Из какого полезного ископаемого делают пластмассу
Пластические массы (более распространенные названия пластмассы или пластики) – это синтетические материалы, получаемые в результате серии химических превращений (синтеза) полезных ископаемых, таких как нефть, газ или уголь.
Область знаний, изучающая и описывающая химические процессы получения пластических масс из углеводородов полезных ископаемых, называется нефтехимией. Суть нефтехимических процессов заключается в разделении углеводородного сырья на отдельные компоненты, которые, в свою очередь, являются исходным сырьем для получения пластмасс. Пластмассами называется широкий класс полимерных материалов, состоящий из длинных цепочек (макромолекул), которые, в свою очередь, состоят из множества повторяющих звеньев (мономеров). Благодаря подобному химическому строению пластмассы обладают комплексом уникальных свойств, выгодно отличающих их от традиционных материалов, таких как металл, стекло, древесина.
Термопласты и реактопласты. Отличия и свойства.
В зависимости от природы макромолекул различают два вида пластмасс: реактопласты и термопласты. Основой получения реактопластов являются натуральные или синтетические смолы. Характеризуются тем, что их макромолекулярные цепи соединены между собой частыми химическими связями, образовавшимися в результате отверждения.
Термопласты же состоят из длинных молекулярных цепей, которые соединяются между собой силами межмолекулярного взаимодействия.
Отличительной особенностью термопластов является их способность к многократному плавлению, что дает возможность их вторичной переработки. К термопластам относятся такие крупнотоннажные пластики как: полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полистирол, полиэтилентерефталат и ряд других.
Термопласты используются в качестве сырья для производства множества изделий в различных отраслях экономического хозяйства. Нам уже сложно представить себе современное здание без окон из ПВХ, садовые теплицы без листа из поликарбоната или полиэтиленовой пленки, автомобиль без деталей экстерьера и интерьера на основе полипропилена, продукты питания без упаковки из различных видов пластмасс, которые несем домой в полиэтиленовых пакетах. Однако далеко не все себе отчетливо представляют как получаются пластмассы, какие виды бывают, от чего зависят свойства того или иного пластика, какие изделия и с какими характеристиками можно получить. Об этом и многом другом Вы сможете узнать на страницах нашего проекта, а о том, какие этапы химических превращений проходят горючие ископаемые перед тем, как превратится в пластмассы, расскажем в данной статье.
Этапы получения пластмасс
Получение пластмасс – это сложный, многостадийный процесс, сопровождающийся химическими реакциями, который можно условно разделить на 3 основных этапа:
1. Фракционирование горючих ископаемых углеводородов на отдельные компоненты
2. Химическое превращение компонентов ископаемых УВ в мономеры
3. Химическое превращение мономеров в полимеры, которыми, в том числе, являются и пластмассы.
Основой сырьевой базой для получения пластиков являются ископаемые углеводороды (УВ), такие как нефть, попутный нефтяной газ (ПНГ), газовый конденсат и природный газ. Как уже упоминали, исходным сырьем для получения пластмасс являются отдельные компоненты природных ископаемых, для чего их подвергают сложным многоступенчатым процессам разделения и выделения ценных компонентов для нефтехимии. Схематично процесс выделения ценных сырьевых компонентов из горючих ископаемых можно изобразить следующим образом (рис. 1).
Углеводороды добываются из недр земли нефтяными и газодобывающими компаниями. Поскольку УВ являются смесью различных веществ, то УВ направляют на дальнейшее разделение на компоненты.
1. Так, ископаемые УВ направляют на нефте- и газоперерабатывающие заводы (НПЗ и ГПЗ) где происходит первичное разделение сырья на компоненты. Основная цель заключается в разделении (фракционировании) УВ на группы составляющих их компонентов.
2. В результате нефтепереработки самой ценной фракцией для дальнейшего получения пластмасс является нафта (второе название — прямогонный бензин). Это смесь жидких УВ с длинной углеводородной цепи от С5 до С10.
Основным ценным сырьем для нефтехимии после разделения попутного нефтяного газа и природного газа на компоненты являются широкая фракция углеводородов (ШФЛУ) и этан. Поскольку ШФЛУ продолжает оставаться смесью различных газов ее подвергают дальнейшему разделению. Так получаются СУГ, которые представляют собой чистые газы или технические смеси такие как пропан-пропиленовая фракция (ППФ), бутан-бутиленовая фракция (ББФ) или смесь пропан-бутан технический (СПБТ).
Таким образом, после разделения УВ сырья на отдельные, ценные для дальнейшей переработки, компоненты нафта, ШФЛУ, СУГ и этан направляются в качестве исходного сырья в следующий передел – пиролиз.
