, что это такое, и обсуждены различные типы пластика и способы их использования.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

20 − 9 =

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: