Пластик как делается: Производство пластмассы и Технология как делают пластик

Что такое пластик и из чего его делают?

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.

Окружающий мир. Из чего делают пластмассу и что потом с ней делать: irinapotter — LiveJournal

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.

Сколько пластика делается из нефти на самом деле

Экологические активисты всего мира обожают обвинять нефтяную индустрию в том, что она, кроме всех прочих грехов, виновна в засилье пластиков в нашей жизни. Мол, пластмассы производятся в основном из нефти, а потом загрязняют окружающую среду.

Действительно, пластмассовое загрязнение является одним из сильнейших аргументов против нефтегазовой отрасли. Пластикам требуется очень много времени для естественного разложения, и только небольшое количество этих материалов перерабатывается во всем мире. Однако, стоит задать вопрос – а сколько нефти на самом деле используется для производства пластмасс?

В прошлом году на глобальный рынок поступило 359 млн тонн различных пластиков. Доля упаковочных пластмасс от этого объема составляет от 35% до 45%. Это меньше, чем многие думают, но есть еще более интересный факт: далеко не все пластмассы производятся из нефти.

Строго говоря, вообще никакие, все пластики изготавливаются из продуктов нефтехимии, но это уже частности. И конечно, это не имеет никакого отношения к вреду, причиняемому пластиковыми изделиями окружающей среде: из чего бы пластик не изготовили, ему все равно требуются столетия, чтобы разложиться. А тем временем мельчайшие пластиковые частицы попадают в пищевую цепочку.

Но самый интересный факт, что пластики производятся в основном из природного газа. Например, в Соединенных Штатах наиболее распространенным сырьем для пластмасс, будь то упаковки или что-либо еще, являются газовый конденсат и просто природный газ.

Возникает вопрос, а сколько на самом деле баррелей нефти уходит на пластиковую упаковку? На него довольно сложно ответить. Управление энергетической информации (EIA) категорически отказывается давать комментарии, заявляя, что не собирает данные в этом сегменте, сообщает Oil Price.

Тем не менее, данные, полученные несколько лет назад, показывают, что в 2010 году для производства пластмасс было использовано около 191 млн баррелей сжиженного нефтяного газа, а также 412 млрд кубометров природного газа, правда, в основном, в качестве топлива.

Нефти же на производство пластмасс используется в районе 4% от всей мировой добычи нефти. Это по данным за 2012 год, так что теперь может быть больше. Но, так или иначе, отказаться от пластиков пока невозможно.

Преимущества пластмасс по сравнению с альтернативами – стоимость и долговечность – будут и впредь стимулировать спрос на этот материал, даже когда правительства во всем мире ограничат использование одноразовых пластиков.

Между прочим, этот в этот вид материалов входят не только пакеты и упаковки для продуктов, но и медицинские расходники, а от них отказаться невозможно. Пока мы не найдем надежную и конкурентоспособную альтернативу этим видам пластмасс, вопрос о том, сколько нефти или газа уходит на их изготовление остается не особенно важным.

как полностью уничтожить полимер, из которого делают буквально все

Суша и океаны Земли со стремительно наполняются пластиковым мусором: до сих пор не определен единый способ избавления Земли от него. Ученые регулярно изобретают новые способы бесследно уничтожить самый популярный полимер, рассказываем о них подробнее.

Как разлагается пластик

Среднее время разложения пластмассовых изделий, созданных по разным технологиям, колеблется от 400 до 700 лет. Полиэтиленовые пакеты, которые повседневно используются людьми, в природе разлагаются от 100 до 200 лет. Это обратная сторона прочности и долговечности пластиковых изделий. 

Основные опасения связаны с тем, что пластмассы, попадая в землю, распадаются на мелкие частицы и могут выбрасывать в окружающую среду химические вещества, добавленные в них при производстве. Это может быть хлор, различные химикаты, например, токсичные или канцерогенные антивоспламенители. Эти химические вещества могут просочиться в грунтовые воды или другие ближайшие источники, что может нанести серьезный вред тем, кто пьет эту воду.

Кроме того, так называемый биоразлагаемый пластик по мере разложения может высвобождать метан, который является очень сильным парниковым газом, что вносит существенный вклад в глобальное потепление.

При попадании на полигоны пластик не представляет потенциально никакой угрозы, так как полигон — специальное инженерное сооружение, которое создается для защиты окружающей среды и здоровья человека и препятствует загрязнению в том числе почвы и подземных вод.

Большинство вреда наносит именно тот пластик, который выбрасывает сам человек в непредусмотренных для этого местах или который оказывается на стихийных свалках.

Также компании сегодня разрабатывают новые способы ускорить процесс разложения пластика и придумывают новые виды биоразлагаемых пластиков, которые распадаются за три-шесть месяцев.

Такие материалы делаются не из нефтепродуктов, как обычные, а из крахмала, жиров, кукурузы или других биомасс. Но для увеличения производства этих материалов придется расширять посевные земли за счет сокращения лесов и других природных зон.

Виды переработки пластика

Механический рециклинг

Среди физических методов самым распространенным является механический рециклинг. Способ состоит в измельчении, дроблении и перетирании пластиковых материалов для получения рециклата — полимерного материала, впоследствии используемого для изготовления других пластмассовых изделий. 

На первом этапе отходы сортируют по типу пластика, состоянию материала и степени загрязненности. Затем материал проходит этап предварительного дробления. Впоследствии пластмассу заново сортируют, моют и высушивают, а затем обрабатывают в термических установках для получения расплава однородной консистенции — рециклата.

Впоследствии уже расплавленный материал отправляют в экструдер для формирования промежуточных гранул либо напрямую вторичной продукции. Для осуществления процесса используются дробилки и грануляционные установки

• Химический рециклинг

В результате этого метода из пластмасс формируются новые материалы. Химический рециклинг используется для переработки полимерных молекул, в результате которого образуются новые структуры, впоследствии используемые в качестве сырья для производства новых продуктов.

Многие крупные международные компании, такие как Adidas, Unilever, P&G, Danone and Interface, активно инвестируют в развитие этого направления. В его основе лежит процесс деполимеризации или химического разрушения полимерного связующего.

В результате процесса образуется готовое вторсырье, такое как новый пластик (полимеры), мономеры для изготовления нового пластика, нафта для производства нового пластика и химических веществ, основные химикаты, такие как метанол, транспортное топливо для авиации и автомобилей, воски для свечей и мелков, а также синтетическую сырую нефть.

Преимуществом химического метода является возможность перерабатывать пластик, когда его разделение для механического рециклинга либо экономически неэффективно, либо технически невозможно. Чаще всего метод используется для переработки загрязненного материала. 

Гидролиз и гликолиз

При гидролизе пластик взаимодействует с водой в кислой, щелочной или нейтральной среде. В результате происходит деполимеризация материала и расщепление на мономеры.

Сольволиз

Сольволиз является наиболее часто используемым методом химического рециклинга и реализуется с использованием широкого диапазона растворителей, температур, давлений и катализаторов, таких как сверхкритическая вода и спирты.

В роли катализатора выступают соли щелочных металлов. По сравнению с пиролизом для процесса сольволиза необходимы более низкие температуры. В процессе образуются восстановленное волокно и химическое вещество, которое впоследствии может быть использовано для коммерческих целей.

Метанолиз

В основе метода лежит расщепление пластмассы при помощи метанола в резервуарах с высокими температурами. В процессе используются катализаторы, такие как ацетат магния, ацетат кобальта и диоксид свинца.

Термокатализ

В России был разработан процесс утилизации пластика в компоненты жидкого топлива с использованием катализатора разового действия на основе шламов некоторых металлургических производств. Изначально пластмассовые отходы измельчаются, а затем с добавлением катализатора поступают в реактор, где смесь нагревается свыше 400 °C.

Полученная в результате реакции смесь углеводородов подается на сжигание как готовое котельное топливо, которое также может работать в качестве пластификатора некоторых компонентов дорожного покрытия. Впоследствии продукт может быть переработан с целью получения бензина, дизеля и мазута.

Преимуществом метода является низкое энергопотребление, а из недостатков выделяется сложность контроля процесса и технологического оборудования по причине необходимости вести процесс при высоком давлении.

Механизмы термической деструкции полимеров классифицируются по содержанию кислорода на несколько видов: пиролиз, метанолиз, газификация, сжигание.

Пиролиз

Пиролиз является одним из самых эффективных, но при этом дорогостоящих способов переработки пластика. При использовании метода пиролиза отходы обрабатываются под воздействием высоких температур в специально оборудованных камерах без доступа кислорода. В результате химического процесса образуются газ, тепловая энергия и мазут.

При расщеплении пластиковых отходов методом пиролиза получают бензиновую фракцию, которая может достигать до 80% от массы исходного сырья.

Процесс подразумевает термическое разложение пластиковых отходов при различных температурах (300–900° C) в условиях отсутствия кислорода, в результате чего происходит термическое разложение и высвобождение содержащихся в пластике частиц водорода. Образуется ряд углеводородов, которые можно использовать в качестве основ топливных веществ.

Пиролиз разрушает 99% вредных сложносоставных веществ, которые входят в состав пластика, что делает его одним из самых экологичных вариантов переработки отходов, однако требует большого количества энергии.

Газификация

При газификации из несортированного грязного материала образуют синтетический газ, который впоследствии может быть использован как для постройки новых полимеров, так и для вырабатывания тепловой и электрической энергии, метанола, электричества, кормовых белков и различной биомассы.

Отходы обрабатываются потоком плазмы при температуре 1 200 °C, благодаря чему разрушаются токсичные вещества и не образуется смолы. Впоследствии мусор превращается в пепел, который часто прессуют в брикеты и закладывают в фундамент зданий. Метод газификации приобрел особую популярность в Японии.

Главным достоинством метода является возможность перерабатывать пластик без сортировки. Среди недостатков отмечается высокая вероятность выброса вредных газов в атмосферу.

Экспериментальные методы

• Деполимеризация

Термическая деполимеризация является одним из экспериментальных физико-химических способов. Он построен на процессе пиролиза с использованием воды. В результате термической деполимеризации получают как смесь углеводородов, пригодных для создания синтетического топлива, так и новые пластиковые материалы.

В процессе деполимеризации монопластик вроде ПЭТ-бутылок расщепляется обратно в мономеры, которые могут быть переработаны в новые ПЭТ-материалы. Термическая деполимеризация позволяет перерабатывать смешанные виды пластиков, однако создает потенциально опасные побочные продукты.

Радиационный метод основан на использовании высокоэнергетического излучения для разрушения полимерной матрицы, при этом физические характеристики наполнителя остаются неизменными. Предполагается, что в будущем этот все еще экспериментальный метод ставит основным способом утилизации армированного пластика.

Среди недостатков процесса выделяют повышенную радиационную нагрузку на человека и окружающую среду. Более того, утилизации подвергаются только тонкослойные пластики.

• Разложение микробами из желудка коров

Исследователи из Австрии обнаружили, что бактерии из рубца коровы, одного из четырех отделов ее желудка, могут разрушать пластик.

Ученые предполагали, что такие бактерии могут быть полезны, поскольку в рационе коров есть натуральные растительные полиэфиры: они схожи по структуре с пластиком.

Авторы работы рассмотрели три вида полимеров: ПЭТ, PBAT и полиэтиленфураноат. В результате выяснилось, что все три пластмассы можно разрушить микроорганизмами из желудков коров, причем пластиковые порошки разрушаются быстрее, чем пластиковая пленка.

• Разложение личинками

Проблема загрязнения пластмассами может быть решена с помощью жуков, широко распространенных в Корее. Личинки жуков из отряда жесткокрылых (Plesiophthophthalmus davidis) могут разлагать полистирол. Кишечная флора насекомого может окислять и изменять поверхностные свойства полистирольной пленки.

• Повторное использование

В виде монтажной пены

Новозеландские ученые разработали метод превращения биоразлагаемых пластиковых ножей, ложек и вилок в пену, которую можно использовать в качестве изоляции стен или во флотационных устройствах.

В качестве эксперимента ученые поместили столовые приборы в специальную камеру, заполненную углекислым газом. Изменяя уровень давления, исследователи наблюдали, как диоксид углерода расширился внутри пластика, создавая пену, в дальнейшем ученые получили и пенопласт.

Каждый раз, когда пластик перерабатывается, он немного теряет свою прочность. Но для пенопласта это неважно: во многих областях применения от него не требуется прочности. Этот материал используют в качестве изоляции для стен или во флотационных устройствах.

В виде ванилина

Шотландские ученые разработали уникальный способ переработки пластиковых отходов. С помощью генномодифицированных бактерий его превратили в ароматизатор ванилин. 

Два исследователя из Эдинбургского университета в Шотландии с помощью генной инженерии создали бактерии для преобразования терефталевой кислоты в ванилин. Дело в том, что оба вещества отличаются похожим химическим составом. В итоге бактериям нужно лишь внести незначительные изменения в количество атомов водорода и кислорода, связанных с одним и тем же углеродным «скелетом».