3. Пиролиз – это важнейший процесс нефтехимии, в ходе которого получаются диеновые УВ (вещества с двойными связями в основной цепи), такие как этилен или пропилен (они же низшие алкены или олефины), крайне редко встречающиеся в свободном виде в недрах земли. Процесс проходит при высоких температурах (до 1200 ˚С) в специальных печах пиролиза. Ценным, эти вещества делают двойные связи, которые придают высокую реакционоспособность соединениям.
4. Следующим этапом процесса получения пластмасс является полимеризация. Химизм процесса заключается в формировании длинных молекулярных цепочек из повторяющихся элементарных звеньев олефинов. Как раз наличие двойных связей в низших олефинах дает возможность образования длинных макромолекулярных цепей полимера. В процессе полимеризации происходит разрыв одной двойной связи мономера, которая моментально реагирует с рядом находящимся подобным мономером, в свою очередь, который взаимодействует со следующим звеном и так далее. Подобные реакции носят название цепных реакций, в ходе которых первоначальная активная частица запускает рост и развитие всей полимерной цепочки. Физически процесс протекает в реакторе при определенной температуре, давлении и наличию каталитической системы, которая является инициатором процесса полимеризации.
5. Для большинства пластмасс заключительным этапом является гранулирование порошка, образовавшегося в ходе полимеризации, после которого гранулы пластика фасуются в мешки и/или биг-беги и складируются в ожидании отгрузки в адрес будущего покупателя.
Более подробно о каждом этапе получения пластмасс расскажем в следующих статьях, в которых будут детально описаны основы процессов получения важнейших веществ как сырья для производства пластических масс.
Designed by Freepik
Источник
Занимаясь с детьми всегда открываешь для себя много нового. Пока я готовила материал для занятий по окружающему миру — прочла много интересного про Полярную звезду (я даже не знала, в чем ее особенность) и размеры Вселенной, историю Олимпийских игр и наконец-то сама перестала путать пресмыкающихся и земноводных :). Но одна тема задела меня особенно.
Из чего делают пластмассу
Сейчас мы изучаем раздел «хозяйство». Изучаем довольно поверхностно, поскольку профессии, производство хлеба и подобные вопросы мы раньше уже затрагивали. Но, чтобы вспомнить посмотрели несколько видео (спасибо Татьяне), в том числе и про изготовление пластмассы.
И все бы хорошо. Ролик нарисован довольно понятно. Но до этого мы с Варварой знакомились с темой загрязнения мирового океана и многие вещи меня шокировали.Я просто никогда не задумывалась об этом! Мне всегда было жалко выбрасывать стекло, но о пластмассе я просто не думала. А многие предпочтут вообще ухмыльнуться и махнуть на это рукой. Ведь мы уже не можем отказаться от пластик.
Куда уходит пластик…
- Пластмасса — неестественный для природы материал и потому практически не разлагается. Пластик не «переварится» землей и не вернется в землю.
- Полимеры изготавливают из не возобновляемого природного ресурса — нефти и газа.
- Примерно 150 млн. тонн пластмассы производится ежегодно и этот объем увеличивается.
- Практически 90% из того, что было произведено мы выбросим сразу или в течении нескольких месяцев (пакеты, бутылки, упаковки, зажигалки и тому подобное).
- Пластиковые отходы нельзя складировать или закапывать. Пластик впитывает из воды токсичные вещества, эти соединения просачиваются в грунтовые воды.
- Пластиковые отходы опасно жечь, при сжигании образуются токсичные газы, опасные для человека и атмосферы.
- Пластиковые отходы можно перерабатывать, но на переработку идет лишь 5%, и предметы из переработанного пластика в третий раз переработать нельзя, они тоже не будут естественно разлагаться. Это лишь небольшая отсрочка и успокоение совести. Хотя это все-таки лучше.
- «Биоразлагаемые» пластики — в большинстве маркетинговый ход, нет совершенно безопасных пластиковых отходов.
…в какие города
В мире есть города-свалки, куда из Европы и США свозят технологический и электронный мусор. Токсичные вещества в почве, воде и воздухе в этих местах превышают все мыслимые нормы. Но мы ведь этого не видим. Мы бросили мусор в мешок, мешок погрузили в машину, и мы наслаждаемся чистотой, удобством и одноразовыми вещами. А люди в городах-свалках редко доживают до 30 лет.
