Что такое
пластик
и где он
применяется

Разбираемся в самом главном —
от состава до производства

Все о пластике

7 августа 2024

6 минут

Пластик вокруг

Прочитайте, что такое пластик, его виды и сырьё для производства, узнайте больше здесь.

Узнайте, где применяется пластик: от упаковки до медицины — читайте подробнее у нас.

Пластик это материал с историей. Узнайте про его виды и влияние на окружающую среду.

Виды пластиковых материалов: узнайте про термопласты, реактопласты и эластомеры.

Прочитайте какое сырье для производства пластика применяется: нефть, газ, биосырьё.

Пластик в промышленности: где применяется и как влияет на природу? Прочитайте здесь.

Пластик вокруг
Что такое пластик и где он применяется

Что такое пластик

Пластик — это искусственно созданный полимерный материал. У него есть и другое, бытовое название — пластмасса.

Полимеры, в свою очередь, это химические соединения, которые могут быть синтетическими или природными. Их молекулы состоят из многочисленных повторяющихся звеньев — мономеров.

Такие молекулы еще называют макромолекулами — они большие по размеру и имеют высокую молекулярную массу.

Одно из ключевых свойств пластика заключается в том, что при нагревании ему можно придать новую форму, а после охлаждения она сохранится.

Пластик в промышленности, как его используют в различных отраслях

Благодаря этому пластик применяется везде и из материала можно делать практически все — от одноразовых вилок до деталей самолета. Главное — правильно подобрать состав и форму.

Зачем нужен пластик?

Почему пластик хорошее решение проблем других материалов

Он используется как замена природных аналогов — дерева, металла и других.

Некоторые виды пластика по своим свойствам не уступают таким материалам, но изделие при этом получается легче, а его производство — дешевле.

Александр Паркс - отец полимера и основоположник технологий производства пластика

Первые пластики появились в середине XIX века — это были паркезин (1856 год) и целлулоид (1860-е годы). Паркезин изобрел английский металлург и изобретатель Александр Паркс.

Это был твердый, но гибкий материал на основе нитроцеллюлозы.

Но, хотя паркезин стал принципиально новой вехой в развитии науки и техники и положил конец жизни без пластика, особого успеха Парксу он не принес.

Начав промышленное производство, Паркс попытался удешевить материал — в результате снизилось его качество. Гибкие свойства пластика ухудшились, он стал хрупким, легко трескался.

Первые шаги в производстве полимерных материалов

В конце концов Паркс отказался от своей бизнес-идеи.

Намного более успешной разработкой стал целлулоид. Его придумали американские братья-изобретатели Джон и Айза Хайатты.

Они участвовали в конкурсе компании Phelon&Collender — та в 1863 году объявила, что ищет новый материал для производства бильярдных шаров.

Их тогда изготавливали из слоновой кости, что было дорого и непрактично. Целлулоид фактически был тем же самым видом пластика, что и паркезин, но менее хрупким.

Материал используют до сих пор — из него делают, например, мячики для настольного тенниса.

Состав пластика

Из каких компонентов состоит пластик чаще всего

Из чего сделан пластик?
Как правило, пластик изготавливают из двух групп веществ:

продукты переработки
нефти и газа;
биосырье.

В России пластик чаще всего производят из попутного нефтяного газа. Это побочный продукт нефтепереработки, который раньше просто сжигали. В ходе такой утилизации выделялось множество загрязняющих атмосферу веществ и парниковых газов. Но производство пластика позволяет избежать этого.

Другой вариант углеводородного сырья — прямогонный бензин, или нафта. На его основе создают также бензин для автотранспорта.

Нафту получают в результате фракционной перегонки. Это процесс, в ходе которого нефть после добычи разделяется на составные части — фракции.

Полная информация о пластике и его производстве

Узнайте подробнее о применении и свойствах современных полимерных материалов

Биосырье — это сырье растительного происхождения. К нему относятся, например, крахмал, целлюлоза, масла — все это обычно добывают из сельскохозяйственных культур. В некоторых случаях к растительному сырью добавляют нефтепродукты.

Пластик из такого сырья может быть биоразлагаемым или нет. В первом случае он со временем распадется на природные элементы — углекислый газ, воду, метан, биомассу. Но чтобы это произошло, пластик нужно компостировать.

Кроме собственно сырья, в производстве пластика используются различные добавки, влияющие на его свойства.

Например:

катализаторы — ускоряют реакцию полимеризации;

красители;

наполнители — позволяют использовать меньше сырья, сохраняя свойства пластика;

пластификаторы — делают пластик более гибким;

стабилизаторы — повышают устойчивость пластика к внешним факторам.

Как производится
пластик

Итак, чаще всего пластик изготавливается из углеводородов.
Как это происходит?

Алгоритм производства пластика из нефтепродуктов упрощенно можно представить так:

Из чего делается пластик. технология изготовления пластика из углеводородов

Закупка сырья — сырой нефти и (или) природного газа.
Очистка сырья и фракционная перегонка. На этом шаге сырье избавляют от ненужных примесей и разделяют на фракции. В результате получают мономеры, которые будут входить в состав пластика в дальнейшем.
Полимеризация. Проводится реакция, в ходе которой мономеры превращаются в полимеры. Она может быть конденсационной или аддитивной. В первом случае при образовании полимера выделяется побочный продукт — например вода, во втором этого не происходит.
Финальная обработка. На этом шаге полимеры смешивают с необходимыми добавками, а затем отливают в гранулы.

Следующий шаг — производство собственно пластиковых изделий.