В виде топлива и смазочных материалов

Ученые из США придумали способ переработки пластика в полезные материалы. Их сразу можно использовать в качестве реактивного или дизельного топлива и смазочных материалов.

Исследователи из Центра инноваций в области пластика при Делавэрском университете (CPI) в США разработали прямой метод преобразования одноразовой пластиковой упаковки (пакеты, упаковки из-под йогурта, пластиковые бутылки, крышки от бутылок и другие) для использования в качестве реактивного или дизельного топлива и смазочных материалов.

Исследователи использовали новый катализатор и уникальный процесс для быстрого разрушения трудно перерабатываемых пластмасс — полиолефинов. На их долю приходится 60–70% всех производимых сегодня пластмасс.

Проблемы переработки пластика

Самая большая трудность переработки пластиковых отходов заключается в высокой стоимости сбора и переработки материалов — пластики редко представлены в «чистом» виде и чаще всего представляют собой комбинацию из полимеров различных типов.

Вместе с загрязненностью поступающего материала это делает процесс сортировки и очистки трудоемким и затратным. Более того, система организованного сбора и переработки мусора осуществляется только в ограниченном количестве стран.

Таким образом, большинство пластиковых отходов не подвергается рециклингу и выбрасывается в окружающую среду или при более организованном подходе — сжигается. 

Читать далее

Первый чумной: как зародилась «черная смерть» и с кого началась эпидемия

Ученые определили, почему у Меркурия такое большое ядро

Рассекречены разговоры погибшего экипажа «Союз-11»: о чем они говорили перед смертью

изделия из пластмассы своими руками

Изделия из пластика используются в пищевой, медицинской, строительной и прочих сферах. Поэтому литье пластмассы в домашних условиях может стать не только хобби, но и прибыльным занятием. Производство деталей на продажу или на заказ – востребованный бизнес, поэтому мастера пробуют делать тестовые пробы литья на дому.

Подготовка материала для литья

Дома можно создавать крышки, игрушки, сувениры, домашнюю утварь и другие цельные предметы. Для процедуры нужно подготовить ряд материалов:

• пластмассу для литья;
• емкость для плавки;
• мастер-модель;
• пресс-форму;
• смазку.

И другие средства.

Для литья может применяться пластиковый лом, который измельчают и расплавляют. Однако температура плавления у всех видов пластмасс различается, и для создания заготовки используют лишь один конкретный тип. Если не соблюдать это правило, пластмасса плавится неравномерно и созданные из нее детали получаются неоднородными, пузырчатыми.

В быту проще использовать готовые смеси, например жидкую пластмассу или эпоксидную смолу. Материал не требует расплавления, быстро готовится и схватывается, а продукция из него не уступает по качеству аналогам. Как альтернатива – подходит и порошок АКР-7, требующий смешивания с растворителем. Пластмасса из него готовится дольше, но результат радует.

Однако если все-таки принимается решение о расплавлении лома, например, старых ящиков, ведер, посуды, следует соблюдать технику безопасности и проводить литье в проветриваемых, нежилых помещениях, так как пары пластика токсичны и опасны для человека.

Самостоятельное изготовление формы

Производство пластиковых изделий без формующей емкости невозможно. Сделать ее можно собственноручно, и лучше всего для этих целей подходит силикон. Он может быть обмазочным или заливочным, подходят оба варианта. Главное, чтобы коэффициент удлинения был не менее 200%. Стоит обращать внимание и на уровень вязкости. Чем он меньше, тем более детализированной получится пресс-форма.

Чтобы сделать заготовку, необходимо иметь мастер-модель – образец для будущих изделий. Ее можно создать из гипса, дерева, пластилина, напечатать на 3D-принтере или использовать имеющуюся деталь.

Этапы изготовления формы для литья:

1. Обмазать мастер-модель тонким слоем смазки, например, литолом.
2. Поместить в заготовленную опалубку и залить силиконом.
3. Либо обмазать кисточкой, если выбран обмазочный силикон.
4. Выждать около 8 часов до застывания материала.
5. Извлечь форму из опалубки, сделать отверстие для заливки.
6. Разрезать на 2 равные части, извлечь модель.

Таким способом получается разборная форма, которая подходит для литья симметричных пластиковых изделий. Но сделать можно и неразъемную форму для простых по конструкции заготовок. Ее делают из парафина, который заливается гипсом. После застывания парафин выплавляется из формы путем ее медленного кипячения.

Процесс литья в силиконовые формы

Когда изготовлена форма и подготовлен материал, можно начинать литье пластика в домашних условиях. На первом этапе заготовка тщательно очищается от возможного мусора и промазывается внутри смазывающим веществом. Для лучшего разъединения ее края следует смазать мыльным раствором. Затем две половинки разъемной формы соединяются и скрепляются скотчем либо резинками.

В отдельной емкости разводят двухкомпонентный пластик либо готовят пластмассу другим способом, в зависимости от того, что выбрано в виде сырья. На этом этапе в материал добавляют краситель. Жидкая пластмасса полимеризуется за 10-15 минут, поэтому работать стоит быстро.

Готовый материал медленной струей заливается внутрь формы, так, чтобы заполнилось и отверстие для вливания. После застывания пластмасса усаживается, и изделие приобретает необходимую форму. Выждав обозначенное в характеристиках время, для жидкого пластика – это 15 минут, можно извлекать модель.

Литье из порошка

Для приготовления пластмассы порошок АКР-7 смешивается с растворителем до состояния теста. Пропорции указаны на упаковке. Полученное сырье заливают в формы и выжидают до 30 минут, а после через литейное отверстие утрамбовывают палочкой, пока не освободится минимум 3–5 мм от верхнего края формы.

Литейное отверстие следует закрыть и затянуть, например, струбциной. Форму помещают в воду комнатной температуры и доводят до кипения. Заготовка варится на медленном огне порядка 40-45 мину и после выключения печи остается в воде еще на 20 минут. После остывания материала форму можно разъединять и извлекать пластиковое изделие, созданное в домашних условиях.

Домашние ручные станки для литья

Для мелкосерийного литья пластмассовых деталей могут использоваться настольные аппараты. Это компактное оборудование, которое поместится в любой частной мастерской или гараже. Лить пластмассу на них можно в единичные либо многоместные формы, в зависимости от размера и серийности производства. Агрегаты отличаются от промышленного оборудования лишь небольшими размерами. Настольный пресс подходит для работы со всеми полимерами и легко управляется.

Этапы литья дома на станке:

1. Монтаж аппарата и литьевой насадки.
2. Установка формы и ее смазка силиконом;
3. Загрузка полимера в бункер;
4. Нагрев и размешивание материала при помощи шнека;
5. Заливка сырья в пресс-формы;
6. Выжидание охлаждения;
7. Извлечение пластиковой детали.

Также в быту могут использоваться сварочные экструдеры, скрепляющие пластиковые детали для производства более сложной продукции.

Изготавливать пластиковые изделия своими руками возможно единично, в качестве развлечения, или при разовой необходимости. А также массово, на продажу или для последующего производства. Для этого подойдут самодельные формы и подручные средства либо специализированное, домашнее оборудование. Массовое литье выгодней доверить специалистам, так как для этого требуется дорогое, габаритное оборудование и работа опытного персонала.

Виды пластика — Блог Просто-Ремонта

Пластик — одно из величайших изобретений 20-го века. Без него мы бы не смогли увидеть многие другие изобретения. Мы попытались кратко и доступно описать различные виды пластика, для чего они предназначены и где используются.Эта статья будет полезна не только тем, кто собирается делать ремонт, но и для тех, кому важно своё здоровье.

Виды пластика

1. PET (PETE), полиэтилентерефталат.

Самый часто используемый вид пластмассы, дешевый в производстве. ПЭТ используется при производстве большинства пластиковых бутылок для напитков, кетчупа, растительного масла, упаковки косметической продукции. Нехрупкий и эластичный материал. Отличная жесткость и ударостойкость. Именно поэтому его любят производители товаров народного потребления, так как упаковка не трескается при транспортировке или при падении с полок в супермаркетах. ПЭТ растворим в ацетоне, бензоле, толуоле, этилацетате, четыреххлористом углероде, хлороформе, метиленхлориде, метилэтилкетоне.

Токсичность: Что касается токсичности ПЭТ, следует помнить, что чистый ПЭТ не токсичен. Однако ПЭТ может содержать фталаты и другие токсичные химические соединения, которые вводят в полимер для повышения термо-, свето-, и огнеупорных свойств. Следует запомнить, что такой пластик действительно одноразовый. Категорически не рекомендуется использовать бутылки из такого пластика повторно — при повторном использовании изделия из ПЭТ могут выделять фталат и тяжелые металлы, что может вызвать заболевания сердечно-сосудистой, нервной систем и повлиять на гормональный баланс. В странах Европы и в США запрещено производить детские игрушки из ПЭТ.

2. HDPE или PE HD, полиэтилен высокой плотности низкого давления.

Это жесткий тип пластика, который практически не выделяет вредных веществ и устойчив к маслам, бензину и температурным воздействиям. Его используют для изготовления контейнеров для еды, упаковки молока, моющих средств, детских игрушек, спортивных и туристических многоразовых бутылок, дорожных отбойников и даже для производства детских горок. По горючести ПНД согласно стандарту DIN 4102 относится к классу В: В1 — трудно возгораемые и В2 — нормально возгораемые. Температура самовоспламенения около 350°С.

Токсичность: Не токсичен. По существу в химическом составе полиэтилена содержится только углерод и водород. Поэтому практически единственными веществами, выделяющимися при горении полиэтилена, являются углекислый газ, монооксид углерода (угарный газ), вода и незначительное количество сажи.

3. ПВХ (Поливинилхлорид)

Мягкий и гибкий пластик, который часто используют в ремонте и строительстве. Из него делают пластиковые окна, натяжные потолки, садовые шланги, линолеум, сантехнические трубы, пленки для бассейнов. ПВХ активно используется в автомобильной индустрии — приборная панель, подстаканники, ручки, подлокотники сделаны из ПВХ. Также часто он встречается и в быту — пищевая пленка и искусственная кожа сделаны из этого вида пластика. Благодаря тому, что такой материал гибок, его также используют для оплётки компьютерных кабелей.

В обычном состоянии, ПВХ твёрдый и ломкий, поэтому для придания ему гибкости и мягкости добавляют пластификаторы, а именно вещества из группы фталатов. ПВХ долговечен, не боится ни влаги, ни солнца, температурных перепадов, устойчив к химическим соединениям.

Краткая заметка. ПВХ-кожа или экокожа — в чем разница? Экокожу производят из полиуретана. В отличие от ПВХ кожи, она пропускает воздух и воду, может иметь более натуральную текстуру

Токсичность:

ПВХ считают совершенно безвредным. Хлор, входящий в его состав, находится в связанном состоянии. Вредное воздействие он оказывает, только когда разрушается. Процесс разрушения может начаться при окислении, при сильном нагревании или горении с выделением бензола.

Важное замечание:

В обычном состоянии ПВХ не должен пахнуть. Если натяжной потолок, ПВХ панели или другие изделия резко пахнут, значит, была нарушена технология изготовления материала и использованы более дешевые присадки. В этом случае лучшим решением будет избавиться от этих изделий, если это возможно. То же самое касается и «запаха нового автомобиля». После изготовления элементов салона химические соединения нестабильны и в них происходит процесс отвода газов, в результате которого высвобождаются химические пары и появляется запах. Поэтому в первые полгода лучше почаще проветривать новую машину и не оставлять её надолго под прямыми лучами солнца. В интернете часто советуют промыть пластик мыльным раствором или лимоном, но, к сожалению, это не поможет. Выделение газов из самой структуры материала будет происходить ещё некоторое время.

4. LDPE полиэтилен низкой плотности высокого давления (ПВД, ПНП)

Гибкий и эластичный материал. Не боится низкой температуры и не становится хрупким на холоде. При контакте с пищевыми продуктами ПВД не выделяет вредных веществ. Из этого материала делают гладкие нешуршащие пакеты, пищевую упаковку, парниковые пленки, детские игрушки, мусорные мешки. Также его используют в ремонтах для разводки труб водоснабжения. Например, трубы Rehau Rautitan Stabil, которые мы используем в своих ремонтах, сделаны из полиэтилена низкой плотности. ПВД влаго- и воздухонепроницаем, устойчив к ультрафиолетовому излучению, сжатию и растяжению, не проводит электричество.

Токсичность: Не токсичен, биологически инертен и легко перерабатывается

5. Полипропилен

Полипропилен имеет высокую термостойкость и выдерживает температуру до 150 градусов по Цельсию. Он менее плотный, чем полиэтилен, но при этом более твердый. Единственный существенный недостаток полипропилена — высокая чувствительность к ультрафиолетовому излучению и кислороду. Чувствительность к кислороду понижается при введении стабилизаторов.

Из полипропилена делают упаковочные материалы, пленки, ламповые патроны, ковры, термобелье и флисовую одежду, корпуса телевизоров, блоки предохранителей, некоторые автозапчасти и автомобильные бамперы, ингаляторы, одноразовые шприцы и другое пластиковое медицинское оборудование, которое требует стерилизации. Полипропилен легко воспламеняется, образуя при этом капли. Горит полипропилен светлым пламенем с голубой сердцевиной, выделяя резкий запах парафина.

Токсичность: Полипропилен считается безопасным материалом.

Полипропиленовые сетки используют в качестве имплантационного материала при операциях по лечению грыж. Такие сетки могут оставаться в теле человека по нескольку лет. Однако стоит помнить, что полипропилен не рассчитан на длительные нагревания до высоких температур.

6. PS (ПС), Полистирол

Полистирол – термопластичный материал, обладающий высокой твёрдостью и хорошими диэлектрическими свойствами, химически стойкий по отношению к щелочам и кислотам, кроме азотной и уксусной. Растворяется в ацетоне и бензине. Не устойчив к ультрафиолетовому излучению. Обладает низким влагопоглощением и высокой влагостойкостью и морозостойкостью.

Разделяют 3 вида полистирола — общего назначения, ударопрочный и экструдированный. Из полистирола изготавливают всем известный пенопласт, упаковочные материалы В строительстве из полистирола производят теплоизоляционные материалы, потолочные галтели и декоративные плитки. Также из него делают одноразовую термопосуду и используют при упаковке бытовой техники в виде пенопласта.

Токсичность:

В обычном состоянии безвреден. Токсичен при нагревании.

7. (PC, O, OTHER) –Поликарбонат, полиамид, смесь различных видов пластиков или полимеры, не указанные выше

В данную группу входят виды пластмасс, не получившие отдельный номер. Пластик под данной маркировкой не подлежит переработке. Маркировка PC означает, что изделие состоит из поликарбоната, одного из самых опасных видов пластика. Из него могут изготавливаться бутылочки для детей, пищевая упаковка, игрушки, бутылки для воды. При частом мытье или нагревании изделия из поликарбоната выделяют бисфенол А — вещество, которое может привести к гормональным нарушениям в организме человека.

Что следует запомнить

• Сам по себе пластик безвреден, опасны вспомогательные вещества, которые используются при его изготовлении. Чаще всего это присадки для придания пластику определенных свойств: термоустойчивость, эластичность или устойчивость к кислороду.
• Самыми безопасными видами пластика считаются полиэтилен высокого и низкого давления и полипропилен.
• Не используйте PET упаковку вторично
• Избегайте пластмассовые изделия с маркировкой 7

Как уменьшить свое влияние на окружающую среду

• Не храните продукты в холодильнике в одноразовых пакетах. Используйте для этого контейнеры или многоразовые мешочки
• Всегда носите с собой сумку для покупок. Она занимает мало места, но при этом не нужно будет каждый раз покупать пакеты
• Используйте многоразовые бутылки для воды
• Сдавайте пластик и стекло на переработку. Что и куда сдавать можно посмотреть на портале Раздельный сбор
• Если у вас есть домашний питомец, то переведите его на экологичный древесный наполнитель

Что посмотреть по теме

Небольшое познавательное видео от компании Сибур о том, как получают полимеры и производят пластик:

Виды и свойства пластмасс. Определение типа пластика

Автор Забытый Автомаляр На чтение 18 мин. Опубликовано 29.04.2016

В современных автомобилях доля пластмассовых деталей постоянно растет, а значит растет и количество ремонтов на пластмассовых поверхностях.

Во многом окраска пластмасс отличается от окраски металлических поверхностей, что обусловлено, в первую очередь, самими свойствами пластмасс: они более эластичны и имеют меньшую адгезию к ЛКМ. А поскольку разнообразие пластмасс, применяемых в автомобилестроении, очень широко, то не будь каких-нибудь универсальных ремонтных материалов, обеспечивающих создание качественного ЛКП на большинстве из их типов, нам бы, наверное, пришлось с головой погружаться в изучение молекулярной химии полимеров.

К счастью, делать этого не придется: на практике ремонт пластмасс окажется значительно проще. Но все же некоторая информация о типах пластмасс и их свойствах нам пригодится.

Пластмассы — в массы

В XX веке человечество пережило синтетическую революцию, в его жизни появились новые материалы — пластмассы. Пластмассу можно смело отнести к одному из главных открытий человечества. Без изобретения этого материала многих других открытий получить бы не удалось или удалось бы намного позже.

Александр Паркс. Изобретатель пластмассы

Первая пластмасса была изобретена в 1855 году британским металлургом и изобретателем Александром Парксом. Когда он решил найти дешевый заменитель дорогостоящей слоновой кости, из которой в то время делались бильярдные шары, он и представить себе не мог, какое важное открытие ему удалось совершить.

Ингредиентами первой пластмассы стала нитроцеллюлоза, спирт и камфора. Смесь этих компонентов прогревалась до текучего состояния, а затем заливалась в форму и застывала при нормальной температуре. Так был изобретен родоначальник современных пластмасс — паркезин.

От природных материалов к полностью синтетическим развитие пластмасс пришло позже — когда профессор Фрейбургского университета немец Герман Штаудингер открыл макромолекулу — тот «кирпичик», из которого строятся все синтетические органические материалы, да и природные тоже. Это открытие принесло в 1953 году профессору Штаудингеру Нобелевскую премию.

С тех-то пор все и началось… Чуть ли не каждый год из химических лабораторий начали сообщать об открытии очередного синтетического материала с невиданными ранее свойствами, и сегодня в мире ежегодно производятся миллионы тонн всевозможных пластмасс, без которых жизнь современного человека и представить себе нельзя.

Пластмассы применяются везде, где только можно: в обеспечении комфортного быта людей, сельском хозяйстве, во всех сферах промышленности. Не стало исключением и автомобилестроение. Здесь пластик применяется все шире, стремительно смещая с позиций своего главного технологического конкурента — металл.

По сравнению с металлами пластмассы — очень молодые материалы. Их история не насчитывает и 200 лет, в то время как железо, олово и свинец были знакомы человеку еще в глубокой древности — за 3000-4000 лет до н. э. Но несмотря на это, пластмасса во многом превосходит металл.

Преимущества пластмасс

Во-первых, пластик значительно легче металла. Это позволяет снизить общий вес автомобиля и сопротивление воздуха при движении, и тем самым — уменьшить расход топлива, а значит и снизить выброс выхлопных газов.

Общее снижение веса автомобиля на 100 кг за счет применения пластмассовых деталей позволяет экономить до одного литра топлива на 100 км.

Во-вторых, применение пластмасс дает колоссальные возможности для формообразования, позволяя изготавливать детали самых сложных и хитроумных форм и реализовывать любые дизайнерские идеи.

К преимуществам пластмасс также относятся их высокая коррозионная стойкость, устойчивость к атмосферным воздействиям, кислотам, щелочам и другим агрессивным химическим веществам, высокий коэффициент шумоподавления, отменные электро- и теплоизоляционные характеристики.

Так что неудивительно, почему пластмассы получили такое широкое распространение в автомобилестроении.

Предпринимались ли попытки создать полностью пластмассовый автомобиль? А как же! Вспомните легендарный «Трабант», выпускавшийся в Германии более 40 лет назад. Кузов этого героя анекдотов был полностью изготовлен из слоистого пластика.

Для получения этого пластика использовалась поступавшая с текстильных фабрик хлопчатобумажная ткань. 65 слоев этой ткани, чередуясь со слоями размолотой крезолоформальдегидной смолы, спрессовывались в очень прочный материал толщиной 4 мм при давлении 40 атм. и температуре 160 °С в течение 10 мин.

Trabant. Самый популярный в мире автомобиль из пластика

Цельнопластмассовые кузова серийных авто разрабатываются и сейчас, многие кузова спортивных автомобилей полностью делают из пластика. Традиционно металлические детали (капоты, крылья) на многих автомобилях сейчас также меняют на пластиковые, например, у автомобилей Citroën, Renault, Peugeot и других.

Только если кузовные детали народного Трабанта вызывали скорее ироническую усмешку, то пластиковые элементы современных авто, обладающие высочайшей прочностью, антикоррозионной стойкостью и малым удельным весом, заставляют с уважением относиться к этому материалу.

Заканчивая разговор о преимуществах пластмасс нельзя обойти стороной тот факт, что большинство из них хорошо поддается окрашиванию, пускай и с некоторыми оговорками. Не будь у пластика такой возможности, вряд ли бы этот материал снискал столь высокую популярность.

Зачем красить пластик?

Необходимость покраски пластмасс продиктована с одной стороны эстетическими соображениями, а с другой — необходимостью защищать пластики. Ведь ничего вечного нет. Пластмасса хоть и не гниет, но в процессе эксплуатации и атмосферных воздействий она все равно повергается старению и деструкции. А нанесенный лакокрасочный слой защищает поверхность пластика от различных агрессивных воздействий и продлевает срок его службы.

На заводе покраска пластмассовых деталей трудностей не вызывает. Технологии здесь отлажены, да и речь в данном случае идет о покраске новых одинаковых деталей из одной и той же пластмассы. А вот в условиях мастерской маляры уже сталкиваются с проблемой, заключающейся в разнородности материалов различных деталей.

Вот здесь и приходится ответить себе на вопрос: «Что вообще такое пластмасса? Из чего ее делают, каковы ее свойства и основные виды?».

Что такое пластмасса?

В соответствии с отечественным государственным стандартом:

Пластмассами называются материалы, основной составной частью которых являются такие высокомолекулярные органические соединения, которые образуются в результате синтеза или же превращений природных продуктов. При переработке в определенных условиях они, как правило, проявляют пластичность и способность к формованию или
деформации.

Если из такого сложного определения убрать первое слово «пластмассами», можно даже и не догадаться, о чем вообще идет речь. Что ж, попробуем немного разобраться.

«Пластмассы» или «пластические массы» назвали так потому, что эти материалы способны при нагреве размягчаться, становиться пластичными, и тогда под давлением им можно придать определенную форму, которая при дальнейшем охлаждении и отверждении сохраняется.

Основу любой пластмассы составляет полимер (то самое «высокомолекулярное органическое соединение» из определения выше).

Слово «полимер» происходит от греческих слов «поли» («много») и «мерос» («части» или «звенья»). Это вещество, молекулы которого состоят из большого числа одинаковых, соединенных между собой звеньев. Эти звенья называют мономерами («моно» — один).

Так, например, выглядит мономер полипропилена, наиболее применяемого в автомобилестроении типа пластика:

Молекулярные цепи полимера состоят из практически бесчисленного числа таких кусочков, соединенных в одно целое.

Цепочки молекул полипропилена

По происхождению все полимеры делят на синтетичес­кие и природные. Природные полимеры составляют основу всех животных и растительных организмов. К ним относят полисахариды (целлюлоза, крахмал), белки, нуклеиновые кислоты, натуральный каучук и другие вещества.

Хотя модифицированные природные полимеры и находят промышленное применение, большинство пластмасс являются синтетическими.

Синтетические полимеры получают в процессе химического синтеза из соответствующих мо­номеров.

В качестве исходного сырья обычно применяются нефть, природный газ или уголь. В результате химической реакции полимеризации (или поликонденсации) множество «маленьких» мономеров исходного вещества соединяются между собой, будто бусины на ниточке, в «огромные» молекулы полимера, который затем формуют, отливают, прессуют или прядут в готовое изделие.

Так, например, из горючего газа пропилена получают пластик полипропилен, из которого делают бамперы:

Теперь вы наверное догадались, откуда берутся названия пластмасс. К названию мономера добавляется приставка «поли-» («много»): этилен → полиэтилен, пропилен → полипропилен, винилхлорид → поливинилхлорид и т.д.

Международные краткие обозначения пластмасс являются аббревиатурами их химических наименований. Например, поливинилхлорид обозначают как PVC (Polyvinyl chloride), полиэтилен — PE (Polyethylene), полипропилен — PP (Polypropylene).

Кроме полимера (его еще называют связующим) в состав пластмасс могут входить различные наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, красители и другие вещества, обеспечивающие пластмассе те или иные свойства, такие как текучесть, пластичность, плотность, прочность, долговечность и т.д.

Виды пластмасс

Пластмассы классифицируют по разным критериям: химическому составу, жирности, жесткости. Но главным критерием, объясняющим природу полимера, является характер поведения пластика при нагревании. По этому признаку все пластики делятся на три основные группы:

• термопласты;
• реактопласты;
• эластомеры.

Принадлежность к той или иной группе определяют форма, величина и расположение макромолекул, вместе с химическим составом.

Термопласты (термопластичные полимеры, пластомеры)

Термопласты — это пластмассы, которые при нагреве плавятся, а при охлаждении возвращаются в исходное состояние.

Эти пластмассы состоят из линейных или слегка разветвленных молекулярных цепей. При невысоких температурах молекулы располагаются плотно друг возле друга и почти не двигаются, поэтому в этих условиях пластмасса твердая и хрупкая. При небольшом повышении температуры молекулы начинают двигаться, связь между ними ослабевает и пластмасса становится пластичной. Если нагревать пластмассу еще больше, межмолекулярные связи становятся еще слабее и молекулы начинают скользить относительно друг друга — материал переходит в эластичное, вязкотекучее состояние. При понижении температуры и охлаждении весь процесс идет в обратном порядке.

Если не допускать перегрева, при котором цепи молекул распадаются и материал разлагается, процесс нагревания и охлаждения можно повторять сколько угодно раз.

Эта особенность термопластов многократно размягчаться позволяет неоднократно перерабатывать эти пластмассы в те или иные изделия. То есть теоретически, из нескольких тысяч стаканчиков из-под йогурта можно изготовить одно крыло. С точки зрения защиты окружающей среды это очень важно, поскольку последующая переработка или утилизация — большая проблема полимеров. Попав в почву, изделия из пластика разлагаются в течение 100–400 лет!

Кроме того, благодаря этим свойствам термопласты хорошо поддаются сварке и пайке. Трещины, изломы и деформации можно легко устранить посредством нагрева.

Большинство полимеров, применяемых в автомобилестроении, являются именно термопластами. Используются они для производства различных деталей интерьера и экстерьера автомобиля: панелей, каркасов, бамперов, решеток радиатора, корпусов фонарей и наружных зеркал, колпаков колес и т.д.

К термопластам относятся полипропилен (РР), поливинихлорид (PVC), сополимеры акрилонитрила, бутадиена и стирола (ABS), полистирол (PS), поливинилацетат (PVA), полиэтилен (РЕ), полиметилметакрилат (оргстекло) (РММА), полиамид (РА), поликарбонат (PC), полиоксиметилен (РОМ) и другие.

Реактопласты (термореактивные пластмассы, дуропласты)

Если для термопластов процесс размягчения и отверждения можно повторять многократно, то реактопласты после однократного нагревания (при формовании изделия) переходят в нерастворимое твердое состояние, и при повторном нагревании уже не размягчаются. Происходит необратимое отверждение.

В начальном состоянии реактопласты имеют линейную структуру макромолекул, но при нагревании во время производства формового изделия макромолекулы «сшиваются», создавая сетчатую пространственную структуру. Именно благодаря такой структуре тесно сцепленных, «сшитых» молекул, материал получается твердым и неэластичным, и теряет способность повторно переходить в вязкотекучее состояние.

Из-за этой особенности термореактивные пластмассы не могут подвергаться повторной переработке. Также их нельзя сваривать и формовать в нагретом состоянии — при перегреве молекулярные цепочки распадаются и материал разрушается.

Эти материалы являются достаточно термостойкими, поэтому их используют, например, для производства деталей картера в подкапотном пространстве. Из армированных (например стекловолокном) реактопластов производят крупногабаритные наружные кузовные детали (капоты, крылья, крышки багажников).

К группе реактопластов относятся материалы на основе фенол-формальдегидных (PF), карбамидо-формальдегидных (UF), эпоксидных (EP) и полиэфирных смол.

Эластомеры

Эластомеры — это пластмассы с высокоэластичными свойствами. При силовом воздействии они проявляют гибкость, а после снятия напряжения возвращают исходную форму. От прочих эластичных пластмасс эластомеры отличаются способностью сохранять свою эластичность в большом температурном диапазоне. Так, например, силиконовый каучук остается упругим в диапазоне температур от -60 до +250 °С.

Эластомеры, так же как и реактопласты, состоят из пространственно-сетчатых макромолекул. Только в отличие от реактопластов, макромолекулы эластомеров расположены более широко. Именно такое размещение обуславливает их упругие свойства.

В силу своего сетчатого строения эластомеры неплавки и нерастворимы, как и реактопласты, но набухают (реактопласты не набухают).

К группе эластомеров относятся различные каучуки, полиуретан и силиконы. В автомобилестроении их используют преимущественно для изготовления шин, уплотнителей, спойлеров и т.д.

В автомобилестроении используются все три типа пластиков. Также выпускаются смеси из всех трех видов полимеров — так называемые «бленды» (blends), свойства которых зависят от соотношения смеси и вида компонентов.

Определение типа пластика. Маркировка

Любой ремонт пластиковой детали должен начинаться с определения типа пластмассы, из которой изготовлена деталь. Если в прошлом это давалось не всегда просто, то сейчас «опознать» пластик легко — все детали, как правило, маркируются.

Обозначение типа пластмассы производители обычно выштамповывают с внутренней стороны детали, будь то бампер или крышка мобильного телефона. Тип пластика, как правило, заключен в своеобразные скобки и может выглядеть следующим образом: >PP/EPDM<, >PUR<, <ABS>.

Задание: снимите крышку своего мобильного телефона и посмотрите из какого типа пластмассы он изготовлен. Чаще всего это >PC<.

Вариантов таких аббревиатур может быть очень много. Рассмотрим несколько самых распространенных в автомобилестроении типов пластмасс.

Примеры наиболее распространенных в автомобилестроении типов пластика

Полипропилен — РР, модифицированный полипропилен — PP/EPDM

Полипропилен — самый распространенный в автомобильной промышленности тип пластика. В большинстве случаев при ремонте мы будем иметь дело с его различными модификациями.

Полипропилен обладает массой преимуществ: низкой плотностью (0,90 г/см³ — наименьшее значение среди всех пластмасс), высокой механической прочностью, химической стойкостью (устойчив к разбавленным кислотам и большинству щелочей, моющим средствам, маслам, растворителям), термостойкостью (начинает размягчаться при 140°C, температура плавления 175°C). Он почти не подвергается коррозионному растрескиванию, обладает хорошей способностью к восстановлению. Кроме того, полипропилен является экологически чистым материалом.

Столь ценные свойства этого пластика дают повод считать его идеальным материалом для автомобилестроения. Благодаря достоинствам полипропилена его даже начали называть «королем пластмасс».

На основе полипропилена изготовлены практически все бампера, также этот материал используется при изготовлении спойлеров, деталей салона, приборных панелей, расширительных бачков, решеток радиатора, воздуховодов, корпусов и крышек аккумуляторных батарей и т.д.

Только при литье большинства этих деталей используется не чистый полипропилен, а его различные модификации.

«Чистый» немодифицированный полипропилен очень чувствителен к кислороду и ультрафиолетовому излучению, в процессе эксплуатации он быстро теряет свои свойства и становится хрупким. По той же причине нанесенное на чистый полипропилен отделочное покрытие не может обладать прочной и долговечной адгезией.

Введенные же в полипропилен добавки — часто в виде резины и талька — существенно улучшают его свойства и дают возможность его покраски.

Покраске поддается только модифицированный полипропилен. На «чистом» полипропилене адгезия будет очень слабой! Из чистого полипропилена  >РР< изготавливают, например, бачки омывателей, расширительные емкости, одноразовую посуду, стаканчики и т.д.

Все модификации полипропилена первыми двумя буквами обозначаются все равно, как >РР…<, какой бы длинной не была аббревиатура. Самый распространенный продукт этих модификаций — >PP/EPDM< (сополимер полипропилена и этиленпропиленового каучука).

ABS (сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола)

ABS — эластичный, но в тоже время ударопрочный пластик. За эластичность отвечает составляющая каучука (бутадиена), за прочность — акрилонитрил. Этот пластик чувствителен к ультрафиолетовому излучению — под его воздействием пластик быстро стареет. Поэтому изделия из ABS нельзя долго держать на свету и нужно обязательно окрашивать.

Чаще всего используется для производства корпусов фонарей и наружных зеркал, решеток радиатора, облицовки приборной панели, обивки дверей, колпаков колес, задних спойлеров и т. п.

Поликарбонат — PC

Один из наиболее ударопрочных термопластов. Чтобы понять, насколько прочен поликарбонат, достаточно того факта, что это материал используется при изготовлении пуленепробиваемых банковских стоек.

Помимо прочности поликарбонаты отличаются легкостью, стойкостью к световому старению и перепадам температур, пожаробезопасностью (это трудно воспламеняющийся самозатухающий материал).

К сожалению, поликарбонаты чувствительны к воздействию растворителей и имеют тенденцию к растрескиванию под воздействием внутренних напряжений.

Не подходящие агрессивные растворители могут сильно ухудшать прочность этого пластика, поэтому при покраске деталей, где прочность имеет ключевое значение (например мотоциклетного шлема из поликарбоната) нужно быть очень внимательными и четко соблюдать рекомендации производителя, а в некоторых случаях даже принципиально отказаться от покраски. Зато спойлеры, решетки радиатора и панели бамперов из поликарбоната можно красить без проблем.

Полиамиды — PA

Полиамиды — жесткие, прочные и при этом эластичные материалы. Детали из полиамида выдерживают нагрузки, близкие к нагрузкам, допустимым для цветных металлов и сплавов. Полиамид обладает высокой стойкостью к износу, химической устойчивостью. Он почти невосприимчив к большинству органических растворителей.

Чаще всего полиамиды используют для изготовления съемных автомобильных колпаков, различных втулок и вкладышей, хомутов трубок, языков замка дверей и защелок.

Полиуретан — PU, PUR

Пока свое широкое распространение в производстве не получил полипропилен, самым популярным материалом для изготовления различных эластичных деталей автомобиля был полиуретан. Из него делали рулевые колеса, грязезащитные чехлы, покрытия для педалей, мягкие дверные ручки, спойлеры и т.д.

У многих этот тип пластика вызывает ассоциации с маркой Mercedes. До недавнего времени почти на всех моделях из полиуретана делали бамперы, боковые накладки дверц, порогов.

Для производства деталей из этого пластика требуется не такое сложное оборудование, как для полипропиленовых. Поэтому сегодня многие частные компании предпочитают работать именно с полиуретаном при изготовлении различных деталей для тюнинга автомобилей.

Стеклопластики — SMC, BMC, UP-GF

Стеклопластики — один из главных представителей семейства так называемых «армированных пластиков». Эти материалы изготавливаются на базе эпоксидных или полиэфирных смол (это реактопласты) со стеклотканью в качестве наполнителя.

Благодаря своим высоким физико-механическим характеристикам, а также стойкости к различным агрессивным воздействиям, стеклопластики получили широкое применение во многих сферах промышленности. Этот материал используется, например, в производстве кузовов американских минивэнов.

В процессе производства деталей из стеклопластика могут применяться технологии типа «сэндвич», когда детали состоят из нескольких слоев тех или иных материалов, каждый из которых отвечает определенным требованиям (прочности, химической стойкости, абразивоустойчивости).

Если тип пластика неизвестен

Вот к нам в руки попала пластиковая деталь, не имеющая на себе никакой маркировки. Но нам позарез нужно выяснить что это за материал, или хотя бы его тип — термопласт это или реактопласт.

Потому что, если речь идет, например, о сварке, то она возможна лишь с термопластами (для ремонта термореактивных пластмасс применяются клеевые композиции). Кроме того, свариваться могут только одноименные материалы, разнородные просто не будут взаимодействовать. В связи с этим появляется необходимость «опознать» неизвестный пластик, чтобы правильно подобрать ту же сварочную присадку.

Идентификация типа пластика — задача непростая. Анализ пластмасс производится в лабораториях по различным показателям: по спектрограмме сгорания, реакции на различные реактивы, запаху, температуре плавления и т.д.

Тем не менее, существует несколько простейших тестов, позволяющих определить приблизительный химический состав пластика и отнести его к тому или иному типу полимеров. Один из таких — анализ поведения образца пластика в открытом источнике огня.

Для теста нам понадобится проветриваемое помещение и зажигалка (или спички), с помощью которой нужно осторожно поджечь кусочек испытуемого материала. Если материал плавится, значит мы имеем дело с термопластом, если не плавится — перед нами реактопласт.

Теперь убираем пламя. Если пластик продолжает гореть, то это может быть ABS-пластик, полиэтилен, полипропилен, полистирол, оргстекло или полиуретан. Если гаснет — скорее всего это поливинилхлорид, поликарбонат или полиамид.

Далее анализируем цвет пламени и запах, образующийся при горении. Например, полипропилен горит ярким синеватым пламенем, а его дым имеет острый и сладковатый запах, похожий на запах сургуча или жженной резины. Слабым синеватым пламенем горит полиэтилен, а при затухании пламени чувствуется запах горящей свечи. Полистирол горит ярко, и при этом сильно коптит, а пахнет довольно приятно — у него сладковатый цветочный запах. Поливинилхлорид, наоборот, пахнет неприятно — хлором или соляной кислотой, а полиамид — горелой шерстью.