Пластиковая каша мирового океана
Но большинство отходов путешествуют сами по себе. В мировом океана существуют пять больших «мусороворотов», куда мировое течение сносит пластиковый мусор. Самое большое — Тихоокеанское мусорное пятно, или, как его называют, восточный мусорный континент. Это пятно взвеси крупных и мелких пластиковых частиц площадью около 700 — 1,5 млн квадратных километров, содержащие более ста миллионов тонн мусора.
- В некоторых местах пластика в воде в несколько раз больше, чем планктона.
- Пластик не разлагается, а рассыпается под воздействием води и солнца, и каждая его частичка становится токсичной. Сотни тысяч морских животных страдает от отравлений. Некоторые токсины вызывают гормональные сбои.
- Черепахи погибают, глотая пластиковые пакеты, которые они принимают за медуз. Птицы кормят птенцов пластиковыми крышечками от бутылок.
Можно ли прожить без пластика
И пока ученые ищут более совершенные и коммерчески оправданные способы утилизации пластмассы и электронного мусора, мы его ежегодно и ежедневно пополняем. И мы уже не может отказаться от этого.
Для ребенка вся эта информация пока не понятна и сложна для восприятия. Но многие вопросы мы обсудили о том, что мы может сделать в кругу нашей семьи, нашего дома.
В стартовом ролике много преувеличений. Отсутствие пластмассы не вернет нас в каменный век, разумеется. Мы всегда покупали одежду только из хлопка и льна, мебель у нас деревянная, но мы не может отказаться от бытовой техники, зубной пасты и щетки, баночек для шампуней, выключателей и розеток, и сотни других вещей, наполняющих наш дом.
Мой муж, например, очень любит выкидывать. Для него легкость покупки и смены вещей — это что-то вроде символа удобства и состоятельности. И мои предложения, например, не выбрасывать бутылку, а налить воду дома и взять с собой, вместо того, чтобы покупать опять — он воспринимал только как скряжничество.
Но! наконец-то мы договорились обходиться без мелких игрушек из киндер-сюрпризов и Макдональдса! Я давно борюсь с ними. Как и вообще с частыми покупками мелких дешевых игрушек, большинство из которых не несут никакой пользы, кроме коммерческого дохода их создателям. Огромная индустрия псевдо-игрушек, направленных на коллекционирование, постоянные покупки, позволяющая нам «откупаться» от детей.
Мы постараемся чаще обращать внимание на альтернативы: деревянные и текстильные игрушки, жестяную и бумажную упаковку (например, яиц), не забывать брать с собой в магазин сумки, вместо десятка (!) пакетиков, которые здесь дают в супермаркетах, стараться продлить срок жизни вещей и вообще продуманно относиться к каждой новой вещи, переступающей порог нашего дома.
Да, это будет капля в море, вернее в океане с мусором. Но это ведь не оправдание не делать вообще ничего.
Источник
Нашу цивилизацию можно назвать цивилизацией пластика: разнообразные виды пластмасс и полимерных материалов можно встретить буквально повсюду.
Однако обычный человек вряд ли хорошо представляет себе, что такое пластик и из чего его делают.
Что такое пластик?
В настоящее время пластиками, или пластмассами, называют целую группу материалов искусственного (синтетического) происхождения. Их производят путём цепочки химических реакций из органического сырья, преимущественно из природного газа и тяжёлых фракций нефти. Пластики представляют собой органические вещества с длинными полимерными молекулами, которые состоят из соединённых между собой молекул более простых веществ.
Изменяя условия полимеризации, химики получают пластики с нужными свойствами: мягкие или твёрдые, прозрачные или непрозрачные и т.д. Пластики сегодня используются буквально во всех сферах жизни, от производства компьютерной техники до ухода за маленькими детьми.
Как были изобретены пластмассы?
Первый в мире пластик был изготовлен в английском городе Бирмингем специалистом-металлургом А. Парксом. Это случилось в 1855 году: изучая свойства целлюлозы, изобретатель обработал её азотной кислотой, благодаря чему запустил процесс полимеризации, получив нитроцеллюлозу. Созданное им вещество изобретатель назвал собственным именем – паркезин. Паркс открыл собственную компанию по производству паркезина, который вскоре стали называть искусственной слоновой костью. Однако качество пластика было низким, и компания вскоре разорилась.
В дальнейшем технология была усовершенствована, и выпуск пластика продолжил Дж.У. Хайт, который назвал свой материал целлулоидом. Из него изготавливались самые разные товары, от воротничков, которые не нуждались в стирке, до бильярдных шаров.
В 1899 году был изобретён полиэтилен, и интерес к возможностям органической химии многократно вырос. Но до середины ХХ века пластики занимали довольно узкую нишу рынка, и только создание технологии производства ПВХ позволило изготавливать из них широчайший спектр бытовых и промышленных изделий.