Для этого, как правило, используются несколько технологий:

Как производят пластик и изделия из него

Расплавленный материал под давлением впрыскивается в пресс-форму и застывает — сначала по краям, затем в центре. В основном используется для производства изделий из термопластов.
Прессование. Гранулы пластика загружают в пресс-форму, затем при нагревании и под давлением он принимает нужный вид. Так изготавливают типовые изделия из разных видов пластмасс.
Экструзия. Здесь расплавленный материал выдавливается сквозь формующую головку. Этот способ применяют для изготовления изделий неограниченной длины — например пленок.
Каландрование. Как и экструзия, оно используется для производства длинных плоских изделий.

Но, в отличие от этого метода, каландрование подразумевает, что лист пластика формируется между двумя валками, а затем пропускается через другую пару валков, которые придают материалу необходимую толщину.
3D-печать. Определенный вид пластика загружается в 3D-принтер, который формирует изделие на основании заданной трехмерной модели.

Эта технология распространилась относительно недавно. Как правило, ее используют для производства изделий маленьким тиражом или прототипирования.

Виды пластика

Критериев классификации пластика множество — это и сферы применения, и химические мономеры, входящие в состав пластика, и его жесткость либо мягкость.

Одна из наиболее распространенных классификаций учитывает реакцию пластика на нагревание. Это напрямую влияет на сферы его применения.

По этой классификации пластики делятся на 3 вида:

термопласты

реактопласты

эластомеры

Особенности видов полимеров и примеры изделий из разновидностей пластика

При нагревании термопласты становятся жидкими или мягкими — тогда им можно придать желаемую форму, — а затем застывают.

Это происходит благодаря слабым связям между молекулами: они легко разрываются при воздействии высоких температур и быстро восстанавливаются при охлаждении.

Термопласты можно нагревать и охлаждать неоднократно, каждый раз придавая им новую форму. Поэтому пластики этого вида хорошо подходят для вторичного использования и переработки.

В отличие от термопластов, реактопластам можно придать нужную форму только один раз — при первоначальном производстве.

Дело в том, что при застывании связи между молекулами становятся очень прочными, и ослабить их нагреванием уже не получится.

А при воздействии слишком высоких температур эти связи просто разрушатся, и материал уже нельзя будет использовать. Поэтому переработка пластиков типа реактопластов дает сырье хуже термопластов, но и встречаются реже.

Последняя категория
в классификации — эластомеры.

Это эластичные пластики, которые после сильного растяжения возвращаются к прежней форме. К таким пластикам относятся, например, каучук и полиуретан, из которых делают автомобильные шины, клеи, шланги и многое другое. Такие материалы медленнее разрушаются до микропластика и хорошо подходят для переработки и повторного использования.

Что делают из пластика
разных видов

Вид	Пластики	Что производят
Термопласты	Полиэтилен	Упаковка, трубочки для напитков, разные виды пленки, трубы, мебель
	Полистирол	Стройматериалы, медицинские изделия, пищевые контейнеры, чемоданы, мебель
	Поливинилхлорид	Стройматериалы, искусственная кожа, трубы, вывески
	Полиамид	Синтетические ткани, канаты, детали автомобилей, упаковочная пленка
Реактопласты	Фенопласты	Детали кораблей, палубные настилы, мебель, осветительные приборы
	Эпоксипласты	Детали автомобилей, клей или герметик
	Эфиропласты	Мебель, ткани, электроизоляционные материалы
Эластомеры	Каучук	Автомобильные шины, шланги, перчатки, резиновые сапоги, медицинские изделия
	Полиуретан	Краски, трубы, защитные пленки, аксессуары и детали для автомобилей, клей и герметик

Где используется
пластик

Правильный ответ — везде. Ну или почти везде.

Во всяком случае, в повседневной жизни мы сталкиваемся с изделиями из пластика каждый день.

Это и корпус смартфона, и окна, и контейнеры для еды. Есть и менее очевидные, но не менее важные области применения пластика.

Строительство

что делают из пластика. применение пластика в строительстве и производстве материалов

Из пластика часто делают стройматериалы: например, из поливинилхлорида изготавливают линолеум, оконные профили и трубы, из эпоксипластов — клей, из полистирола — фасадные панели. Пластик встречается в составе цементных смесей и изоляционных материалов.

Сельское хозяйство

Ведра, лейки, баки, ящики и другие емкости — все это делается из видов пластика. Полиэтиленовыми пленками растения защищают от осадков, а поликарбонат используют при строительстве теплиц.

Производство
транспортных средств

Из некоторых видов пластмасс изготавливают детали двигателей автомобилей и самолетов, осветительные приборы, а также элементы внутренней отделки. Это позволяет снизить вес транспорта, а значит, и расходы топлива. Так, снижение веса на 10% позволяет тратить на 7-8% топлива меньше.

Медицина

Медицинские принадлежности из синтетических материалов

В этой сфере пластик используется на каждом шагу. Из него делают перчатки и бахилы, упаковки для лекарств, шприцы, маски. Пластиковые элементы есть в тонометрах, слуховых аппаратах и других приборах, а также в протезах.

Подведем итоги

Итак, пластик — это универсальный материал, его можно использовать в самых разных областях.

По своим свойствам пластик легче и дешевле аналогов, а в некоторых случаях даже экологичнее — например, автомобиль, в котором много пластиковых деталей, расходует меньше топлива и не так сильно загрязняет окружающую среду.

Однако, стоит внимательно относиться к переработке пластика и его вторичному использованию, поскольку он долго разлагается и может по-разному реагировать на воздействие внешних факторов — например температуры.