Кое-что о типе пластика может сказать и его внешний вид. Например, если на детали наблюдаются явные следы сварки, то она наверняка изготовлена из термопласта, а если имеются следы снятых наждаком заусенцев, значит это реактопласт.

Также можно провести тест на твердость: попробовать срезать небольшой кусочек пластмассы ножом или лезвием. С термопласта (он более мягкий) стружка будет сниматься, а вот реактопласт будет крошиться.

Или еще один способ: погружение пластика в воду. Этот метод позволяет довольно просто определить пластики, входящие в группу полиолефинов (полиэтилен, полипропилен и др.). Эти пластмассы будут плавать на поверхности воды, так как их плотность почти всегда меньше единицы. Другие пластики имеют плотность больше единицы, поэтому они будут тонуть.

Эти и другие признаки, по которым можно определить тип пластика, представлены ниже в виде таблицы.

P.S. В следующей статье мы уделим внимание вопросам подготовки и покраски пластиковых деталей.

Бонусы

Расшифровка обозначения пластмасс

Обозначения наиболее распространенных пластиков

Классификация пластиков в зависимости от жесткости

Основные модификации полипропилена и области их применения в автомобиле

Методы определения типа пластмассы

 

Производство пластмасс | HowStuffWorks

Для производства пластмасс химики и инженеры-химики должны делать следующее в промышленном масштабе:

1. Подготовка сырья и мономеров
2. Проведение реакций полимеризации
3. Переработка полимеров в готовые полимерные смолы
4. Производство готовой продукции

Во-первых, они должны начать с различного сырья, из которого состоят мономеры. Этилен и пропилен, например, получают из сырой нефти, которая содержит углеводороды, составляющие мономеры.Углеводородное сырье получают в результате «процесса крекинга», используемого при переработке нефти и природного газа (см. Как работает нефтепереработка). После того, как в результате крекинга получают различные углеводороды, их химически обрабатывают для получения углеводородных мономеров и других углеродных мономеров (таких как стирол, винилхлорид, акрилонитрил), используемых в пластмассах.

Затем мономеры проводят реакции полимеризации в крупных полимеризационных установках. В результате реакции образуются полимерные смолы, которые собираются и обрабатываются.Обработка может включать добавление пластификаторов, красителей и огнестойких химикатов. Конечные полимерные смолы обычно имеют форму гранул или шариков.

Наконец, полимерные смолы перерабатываются в конечные пластмассовые изделия. Обычно их нагревают, формуют и дают остыть. На этом этапе задействовано несколько процессов в зависимости от типа продукта.

Экструзия: Пеллеты нагреваются и механически перемешиваются в длинной камере, проталкиваются через небольшое отверстие и охлаждаются воздухом или водой.Этот метод используется для изготовления пластиковых пленок.

Литье под давлением: Гранулы смолы нагреваются и механически перемешиваются в камере, а затем под высоким давлением помещаются в охлаждаемую форму. Этот процесс используется для емкостей, таких как сливочное масло и кадки из-под йогурта. (На Custompart.net есть отличный урок по литью под давлением.)

Выдувное формование: Этот метод используется в сочетании с экструзией или литьем под давлением. Гранулы смолы нагреваются и сжимаются в трубку с жидкостью, как зубная паста.Смола поступает в охлажденную форму, а сжатый воздух вдувается в трубку для смолы. Воздух раздвигает смолу у стенок формы. Этот процесс используется для изготовления пластиковых бутылок.

Ротационное формование: Гранулы смолы нагреваются и охлаждаются в форме, которую можно вращать в трех измерениях. Вращение равномерно распределяет пластик по стенкам формы. Эта техника используется для изготовления больших полых пластмассовых изделий (игрушек, мебели, спортивного инвентаря, септиков, мусорных баков и байдарок).

На следующей странице мы узнаем о новых инновациях в пластмассах и о том, как они перерабатываются.

Сделайте пластик из молока — проект STEM из биопластика для детей

Сделать пластик из молока? Это похоже на какую-то ужасную историю о непереносимости лактозы, но на самом деле это действительно крутой научный процесс. Создавайте свои собственные игрушки, бусы, украшения и многое другое из ингредиентов, которые у вас есть прямо сейчас на кухне. Это так просто и супер круто!

Превратите молоко в пластмассовые игрушки!

Что вы узнаете из этой статьи!

Заявление об ограничении ответственности: эта статья может содержать комиссионные или партнерские ссылки.Как партнер Amazon я зарабатываю на соответствующих покупках.
Не смотрите наши видео? Отключите все блокировщики рекламы, чтобы наш видеопоток был виден. Спасибо!

Также известный как казеиновый пластик, этот процесс использовался более 100 лет и использовался для производства пластмасс до 1945 года, когда были введены синтетические пластики. Даже члены королевской семьи много лет назад носили украшения из молочного пластика. Как это круто?

С помощью этого простого процесса вы можете сделать игрушки, бусы, украшения, украшения и многое другое.Это отличный и недорогой эксперимент с впечатляющими результатами, которые заставят ваших учеников проникнуться интересом к науке!

Расходные материалы для пластика для молока

Плита или микроволновая печь для подогрева молока
Молоко (мы использовали 2%, лучше с более низким содержанием жира)
Белый уксус или лимонный сок
Чаша
Ложка
Ситечко (или можно создать свое собственное из марли или аналогичного материала)
Бумага полотенце
Формы (мы любили использовать наши минифигурки Lego и формы динозавров) или другие инструменты для придания формы.

Время: Эксперимент от 30 до 90 минут, затем 2 дня на сушку. Добавьте немного дополнительного времени на покраску после высыхания!

Как превратить молоко в пластик

Отмерьте 1 стакан молока (вы также можете использовать шоколадное молоко, и конечный результат пахнет потрясающе! ), получается около 4 минифигурок или 4 динозавров. Нагрейте на плите в кастрюле или в микроволновой печи в термостойкой посуде. Вы хотите, чтобы он просто начал париться. Снять с огня.Добавьте 4 чайные ложки уксуса или лимонного сока и осторожно перемешайте.

Неточное количество уксуса. Мы использовали 4 столовые ложки случайно, и это было нормально, только для более интенсивного запаха уксуса!

Вы заметите, что он сразу же начинает свертываться. Вы делаете творог и сыворотку!

Осторожно перемешивайте примерно одну минуту, чтобы закончилась полная реакция и образовались все творожные массы. Не мешайте агрессивно. Быть нежным.

Отфильтруйте сыворотку с помощью ситечка или марлевой ткани (или аналогичной).Подождите несколько минут, пока не стечет большая часть жидкости. При необходимости аккуратно размешайте творог в сите.

Теперь удалите творог и положите его на несколько слоев бумажного полотенца. Тщательно похлопайте и сожмите, чтобы удалить больше жидкости. Возможно, вам придется заменить бумажное полотенце и повторить процедуру несколько раз. Цель состоит в том, чтобы удалить как можно больше жидкости.

Вы заметите, что он немного рассыпчатый и мягкий, но вы можете размять его и придать ему форму.

Дополнительный дополнительный шаг во имя науки

Теперь вы можете положить его в формы на этом этапе, но мы обнаружили, что если вы поместите творог в банку или миску, замочив в уксусе на час, вы получите гораздо более гладкий конечный продукт.К тому же они будут более белыми, если вы сделаете этот дополнительный шаг. Если вы сделаете дополнительное замачивание уксусом, по истечении часа повторите процесс процеживания и сушку бумажным полотенцем. На этот раз вы заметите, что текстура стала более гладкой и больше не рассыпчатой.

Как раскрасить пластиковое молоко

При замачивании в уксусе можно добавить пищевой краситель. Просто добавьте несколько капель уксуса, пока он замачивается, и он окрасит творог. Или заставьте свой светиться в темноте с помощью нашего любимого трюка !

Заключительные этапы отделки молочного пластика

Теперь разложите его по формам.Мы использовали силиконовые формы для изготовления минифигурок и динозавров Lego.

Вы также можете придать ей форму вручную. Раскатайте его, чтобы создать бусинки, затем с помощью шпажки проделайте в нем отверстие, прежде чем отложить его для высыхания. Или разгладьте его и используйте формочки для печенья.

Процесс сушки занимает время, примерно 2 дня, в зависимости от вашего естественного уровня влажности и того, сколько влаги вы удалили с помощью бумажных полотенец. Но вы можете удалить его из силиконовых форм через 24 часа, и это поможет ускорить время высыхания.

После высыхания при необходимости немного очистите края, как и в случае с любой другой отливкой. Вы можете сделать это пальцами, наждачной бумагой или другими инструментами. Теперь это будет жесткий пластик, так что это может потребовать немного дополнительных усилий!

Готовые изделия можно красить акриловыми красками или маркерами. Я использовал акриловые краски и фломастер для лица на своем. Покройте их прозрачным слоем, чтобы придать им красивый блеск, когда закончите.

ВОЙЛА! Кто знал, что делать пластмассу из молока так легко и так весело!

Как долго прослужит молочный пластик?

Нашим старейшим пластиковым игрушкам для молока уже более двух лет, и на них нет никаких признаков деградации.Мы еще не проводили никаких экспериментов, чтобы выяснить, могут ли они разрушиться под воздействием влаги, тепла или солнца, но это может быть внесено в списки для будущего исследования. Они определенно очень прочные!

Химия превращения молока в пластик

Это химический эксперимент с полимерами. Полимеры — это молекулы, которые образовали правильную цепную структуру. Молоко содержит молекулы белка, называемого казеином. Во время этой реакции между теплым молоком и кислотой молекулы казеина разворачиваются и образуют длинные цепи, называемые полимером.Полимер можно формовать и придавать ему форму, что делает его пластмассой. В данном случае его называют казеиновым пластиком или молочным пластиком из-за типа молекул, которые создали пластик.

Сделайте молочные пластиковые рождественские украшения

Сделать светящийся в темноте молочный пластик

МОЛОКО — НЕ ЕДИНСТВЕННЫЙ СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛАСТИКА

Другие мероприятия в области STEM

Как сделать пластик — Научный проект по биопластику желатина

В средствах массовой информации много говорится о необходимости сокращения производства и потребления пластика.Пластмассы вызывают глобальные проблемы загрязнения, и мы должны решить эту проблему сейчас. Когда такая тема, как пластик, находится в центре внимания новостей, мне нравится проводить с детьми научные эксперименты и упражнения, чтобы получить практическую информацию и изучить проблему. В этом случае мы уже много раз успешно производили молочный пластик . Здесь это любимое занятие, но мы задавались вопросом, можем ли мы сделать прозрачный пластик? Оказывается, мы можем сделать прозрачный пластик, используя еще один кухонный продукт — желатин!

КАК СДЕЛАТЬ ЧИСТУЮ БИОПЛАСТИКУ ДОМА

Что вы узнаете из этой статьи!

Заявление об ограничении ответственности: эта статья может содержать комиссионные или партнерские ссылки.Как партнер Amazon я зарабатываю на соответствующих покупках.
Не смотрите наши видео? Отключите все блокировщики рекламы, чтобы наш видеопоток был виден. Спасибо!

Пластмасса — это действительно горячая тема для разговоров в нашем лесу. У нас была потрясающая программа переработки, но недавно наше правительство объявило о прекращении переработки всех пластмасс. Оказывается, спроса на переработанный пластик нет, и это непомерно дорого. По крайней мере, нам так говорят.

После многих лет рутинной работы по сокращению и переработке, потеря этого этапа переработки заставляет нас действительно остановиться и взглянуть на то, как мы используем пластик в нашей жизни. Это также вызвало некоторые вопросы о том, почему пластмассы настолько плохи и что можно было бы сделать по-другому. Мы обнаружили, что есть толчок к биопластику, и оказалось, что мы уже провели некоторые научные исследования биопластика с помощью наших экспериментов с молочным пластиковым казеином.

Но на этот раз мы хотели попробовать что-то другое.Мы хотели что-то похожее на пластик… чистое и блестящее.

Ответ ждал в нашей кладовой.

В прошлом мы использовали желатин для изучения съедобных полимеров в виде жевательных конфет домашнего приготовления , которые всегда пользовались огромным успехом. Только убедитесь, что малыши не попробуют их съесть!

ПРИНАДЛЕЖНОСТИ ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ЖЕЛАТИНОВЫХ ПЛАСТМАСС

Плита
Горшок
Ложка
Венчик
Пакеты с желатином (3)
Вода
Пищевой краситель
Силиконовые формы (по желанию)

Посмотрите это видео о наших творениях из биопластика!

