Особенности процесса производства пластмассы, описание технологии и оборудования
Количество изделий из пластмасс в современном мире очень велико. Пластмассовые изделия бывают различного объема, форм, назначения – это ведра, тазы, даже трубы для подачи воды в квартиры. Пластиковые изделия не только удобны в применении, но экологичны и доступны по цене.
Основным источником изготовления пластмасс является этилен. Из него производятся полистирол, полиэтилен и поливинилхлорид. Первые два материала подвергают плавлению, из полученного вещества создают посуду. Из тонких листов полиэтилена получают упаковку для продуктов (пакеты фасовочные, пакеты-майки).
Классификация пластмасс
В зависимости от состава:
- Листовые термопластмассы – винипласт, органическое стекло. Они состоят из смолы, стабилизатора и пластификатора небольшого объема.
- Слоистые пластики – гетинакс, стеклотекстолит, текстолит – пластмасса, в состав которой входят наполнители бумаги или ткани.
- Волокниты – стекловолокна, асбестовые волокна, хлопчатобумажные волокна. Наполнители в этой пластмассе волокнистые.
- Литьевые массы – пластики из смолы, являющейся единственным компонентом в массе.
- Пресс-порошки – пластмасса с порошкообразными наполнителями.
По области применения:
- Теплоизоляционные – применяются в строительстве (пенопласт, поропласт и другие. Это газонаполненная пластмасса).
- Химически стойкие – применяются в промышленности (полиэтилен, винипласт, полипропилен, фторопласт).
- Конструкционные (стеклотекстолит, текстолит и другие).
- Пресс-порошки – пластмасса общего назначения.
В зависимости от связующего материала:
- Эпоксипласты (для связки используются эпоксидные смолы).
- Фенопласты (связующее вещество – фенолформальдегдные смолы).
- Аминопласты (меламинофармальдегидные и мочевиноформальдегидные смолы используются как связующее вещество).
По тому, как связующее вещество реагирует на повышение температуры, пластмассы бывают:
- термореактивными – при нагреве становятся мягкими и плавятся, но после проведения некой химической реакциипластмасса твердеет и становится нерастворимой и неплавкой. Ее нельзя будет использовать повторно, переплавка бесполезна. Такая пластмасса годна как наполнитель при создании пресс-порошков;
- термопластичными – такие пластмассы легко плавятся при нагревании и твердеют при охлаждении. Этот материал можно переплавить и изготовить из него новое изделие, однако его качество будет несколько ниже.
Технология производства пластмасс
Полимер – связующее вещество, из которого изготавливают пластмассу. Кроме него, при производстве пластмассового материала используют наполнители и ускорители отвержения. Чтобы пластмасса стала цветной, в ее состав добавляют минеральные красители. В качестве связующего вещества выступают синтетические смолы, производные целлюлозы, синтетический каучук – все эти вещества являются высокомолекулярными полимерами.
Некоторые виды пластмассы можно использовать несколько раз. Основные способы переработки:
- процесс прессования, давления, выдавливания при нахождении материала в вязком текучем состоянии;
- вакуумное литье и пневмоформовка, штамповка высокоэластичного материала.
Оборудование для производства и переработки
Самым распространенным видом производства пластмасс является серийное и мелкосерийное литье под давлением. Это самый бюджетный способ, и с помощью него в стране изготавливается около трети пластмассового материала. В качестве сырья используются гранулы, подвергаемые процессу плавления, после чего они отправляются в специальные формы для литья.
Изготавливая пластмассы при помощи технологии литья под давлением, используют термопластавтоматы. Основные функции автоматических изготовителей: измельчение гранул, нагрев полимерной массы, литниковая система, отводящая разогретый полимер в форму для литья.
Большинство предприятий налаживают безотходное производство изделий из пластмасс и используют станки и оборудование как для изготовления, так и для переработки оставшихся гранул.
Виды оборудования для литья пластмасс под давлением:
- вертикальное – в процессе производства подача расплавленного полимера осуществляется вертикально, а форма для литья расположена горизонтально;
- горизонтальное – литьевая форма расположена вертикально, жидкая пластмасса поступает в термопластавтомат горизонтально.
Оборудование для литья под давлением малогабаритно, занимает небольшое пространство и легкоуправляемо.
Кроме литья под давлением, существует:
- литье с газом;
- литье с водяным паром;
- многокомпонентное литье.
Эти способы рациональны и способны повысить качество производимого материала.
Основные тенденции на рынке производства пластмасс
- Ужесточение правил и норм на ТПА к производству, качеству и экологичности изделий и оборудованию.
- Создание декора на пластиковых изделиях повышает спрос на них и увеличивает объемы продаж.
- Создание и развитие смешанных технологий: гидравлика (сжатие) + электрическое (впрыск массы) ТПА.
- В связи с переходом с гидравлики на электричество снижение энергоемкости ТПА.
Преимущества электрического оборудования:
- малое электропотребление (по сравнению с гидравликой экономится до 60 % энергии);
- разрешается использовать в стерильных условиях (медицина). Электрические ТПА практически не имеют смазки;
простота в управлении; - увеличение производительности оборудования и его коэффициента использования посредством снижения времени цикла и повышения результатов пластификации и впрыска пластиковой массы;
Основной недостаток электрического ТПА – высокая стоимость.
Влияние производства на экологию Земли
В зависимости от сырья, использовавшегося для производства пластиковых масс, изменяется сила воздействия и состав выделяемых в окружающую среду газов. Но в любом случае изготовление изделий из пластмассы, таких как ведра, запасные детали оборудования, канистры, игрушки, тазы и прочие предметы народного потребления, отрицательно сказывается на человеке и природе. Вещества, выделяемые в процессе производства, являются ядовитыми, они переносятся на большие расстояния, выпадая с осадками, являются источниками загрязнения почвы, подземные и поверхностные воды, растительность.
Основной компонент, входящий в состав пластиковых масс и способствующий загрязнению природной среды, – винилхлорид. Это вещество канцерогенно и способно вызвать у человека такое заболевание, как рак.
Утилизация отходов от пластмассового производства должна осуществляться на заводах по переработке в специальных кислостойких установках, но если существует возможность безотходного производства, то лучше пластмассовые отходы отправлять на переработку.
Узнать о проблемах экологии связанных с выбросами радиоактивных веществ можно здесь.
Одно из самых популярных мест отдыха у российских туристов Черное море, экологические проблемы региона рассмотрены в нашем обзоре.
Влияние экологических катастроф на акваторию Мирового океана планеты https://greenologia.ru/eko-problemy/gidrosfera/mirovogo-okeana-planety.html читайте по ссылке.
Осуществляя производство пластиковых масс, изготовитель обязан наладить четкий контроль содержания винилхлорида в воздухе над предприятием. Прежде чем ввести пластик в медицину, промышленное хозяйство, необходимо осуществить квалифицированную экспертизу состава токсичных веществ. Отходы следует подвергать вторичной переработке, а на произведенных пластмассовых изделиях обязательно штамповать маркировку, запрещающую утилизировать такие изделия в обычных мусоросжигательных печах.
Соблюдая требования в производстве пластиковых масс, предприниматели обеспечат здоровье не только себе и всему человечеству, но и окружающей среде.