Разновидности пластиков
В настоящее время промышленностью выпускается и используется множество разновидностей пластиков.
По своему составу пластмассы подразделяются на:
— листовые термопластические массы – оргстекло, винилпласты, состоящие из смол, пластификатора и стабилизатора;
— слоистые пластики, армированные одним или несколькими слоями бумаги, стеклоткани и т.д.;
— волокниты – пластики, армированные стекловолокном, асбестовым волокном, хлопчатобумажным и т.д.;
— литьевые массы – пластики, не имеющие в составе других компонентов, кроме полимерных соединений;
— пресс-порошки – пластики с порошкообразными добавками.
По типу полимерного связующего пластики подразделяются на:
— фенопласты, которые изготавливаются из фенолформальдегидных смол;
— аминопласты, изготавливаемые из меламинформальдегидных и мочевиноформальдегидных смол;
— эпоксипласты, использующие в качестве связующего эпоксидные смолы.
По внутренней структуре и свойствам пластики делятся на две большие группы:
— термопласты, которые при нагреве плавятся, но после охлаждения сохраняют свою первоначальную структуру;
— реактопласты, с исходной структурой линейного типа, при отверждении приобретающие сетчатую структуру, но при повторном нагреве полностью теряющие свои свойства.
Термопласты могут использоваться неоднократно, для этого их достаточно измельчить и расплавить. Реактопласты по рабочим качествам, как правило, несколько лучше термопластов, но при сильном нагреве их молекулярная структура разрушается и в дальнейшем не восстанавливается.
Из чего делают пластики?
Исходным сырьём для подавляющего большинства видов пластиков служат уголь, природный газ и нефть. Из них путём химических реакций выделяют простые (низкомолекулярные) газообразные вещества – этилен, бензол, фенол, ацетилен и др., которые затем в ходе реакций полимеризации, поликонденсации и полиприсоединения превращаются в синтетические полимеры. Превосходные свойства полимеров объясняются наличием высокомолекулярных связей с большим числом исходных (первичных) молекул.
Некоторые этапы производства полимеров представляют собой сложные и чрезвычайно опасные для окружающей среды процессы, поэтому производство пластиков становится доступным лишь на высоком технологическом уровне. При этом конечные продукты, т.е. пластмассы, как правило, абсолютно нейтральны и не оказывают никакого негативного воздействия на здоровье людей.
( 13 оценок, среднее 4.15 из 5 )
Источник
SIRINA 5 лет назад Основываясь на научных данных о производстве пластмасс: можно ответить на этот не легкий вопрос. Мы видим, что первичным источником производства или получения синтетических пластмасс является нефть и ее производные. Если же говорить о пластмассе из натуральных полимеров. То здесь сырьем служит целлюлоза и натуральный каучук.: модератор выбрал этот ответ лучшим iriska78 5 лет назад Пластмасса производится в основном из этилена. Это природный газ. Пластмассу получают путем нагревания этилена. Для придания пластмассе каких-либо свойств в нее добавляют различные красители, наполнители и антиоксиданты. Olga Best 5 лет назад Вероятнее всего пластмасса все-таки производится из нефти. Так как какие не перечислить изделия из пластмассы: игрушки, пакеты, стаканы и т.д. Изначальным сырьем для их производства всегда служит нефть. Tiunov 5 лет назад Впервые пластмасса была получена в 1855 году и представлена на выставке в Лондоне в 1862 году английским изобретателем и металлургом Александром Парксом. Только первое название у пластмассы было паркезин, чуть позже — целлулоид. Паркс называл ее искусственной слоновой костью. В 1866 году Паркс создал самую первую компанию по производству материала Parkesine Company. FreddieT 4 года назад Производится пластмасса из нефти. Конечно же процессы по изготовке пластмассы как окончательного продукта сложные. Но начинается все из нефти. сейчас уже трудно представить нашу жизнь без пластмассы, очень много товаров, которые мы используем в повседневной жизни сделаны из него. Ksyusha26 5 лет назад Исходным материалом для изготовления пластмассы служит нефть. Сейчас уже сложно представить нашу жизнь без пластмассы. Ведь из пластмассы сейчас делают множество вещей. Известно, что впервые пластмасса начала изготавливаться в середине девятнадцатого века ОчДобраяМняшенька 5 лет назад Правильный ответ — нефть, в игре Миллионер нужно выбрать четвертый вариант ответа. На самом деле исходные компоненты для производства полимеров выделяют из нефти, а потом уже полимеризацией получают пластик. Удачи в игре! Знаете ответ? |
Источник