КАК ИЗГОТОВИТЬ ПЛАСТИК ИЗ ЖЕЛАТИНА

Добавьте в кастрюлю 75 мл воды и 3 пакета желатина.При желании добавьте 2 или 3 капли пищевого красителя. Взбейте вместе на среднем медленном огне до полного перемешивания.

Как только смесь начнет пар и немного загустеет, снимите ее с огня.

Ложкой аккуратно соскребите пенистый слой и выбросьте. Если вы не удалите всю пену сейчас, это вызовет некоторую мутность вашего готового пластика. Это не так уж и плохо, и мы оставили это на некоторых партиях и удалили это на других. Чем лучше вы удаляете пену, тем более чистым будет окончательный пластик.

ФОРМИРОВАНИЕ ЖЕЛАТИНОВОГО ПЛАСТИКА

Есть два разных варианта дальнейших действий.

Вы можете вылить раствор на крышку контейнера и оставить на 45 минут. Через 45 минут у вас будет резиновая консистенция. Вы можете разрезать его формочками для печенья, ножницами или ножом. Вы можете сформировать его вручную. С ним приятно играть, и я рекомендую сделать это хотя бы с одной партией. Мы оставили свой на крышке, потому что хотели посмотреть, что будет дальше.Оказывается, когда он превращается в твердый пластик, он скручивается и приподнимается, создавая аккуратные формы. На то, чтобы полностью вылечить и получить твердый пластик, потребовалось около 2 дней.

Второй вариант — использовать силиконовые формы. Аккуратно переложите жидкий раствор из кастрюли в силиконовые формы. Я обнаружил, что лучше заполнить формы и сделать их достаточно толстыми. Если мы добавляли немного, чтобы сделать более тонкие детали, они имели тенденцию скручиваться и скручиваться в формах по мере застывания. Проблема с тем, чтобы сделать их толстыми, заключается в том, что они затвердевают и схватываются гораздо дольше.Наши самые толстые куски затвердевали от 4 до 5 дней в формах, а затем еще 2 дня затвердевали, прежде чем они полностью затверделы. Но вы можете получить самые крутые пластмассовые фигурки!

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДВУХЦВЕТНОГО ПЛАСТИКА

Делая некоторые из наших изделий в формах, я налил наш раствор желатина, дал ему настояться около 5 минут, затем добавил каплю другого цвета. Это привело к созданию действительно красивых дизайнов. Если вы сделаете это, пока раствор еще очень горячий и жидкий, он будет перемешиваться больше, чем холоднее раствор, тем меньше он будет перемешиваться.

УСТРАНЕНИЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПЛАСТИКА

Этот пластик имеет свойство скручиваться. Поиграйте со своей консистенцией, влажностью и плесенью, чтобы увидеть, что для вас уменьшает завивание. Мы обнаружили, что более толстые куски, оставленные в формах, меньше всего скручивались. Мы также пытались накрыть наши части книгой, чтобы они не скручивались. Это тоже сработало, но немного сплющило наши части.

Обратите внимание, наши самодельные минифигурки Lego выглядят так, будто кивают и кланяются! Более тонкая часть шеи вызвала некоторые проблемы, к тому же я не заполнил эти формы полностью.У меня есть несколько идей, которые мы собираемся протестировать в будущих экспериментах, чтобы увидеть, сможем ли мы решить проблему завивки.

Мутный пластик означает, что вам нужно удалить больше пены с верхней части раствора. Вы также можете попытаться не проявлять такой агрессивности при взбивании смеси.

Не полимеризуется. Дайте ему больше времени! Это не быстрый эксперимент. На это уходят дни, но у нас ни разу не было ни одного не излечиваемого хорошо и жестко.

НАУКА ЗА ЖЕЛАТИНОВЫМ ПЛАСТИКОМ

Этот проект, наряду с нашим экспериментом с молочным пластиком, создает так называемые биопластики, которые создаются из биомассы или органических веществ.Биопластики отличаются от большинства пластиков массового производства, которые создаются из ископаемого топлива.

Желатин создается путем расщепления коллагена, который есть у всех животных, и его функция заключается в связывании клеток вместе. Коллаген — это очень длинная цепочка аминокислот, строительных блоков белков, которая соединяется с собой в виде тройной спирали.

Желатин — это длинные цепочки из сотен аминокислот. При комнатной температуре он твердый, но когда вы его нагреете, связи между цепями ослабнут, позволяя им скользить и растягиваться.Желатин также имеет сильное сродство с водой. Атомы водорода, которые прикреплены к боковым сторонам цепочек, могут связываться с молекулами воды. Когда мы нагреваем и перемешиваем наш раствор, мы ослабляем цепи, затем в процессе охлаждения эти атомы водорода образуют связи с молекулами воды. Это называется водородной связью.

В нашем растворе мы добавили МНОГО желатина в довольно небольшое количество воды. Все эти молекулы воды связываются с молекулами водорода, затем аминокислотная цепь также начинает связываться с собой, захватывая эти молекулы воды в своей сложной трехмерной структуре.Если бы мы использовали больше воды, мы получили бы больше консистенции жевательной конфеты или даже консистенции желе. Но в этом эксперименте израсходованы все молекулы воды, поэтому, как только вода закончится, мы получим очень твердый пластик.

Очаровательно, не правда ли? Чтобы узнать больше о химии желатина, ознакомьтесь с этой статьей.

И не забывайте, что у нас есть отличный ресурс по Chemistry for Kids .

СЛЕДУЮЩИЕ ШАГИ В ИЗУЧЕНИИ ПЛАСТИКОВ

В ближайшие недели мы собираемся продолжить изучение пластмасс.Мы собираемся сделать Milk Plastic , используя те же формы. Затем мы проведем несколько тестов, чтобы увидеть, что разрушает пластик. Поскольку сегодня в нашей окружающей среде самая большая проблема с пластиками из ископаемого топлива состоит в том, что они не разлагаются и не разлагаются много-много лет, нам любопытно, как наши биопластики будут выдерживать.

Я также провел некоторые исследования и хочу проверить некоторые другие идеи, которые помогут решить проблему скручивания и скручивания этого пластика по мере его отверждения.

Счастливого творчества и обучения!

Другие изделия из пластика своими руками

Что такое пластик и как он производится?

Когда вы смотрите телевизор, пользуетесь компьютером, едете в автобусе, поезде или самолете, вы используете пластик. Когда вы идете к врачу, в больницу или делаете покупки в продуктовом магазине, вы снова полагаетесь на пластик.

Итак, откуда берутся пластмассы… и что они из себя представляют?

Пластмассы получают из материалов, встречающихся в природе, таких как природный газ, нефть, уголь, минералы и растения.Самые первые пластмассы были сделаны природой — знаете ли вы, что резина каучукового дерева на самом деле является пластиком?

Интерес к производству пластмасс возник в 1800-х годах, чтобы заменить дефицитные материалы, такие как слоновая кость и панцирь черепахи. Первые синтетические пластмассы были получены из целлюлозы, вещества, которое содержится в растениях и деревьях. Целлюлозу нагревали с помощью химикатов, и в результате получился новый чрезвычайно прочный материал.

Сырье для сегодняшних пластиков поступает из многих мест (некоторые даже используют соль!), Но большинство пластмасс можно производить из углеводородов, которые легко доступны в природном газе, нефти и угле.

Что такое пластмассы: химия

Химия пластмасс может быть сложной, но основы просты. Вспомните школьные уроки об атомах и молекулах (группах атомов). Пластмассы — это просто цепочки из одинаковых молекул, связанных вместе. Эти цепи называются полимерами. Вот почему многие пластмассы начинаются с «поли», например полиэтилен, полистирол и полипропилен. Полимеры часто состоят из углерода и водорода, а иногда и из кислорода, азота, серы, хлора, фтора, фосфора или кремния.

Термин «пластмассы» охватывает все эти различные полимеры.

Несмотря на то, что полимеров много, пластмассы в целом легкие и обладают значительной прочностью. Пластмассы можно формовать, экструдировать, отливать и выдувать с получением, казалось бы, неограниченных форм и пленок или пен или даже вытягивания волокон для текстильных изделий. Многие виды покрытий, герметиков и клеев также являются пластиками.

Дополнительная информация: все о типах пластмасс

Как сделать биоразлагаемый пластик в домашних условиях: 5 простых шагов

Биоразлагаемый пластик лучше для окружающей среды, чем пластик, потому что он не производится из нефти.И это легко сделать дома. Вы можете сделать биопластик самостоятельно из растительного крахмала, желатина или агара. Ниже мы расскажем о простых шагах, как сделать биоразлагаемый пластик в домашних условиях, чтобы вы могли сэкономить на пластике или заняться интересным проектом со своими детьми.

Источник изображения: Emaze

1. Убедитесь, что у вас достаточно материалов для создания биопластика

Как и в случае со всеми рецептами и проектами, перед началом вы должны убедиться, что у вас есть все необходимые материалы. В процессе изготовления пластика вы не хотите обнаруживать, что у вас нет того, что вам нужно.Существуют различные комбинации ингредиентов, которые работают для создания биоразлагаемого пластика.

Один список ингредиентов, которые можно использовать , включает:

• 1 мл белого уксуса;
• 10 мл дистиллированной воды;
• — 1,5 г крахмала кукурузного;
• 0,5-1,5 г глицерина;
• 1-2 капли пищевого красителя (по желанию).

Пищевой краситель необходим только в том случае, если вы хотите, чтобы пластик имел определенный цвет. Если вам подходит стандартный прозрачный цвет, пищевой краситель не нужен.Глицерин также называют глицерином, поэтому, если вам не удается найти один в магазине, поищите другой ярлык.

Материалы, необходимые для изготовления пластика:

• Кастрюля;
• Шпатель силиконовый;
• Печь;
• Алюминиевая фольга или пергаментная бумага;
• Зубочистка.

2. Смешайте ингредиенты в кастрюле

Убедившись, что у вас есть все необходимые ингредиенты, смешайте их вместе в кастрюле, кроме пищевого красителя.В отличие от некоторых рецептов, не имеет значения, в каком порядке вы добавляете ингредиенты в кастрюлю. С помощью силиконового шпателя перемешайте и перемешайте ингредиенты. Вы должны помешивать, пока все комочки не исчезнут.

Не беспокойтесь, если смесь будет молочно-белой и водянистой, потому что на этом этапе она должна выглядеть именно так. В случаях, когда вы случайно добавили неправильное количество ингредиента, выбросьте смесь и начните заново. Не пытайтесь компенсировать или исправить измерения.

3. Поставьте кастрюлю на плиту и нагрейте на среднем низком уровне

После того, как все комки будут перемешаны, поставьте кастрюлю на плиту и нагрейте ее на среднем огне. Постоянно помешивайте смесь, пока она нагревается, и доведите ее до легкого кипения. Вы заметите, что по мере нагревания смесь густеет и становится более полупрозрачной.

Для достаточного нагрева смеси потребуется около 10-15 минут. Будьте осторожны, чтобы не перегреть биоразлагаемую пластиковую смесь.Признак перегрева — начало образования комков. Если вы планируете добавить пищевой краситель, это можно сделать, когда смесь слегка закипит.

4. Вылейте смесь на алюминиевую фольгу или пергаментную бумагу

После того, как смесь слегка закипит, вы можете намазать ее на лист алюминиевой фольги или пергаментной бумаги. Будьте осторожны, биопластик будет горячим. Если вы видите пузырьки, лопните их зубочисткой. Также обратите внимание, что если вы планируете придать пластику определенную форму, это необходимо сделать до того, как пластик остынет.

5. Положите биоразлагаемый пластик в сухое прохладное место для сушки

Последний шаг в изготовлении биоразлагаемого пластика — положить его в сухое прохладное место для сушки. Подождите до двух дней, пока биопластик полностью остынет и затвердеет. Не поддавайтесь искушению повозиться с пластиком до тех пор, пока не пройдет два дня, чтобы не испортить его структуру во время фазы охлаждения и сушки. Более толстые формы и формы сохнут дольше. Это связано с тем, что более толстые кусочки сохнут дольше, чем более тонкие.

Как сделать биоразлагаемый пластик в форме

Источник изображения: Pinterest

Если вы хотите, чтобы пластик имел определенную форму, вы можете создать или использовать форму и вылить горячую смесь в форму на четвертом шаге вместо того, чтобы намазывать ее на алюминиевую фольгу. Вы можете приобрести формы в магазинах для рукоделия и в магазинах для хобби. Для тех, кто предпочитает делать своими руками, можно создать слепок из глины.

Создать собственную форму так же просто, как сделать биоразлагаемый пластик в домашних условиях.Звучит сложнее, чем есть на самом деле. Все, что вам нужно сделать, это вылепить два куска глины по форме объекта, который вы хотите использовать. Подождите, пока глина высохнет, затем удалите две части.

Вы можете сделать биоразлагаемую пластиковую копию этого объекта, заполнив обе половинки глиняной формы пластиковой смесью, а затем склеив их вместе. Еще одна возможность для создания крутых форм из биопластика — это использовать формочку для печенья, чтобы вырезать формы из смеси, пока она теплая.

Как использовать пресс-форму

Чтобы использовать форму для изготовления биоразлагаемого пластика, опрыскайте форму антипригарным спреем. Это упростит извлечение пластика из формы после того, как он высохнет. Вылейте горячую смесь внутрь формы. Еще раз проверьте, что вы заполнили смесью всю форму. Если внутри есть пузырьки, вытолкните их, слегка постучав формой по твердой поверхности, например, по стойке. Как и в случае с методом алюминиевой фольги для изготовления биоразлагаемого пластика в домашних условиях, подождите два дня, пока пластик полностью высохнет и затвердеет в форме.

Помните, что некоторые биопластики сохнут дольше двух дней. Если ваш пластик все еще влажный, когда вы проверяете через два дня, подождите еще целый день, прежде чем проверять снова. Более толстые формы сохнут дольше, чем более тонкие. Продолжите процесс проверки и подождите еще день, пока биоразлагаемый пластик полностью не высохнет. Когда он высохнет, вы можете вынуть его из формы. Ваш биопластик готов.

Подведение итогов

Легко научиться делать биоразлагаемый пластик в домашних условиях.Самая сложная часть процесса — это преодоление психологического барьера, что будет непросто. Вы можете купить формы в магазинах для рукоделия и хобби или создать свои собственные из глины. Заполните форму горячей смесью биопласта, которую вы приготовили по рецепту, описанному выше, или намазать ее на алюминиевой фольге. Это зависит от того, для чего вы хотите сделать биопластик.

Эта статья помогла вам понять, как сделать биоразлагаемый пластик в домашних условиях? Сообщите нам о результатах вашего проекта ниже.

Кукурузный пластик спешит на помощь | Наука

Nature Works придумала, как сделать пластик из кукурузы.Ex0artefact

В тридцати минутах езды к северу от Омахи, недалеко от Блэра, Небраска, аромат дымящейся кукурузы — влажной и сладкой — обрушивается на мою машину тяжелым занавесом. Сельскохозяйственные угодья продолжаются, и источник запаха остается загадкой до тех пор, пока огромная, извергающая пар, сверкающая белая архитектура резервуаров и труб внезапно не поднимается из кукурузных полей между шоссе 75 и поймой реки Миссури. Взгляните на NatureWorks: крупнейший в мире молочнокислый завод. В один конец комплекса идет кукуруза; из другой — белые гранулы, промышленная смола, готовая стать — если вы верите во всю эту шумиху — будущим пластика в пост-нефтяном мире.

Из смолы, известной как полимолочная кислота (PLA), будут изготавливаться контейнеры и упаковка для пищевых продуктов и потребительских товаров. У модного пластика есть несколько преимуществ. Он сделан из возобновляемых ресурсов, а это означает, что он имеет большую опору — как в политическом, так и в экологическом плане — по сравнению с обычной пластиковой упаковкой, для которой в США используется около 200 000 баррелей нефти в день. Кроме того, PLA в принципе компостируется, что означает, что при определенных условиях он распадается на безвредные природные соединения.Это могло бы ослабить давление на растущие в стране свалки, поскольку пластмассы уже занимают 25 процентов свалок по объему. А пластмассы на основе кукурузы начинают выглядеть дешевыми теперь, когда цены на нефть настолько высоки.

В течение нескольких лет поставщики натуральных продуктов питания, такие как Newman’s Own Organics и Wild Oats, незаметно использовали некоторые продукты из PLA, но наибольший спрос на этот материал получил, когда в октябре этого года крупнейший в мире розничный торговец Wal-Mart объявил, что он будет продавать некоторые производят в контейнерах PLA.Этот шаг является частью усилий компании по противодействию критике за безответственность с экологической точки зрения. «Переход к нулевым отходам — ​​одна из трех наших основных корпоративных целей в отношении окружающей среды», — говорит Мэтт Кистлер, вице-президент по развитию частных брендов и продуктов для розничной сети. Wal-Mart планирует использовать 114 миллионов контейнеров PLA в год, что, по оценкам руководства компании, позволит ежегодно экономить 800 000 баррелей нефти.

Изготавливать пластиковую упаковку и контейнеры из возобновляемых ресурсов, которые можно вернуть земле, поскольку удобрения звучат как беспрецедентный товар.Продажа фруктов и овощей в коробках, которые не вымывают химикаты на свалки, звучит одинаково замечательно. Но у PLA есть существенные недостатки, которые не были оглашены, в то время как некоторые заявления о его экологических достоинствах вводят в заблуждение. Оказывается, бесплатного обеда в конце концов нет, независимо от того, из чего сделан контейнер, как я узнал, когда попытался разобраться в этих чудесных новостях из кукурузной страны.

На заводе NatureWorks в Блэре я надеваю каску, беруши, перчатки и защитные очки и клянусь, что не буду делать фотографии.То, что могут раскрыть мои хозяева, раскрыто: зерна кукурузы доставлены и измельчены, декстроза извлечена из крахмала. Огромные ферментеры превращают декстрозу в молочную кислоту, простое органическое химическое вещество, которое является побочным продуктом ферментации (или дыхания, в случае молочной кислоты, которая накапливается в мышечной ткани после интенсивной активности). Промышленная молочная кислота производится из многих источников крахмала, включая пшеницу, свеклу и картофель, но NatureWorks принадлежит Cargill, крупнейшему в мире торговцу кукурузой, поэтому ее молочная кислота поступает из кукурузы.Соединение превращается в лактид, а молекулы лактида соединяются в длинные цепи или полимеры: полимолочную кислоту, PLA.

У меня действительно была возможность увидеть и прикоснуться к непонятному объекту моего желания, когда жидкий PLA, с цветом и блеском карамелизованного сахара, вырвался из трубки и затвердел, образуя шелковистые нити на натертом стальной теркой полу. В следующий раз, когда я увидел этот материал в коробке на складе, он кристаллизовался в полупрозрачные белые шарики размером с горошину: смола PLA. В руках производителей гранулы будут плавиться и превращаться в контейнеры, пленки и волокна.

Хотя полимер из-за его низкой температуры плавления еще не нашел такого широкого применения, как гораздо более распространенный пластиковый полиэтилентерефталат (ПЭТ), используемый для изготовления бутылок из-под газировки и некоторых полиэфирных волокон, у компании есть планы, как большой баннер в офисе гласит: «Beat PET!» В некотором смысле кукурузный пластик явно менее вреден для окружающей среды. Согласно независимому анализу, проведенному по заказу NatureWorks, при производстве PLA требуется на 65 процентов меньше энергии, чем при производстве обычных пластиков.Он также производит на 68 процентов меньше парниковых газов и не содержит токсинов. «У него совершенно другой профиль безопасности», — говорит операционный менеджер NatureWorks Кэри Баклз. «Это не взорвет сообщество».

Для розничных торговцев PLA создает эффект ореола. Wild Oats был одним из первых, кто использовал этот продукт. «Нашим сотрудникам понравился экологический посыл контейнеров, поскольку они получены из возобновляемых источников, и наши клиенты резко отреагировали, когда мы сказали им, что они пригодны для компостирования», — говорит Соня Туйтеле, представитель Wild Oats.По ее словам, изначально контейнеры увеличили продажи гастрономов компании на 17 процентов, и теперь сеть использует шесть миллионов контейнеров из PLA в год. Newman’s Own Organics использует упаковку из PLA для своих салатных смесей. «Мы были твердо убеждены в том, что везде, где мы можем отказаться от нефтепродуктов, мы должны это делать», — говорит генеральный директор Newman’s Own Питер Михан. «Никто никогда не воевал из-за кукурузы».

Wal-Mart, которая начала использовать контейнеры из PLA в некоторых магазинах, также заменила упаковку для высокотехнологичной электроники из ПЭТ на сэндвич из картона и PLA.«Он занимает меньше места при упаковке, он полностью биоразлагаем и дешевле», — говорит Кистлер. То, что Wal-Mart говорит о биоразлагаемости PLA, верно, но есть одна важная загвоздка.

Кукурузный пластик существует уже 20 лет, но полимер был слишком дорог для широкого коммерческого применения до 1989 года, когда Патрик Грубер, в то время химик Cargill, искавший новые способы использования кукурузы, изобрел способ сделать полимер более эффективным. Работая со своей женой, тоже химиком, он создал свой первый прототип продуктов из PLA на своей кухонной плите.Вначале изготовление фунта PLA стоило 200 долларов; теперь это меньше 1 доллара.

Полимеру пришлось преодолеть некоторые культурные препятствия. В середине 1980-х годов на полках продуктовых магазинов появился еще один пластик на биологической основе: пакеты из полиэтилена и кукурузного крахмала, которые, как говорили, были биоразлагаемыми. «Люди думали, что они быстро исчезнут», — вспоминает Стивен Моджо, исполнительный директор Института биоразлагаемых продуктов. Они этого не сделали. Уилл Бринтон, президент Woods End, лаборатории исследования компоста в Mt.Вернон, штат Мэн, говорит, что пакеты разлетелись на мелкие фрагменты полиэтилена, которые не годились для компоста или связей с общественностью. «Это был большой шаг назад для движения за биоразлагаемость», — добавляет он. «Целые сообщества отказались от концепции биоразлагаемых пакетов как от мошенничества».

Согласно стандарту биоразлагаемости, разработанному Mojo, PLA разлагается на двуокись углерода и воду в «контролируемой среде компостирования» менее чем за 90 дней. Что такое контролируемая среда для компостирования? Не мусорное ведро на заднем дворе, яма или переворачивающаяся бочка.Это большое предприятие, где компост — по сути, отходы растений, перевариваемые микробами в удобрение, — нагревается до 140 градусов в течение десяти дней подряд. Итак, да, как говорят сторонники НОАК, кукурузный пластик является «биоразлагаемым». Но на самом деле очень немногие потребители имеют доступ к тому типу установок для компостирования, которые могут это сделать. NatureWorks обнаружил 113 таких предприятий по всей стране — некоторые обрабатывают промышленные отходы пищевой промышленности или дворовые обрезки, другие — колледжи или тюрьмы, — но только около четверти из них принимают бытовые отходы питания, собранные муниципалитетами.

Более того, перевозка PLA на грузовиках потенциально может стать проблемой для некоторых крупных композиторов. Крис Чоут, эксперт по компостированию в компании Norcal Waste Systems со штаб-квартирой в Сан-Франциско, говорит, что большие количества PLA могут мешать обычному компостированию, потому что полимер превращается в молочную кислоту, делая компост более влажным и кислым. «Микробы будут потреблять молочную кислоту, но им требуется много кислорода, и у нас возникают проблемы с его обеспечением», — говорит он. «Прямо сейчас НОАК — не проблема», — говорит Чоут.(NatureWorks оспаривает эту идею, заявляя, что PLA не оказывает такого влияния на процессы компостирования.) В любом случае Norcal заявляет, что в будущем бум PLA не будет проблемой, потому что компания надеется преобразовать свои компостеры в так называемые анаэробные варочные котлы, которые разлагают органические материалы в отсутствие кислорода и улавливают образующийся метан в качестве топлива.

PLA, произведенный NatureWorks, компостируется.Но Крис Чоут (на участке Norcal около Вакавилля, Калифорния) говорит, что большое количество кукурузного пластика может мешать компостированию. Брайан Смейл Директор завода Кэри Баклз в Блэре, Небраска. © Брайан Смейл «Продукты на основе возобновляемых ресурсов могут превзойти продукты на основе нефтехимии», — говорит пионер кукурузного пластика Патрик Грубер (со своей женой Салли из Колорадо), который сначала приготовил PLA на своей кухонной плите.© Брайан Смейл Эколог и предприниматель Эрик Ломбарди (в Боулдере с кукурузо-пластиковыми стаканами) говорит, что PLA, хотя и не идеален, но является «дальновидным». © Брайан Смейл

Wild Oats принимает использованные контейнеры PLA в половине из 80 магазинов.«Мы смешиваем PLA с продуктами и отходами из наших соковых батончиков и доставляем их на промышленные предприятия по компостированию», — говорит Туйтеле из компании. Но в магазинах Wild Oats, которые не принимают обратно PLA, покупатели сами по себе, и их нельзя винить, если они чувствуют себя обманутыми контейнерами из PLA с пометкой «компостируемые». Бринтон, который провел обширные испытания PLA, говорит, что такие контейнеры «не меняются» после шести месяцев использования в домашних условиях. По этой причине он считает марку Wild Oats и их вывески в магазинах, рекламирующие компостируемость PLA, ложной рекламой.

Кистлер из

Wal-Mart говорит, что компания не собирается возвращать использованный PLA для компостирования. «Мы не занимаемся сбором мусора», — говорит он. «Как мы убедим штаты и муниципалитеты установить системы компостирования? Это вопрос на миллион долларов. Не наша роль указывать правительству, что делать. Есть деньги, которые можно заработать на переработке вторичного сырья. По мере того, как мы разрабатываем упаковку, которую можно перерабатывать и компостировать, отрасль будет развиваться ».

Со своей стороны, перерабатывающие предприятия тоже имеют проблемы с PLA.Они опасаются, что потребители просто выбрасывают PLA вместе со своим ПЭТ. Для переработчиков пластмасс PLA в крошечных количествах просто неприятность. Но в больших количествах это может быть дорогостоящим хлопотом. На предприятиях по переработке бутылок из-под содовой, молочников и т.п. собирают и упаковывают в тюки на предприятиях по утилизации материалов, или MRF (произносится как «мурфс»). MRF продают материал переработчикам, которые разбивают пластик на гранулы или хлопья, которые, в свою очередь, превращаются в новые продукты, такие как ковровые покрытия, волокнистый наполнитель или емкости для моющих средств или моторного масла.Поскольку PLA и PET смешиваются примерно так же, как масло и вода, переработчики считают PLA загрязняющим веществом. Они должны заплатить, чтобы разобраться с этим, и снова заплатить, чтобы избавиться от него.

NatureWorks задумался над этой проблемой. «Если MRF отделит НОАК, мы выкупим его у них, когда у них будет достаточно, чтобы заполнить грузовик», — говорит пресс-секретарь Бриджит Харон. Затем компания либо отправит PLA в промышленный компостер, либо доставит его обратно в Блэр, где полимер будет разрушен и переработан в свежий PLA.

Несмотря на потенциал PLA как экологически чистого материала, кажется очевидным, что большая часть упаковки кукурузы, возможно, большая ее часть, окажется на свалках. И нет никаких доказательств того, что он там разложится быстрее и тщательнее, чем ПЭТ или любой другой пластик. Гленн Джонстон, менеджер по глобальному регулированию NatureWorks, говорит, что контейнер из PLA, сброшенный на свалку, прослужит «столько же, сколько и бутылка из ПЭТ». Никто точно не знает, сколько это длится, но оценки колеблются от 100 до 1000 лет.

У экологов есть и другие возражения против НОАК. Лестер Браун, президент Института политики Земли, ставит под сомнение мораль превращения пищевых продуктов в упаковку, когда так много людей в мире голодны. «Мы уже перерабатываем 12 процентов урожая зерна в США на этанол», — говорит он. По прогнозам Министерства сельского хозяйства США, к 2014 году эта цифра вырастет до 23 процентов. «Сколько кукурузы мы хотим преобразовать в непродовольственные товары?» Кроме того, большая часть кукурузы, которую NatureWorks использует для производства смолы PLA, генетически модифицирована, чтобы противостоять вредителям, и некоторые защитники окружающей среды выступают против использования таких культур, утверждая, что они будут загрязнять обычные культуры или нарушать местные экосистемы.Другие критики указывают на огромный ущерб окружающей среде от выращивания кукурузы промышленным способом. При выращивании кукурузы используется больше азотных удобрений, гербицидов и инсектицидов, чем при выращивании любой другой культуры США; такая практика способствует эрозии почвы и загрязнению воды, когда азот с полей стекает в ручьи и реки.

NatureWorks, признавая некоторые из этих критических замечаний, указывает, что кукуруза, которую он использует, является низкосортным кормом для животных, не предназначенным для использования человеком. И он обрабатывает небольшое количество кукурузы, не полученной с помощью генной инженерии, для клиентов, которые ее запрашивают.NatureWorks также изучает более эффективные способы разделения PLA на традиционных предприятиях по переработке и даже покупает сертификаты на возобновляемые источники энергии (инвестиции в ветроэнергетику), чтобы компенсировать использование ископаемого топлива. Но компания мало что может сделать с ответом на самый главный вопрос о пластиковых контейнерах для кукурузы: действительно ли они необходимы?

В нескольких милях к югу от Блэра, в Форт-Кэлхун, Wilkinson Industries занимает просторное невысокое кирпичное здание в жилом районе.Wilkinson превращает смолу NatureWorks в упаковку. В помещении размером со склад гранулы плавятся, прессуются в тонкую пленку и вытягиваются в листы, которые термоформовщик штампует в жесткие контейнеры — квадратные, высокие, прямоугольные или круглые. (PLA также может иметь форму этикеток, корпусов для электроники, обертки для цветов, подарочных карт, волокон для одежды и набивки подушек.) «Мы отправляем подносы в кафетерий Google и в студию [режиссера] Джорджа Лукаса в Сан-Франциско», говорит Джо Зельцер, вице-президент Wilkinson.«Мы делаем лотки для свежесрезанных фруктов в магазинах Del Monte’s и Meijer. И, о да, мы делаем Wal-Mart ».

PLA составляет около 20 процентов пластмассовых изделий, производимых Wilkinson. Остальное — полистирол и ПЭТ. «Мы хотели бы, чтобы PLA стала смолой будущего, но мы знаем, что этого никогда не будет», — говорит Зельцер. «Это стабильная цена, но температура не может превышать 114 градусов. У меня были люди, которые звонили мне и говорили: «О, боже, у меня была коробка с едой на вынос в машине на солнце, и она растаяла в блин!» Бриджит Харон, сидящая рядом со мной, приподняла бровь.Зельцер продолжает. «Наша главная забота — это конкурентоспособная цена PLA, а затем и возможности его применения. После этого наступает хорошее самочувствие «.

Зельцер ведет нас по лестнице во внутреннюю комнату размером с большую кладовую. Он забит образцами 450 различных контейнеров, изготовленных компанией Wilkinson, которая также штампует алюминиевые поддоны. «Вот пирог с жареным цыпленком по-Кентукки, — говорит Зельцер, указывая на маленькую круглую банку. «Пластиковый поднос для свадебного торта. Это для Crudités. Это для нарезанного ананаса.(Уилкинсон изготовил оригинальный обеденный поднос для телевизора, образец которого хранится в Смитсоновском институте.) Оглядываясь вокруг, я не могу не думать, что почти все эти продукты будут выброшены уже через час или два использования. прямо в большую яму в земле.

Мартин Бурк, исполнительный директор Берклиского экологического центра, некоммерческой организации по переработке отходов, скептически относится к удобной упаковке из PLA. «Да, упаковка на основе кукурузы лучше, чем упаковка на основе нефти, для абсолютно необходимых пластиков, которые еще не были успешно переработаны, и для упаковки, которая не может быть сделана из бумаги», — говорит он.«Но это не так хорошо, как спрашивать:« Почему мы используем так много контейнеров? »Меня беспокоит то, что PLA узаконивает разовые, сверхупакованные продукты».

Многие экологи утверждают, что компании должны производить потребительские товары, которые не загрязняют землю при их производстве или утилизации. В книге Cradle to Cradle: Remaking the Way We Make Things архитектор Уильям МакДонаф пишет о будущем, в котором товары длительного пользования, такие как телевизоры и автомобили, будут производиться из веществ, которые возвращаются в производственный процесс, а упаковка для недолговечных продуктов как шампунь, разложится обратно в землю.NatureWorks заявляет, что хочет быть частью этого будущего. Как сказала бывший генеральный директор компании Кэтлин Бейдер журналу Forbes: «Мы даем компаниям шанс упредить смущающие требования ответственной упаковки. Бренды, которые ждут законодательного указа, останутся позади и разоблачены ».

Эрик Ломбарди, президент организации Grassroots Recycling Network и лидер международного движения Zero Waste, детально оценивает прогресс НОАК. Он говорит, что даже думать о пластике на биологической основе вместо пластика на нефтяной основе — это «фантастически».Верно, говорит он, с НОАК есть проблемы, «но давайте не будем убивать хорошее в погоне за идеальным». Он предполагает, что сложность утилизации PLA отражает более серьезный недостаток в том, как мы обращаемся с мусором. Он призывает к революции в области компостирования. «Нам нужна удобная креативная система сбора с тремя контейнерами: один для биоразлагаемых материалов, который мы будем компостировать, второй — для вторичной переработки, а третий — для всего, что осталось».

Пока такая система не будет внедрена, будет сложно иметь дешевую удобную упаковку и быть уверенным в ее воздействии на окружающую среду — иметь свой торт на вынос и есть его тоже.Но производство PLA действительно экономит нефть и приводит к гораздо меньшему загрязнению воздуха. И надо с чего-то начинать.

Элизабет Ройт , жительница Бруклина, является автором книги Garbage Land: On the Secret Trash of Trash . Фотограф Брайан Смейл живет в Сиэтле.

Сохранение окружающей среды Производство Устойчивость

Рекомендованные видео

Делаем пластик столь же прочным, как сталь

Может ли кажущийся простым прозрачный пластиковый пакет, в который вы загружаете фрукты и овощи в супермаркете, на самом деле быть прочным, как сталь? Это было бы возможно, если бы он был сделан из нового композитного пластика, сочетающего в себе прочность наночастиц с гибкостью водорастворимого полимера.

Хотя не секрет, что нанотрубки, нанолисты и наностержни невероятно прочны, когда их объединяют в небольших количествах, более крупные материалы, сделанные из этих микроскопических строительных блоков, не могут использовать большую часть этой силы, потому что связи между ними слабые. Но исследователи из Мичиганского университета в Анн-Арборе сообщают в Science , что они нашли способ масштабирования прочности наноматериалов на более крупные материалы путем передачи напряжения между нанолистами и наноразмерным полимером, напоминающим белый клей.Визуально это выглядит как кирпичная стена, где «кирпичи» из глиняных нанолистов скреплены водорастворимым «раствором» из поливинилового спирта. В результате, по мнению исследователей, получился композитный пластик, легкий и прозрачный, но такой же прочный, как сталь.

«Если вы возьмете наноразмерные материалы по отдельности, скажем, одну углеродную трубку или один лист глины, их механические свойства будут потрясающими», — говорит У.М. профессор техники Николай Котов, соавтор исследования. Однако простое объединение большого объема глины, пластинок нанометрового размера в один непрерывный блок, приводит к получению хрупкого меловидного материала, испещренного трещинами.

Исследователи создали полосу прозрачного материала толщиной с лист полиэтиленовой пленки, используя роботизированный манипулятор для равномерного смешивания многих миллионов квадратных глиняных пластинок 100 нанометров с каждой стороны и толщиной один нанометр (один нанометр равен 3,94 x 10 ^-8 дюйм) тем же полимером, который использовался в клее Элмера. Робо-рука создавала этот новый материал, погружая кусок стекла размером с жевательную резинку попеременно в раствор клейкого полимера, а затем в жидкость, которая представляла собой дисперсию глиняных нанолистов.Конечный результат, состоящий из 300 слоев смешанных наноматериалов и полимера, был смоделирован по образцу перламутра, обнаруженного в подкладке раковин мидий и устриц.

«Материал представляет собой образцовую структуру, в которой мы достигли почти идеальной передачи наноразмерных механических свойств на макромасштаб», — говорит Пол Подсиадло, докторант инженерного колледжа U.M, который помогал в исследовании. «Если мы сможем добиться того же с этими другими наноматериалами, тогда мы сможем создавать легкие композиты, которые будут намного превосходить свойства стали.»

Строение из кирпича и раствора позволяло слоям образовывать кооперативные водородные связи, что порождает то, что Котов назвал «эффектом липучки» — одной из причин прочности материала. Такие узы, если они разорваны, легко реформируются на новом месте. Котов разрабатывает методы применения композита при разработке микроэлектромеханических систем (МЭМС) и устройств, а также микрофлюидических устройств для приведения в действие и изготовления клапанов. Помимо использования в военных целях, повышение пластичности наноинфузированных пластмасс исследователей может помочь в разработке автомобилей и лобовых стекол, устойчивых к вмятинам и царапинам.

Теперь, когда исследователи создали композит, демонстрирующий сопротивление деформации (жесткость) и сопротивление нагрузке (прочность), они работают над улучшением способности композита рассеивать энергию, тем самым улучшая его ударную вязкость, — говорит У.М. профессор машиностроения Эллен Арруда, еще один соавтор исследования. «Мы хотим, чтобы материал обладал способностью поглощать энергию снаряда», — говорит она.

Толчком к исследованиям стал грант в размере 1,2 миллиона долларов, предоставленный в прошлом году Университетом США.Министерство обороны США, которое было заинтересовано в разработке более эффективной брони для беспилотных летательных аппаратов ВВС, а также транспортных средств и бронежилетов для других видов вооруженных сил.

Стоимость этого композита сложно оценить, говорит Котов. Компоненты недорогие, процесс не требует больших затрат энергии, но отнюдь не быстрый. Стоимость будет во многом зависеть от того, насколько эффективно будут разработаны процессы создания композитов с наноинфузией и нужно ли производить эти композиты в больших объемах.