August 17th, 2022 von Admin

Wie wird Kunststoff hergestellt? Kunststoff-Produktionsprozess vereinfacht

Wie wird Plastik hergestellt?

Kunststoff ist eines der am häufigsten verwendeten Materialien der Welt. Das Polymer wird in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, die von der Lebensmittelverpackung bis zum Bauwesen reichen. Synthetischer Kunststoff wird aus Erdgas hergestellt, das weltweit in Hülle und Fülle vorkommt.

Plastik ist etwas, womit wir sehr vertraut geworden sind. Aber was ist das genau? Was sind die verschiedenen Arten? Wie wird Kunststoff hergestellt? Lassen Sie uns in diesem Blog detailliert auf alles eingehen, was Sie über die Kunststoffproduktion, das Kunststoffrecycling und die Kunststoffverschmutzung wissen müssen.

Vereinfachter Kunststoffherstellungsprozess

Kunststoff ist ein Gegenstand, der alle Teile unseres Lebens übernommen und besetzt hat und jede mögliche Branche infiltriert hat. Es wurde zunächst als eine Erfindung angesehen, die das Leben von uns Menschen wirklich einfacher und bequemer machte. Aber im Laufe der Jahre wurde derselbe Kunststoff zum Fluch unserer Existenz. Um das Plastikproblem in seiner Gesamtheit zu verstehen, ist es wichtig zu verstehen, wie Plastikprodukte überhaupt hergestellt werden.

Kunststoffe können grundsätzlich auf zwei verschiedene Arten synthetisiert werden – sie können synthetisch sein oder aus nachwachsenden Bioprodukten gewonnen werden. Synthetische Kunststoffe werden aus Erdöl, Erdgas oder Kohle hergestellt. Im beliebtesten Szenario werden Kunststoffe aus Rohöl gewonnen, da dies die kostengünstigste Möglichkeit ist, die Arbeit zu erledigen.

Wir müssen aber auch beachten, dass dies auch die schädlichste Art der Kunststoffherstellung ist. Basierend auf der Wechselwirkung der Kunststoffverbindungen gibt es hauptsächlich sechs Arten von Kunststoffen: Thermoplaste, Duroplaste, amorphe Kunststoffe, teilkristalline Kunststoffe, Homopolymere und Copolymere.

Was ist der Hauptbestandteil von Kunststoff?

In diesem Artikel werden wir der Einfachheit halber nur über künstlich synthetisierte Kunststoffe sprechen. Die Hauptbestandteile dieser Kunststoffe sind Rohöle, Kohle und Erdgas. Um diese Materialien zu beschaffen, muss viel Bergbau betrieben werden.

Der erste Schritt, bevor wir tatsächlich mit der Herstellung von Kunststoff beginnen, besteht darin, die Rohstoffe zu destillieren, damit Sie die benötigte Einzelverbindung erhalten und das nicht benötigte Material davon trennen können. Dieser Prozess findet in großem Umfang in einer Ölraffinerie statt. Diese werden auch als Kohlenwasserstoffraffinerien oder Naphtha bezeichnet. Dieser Prozess ist der Schlüssel zur Herstellung von Kunststoff.

Wie wird Kunststoff aus Rohstoffen hergestellt?

In diesem Abschnitt des Artikels werden wir den schrittweisen Prozess beschreiben, mit dem Kunststoff auf industrieller Ebene hergestellt wird.

1. Rohstoffe extrahieren

Um Kunststoff herzustellen, müssen zunächst Rohstoffe beschafft werden. Zu diesen Rohstoffen gehören Kohle, Erdöl und Erdgas. Diese zu beschaffen ist nur der erste Schritt.

2. Verfeinern, um unerwünschte Partikel zu entfernen

Sobald das Rohmaterial beschafft wurde, kann es nicht sofort verwendet werden. Es wird mit vielen Verunreinigungen gemischt, die herausgefiltert werden müssen. Dieser Filtrations- und Raffinierungsprozess findet in Ölraffinerien statt. Einfacher ausgedrückt wird das gewonnene Rohöl zu einer Raffinerie gebracht, wo es in verschiedene Erdölprodukte zerlegt wird. Durch diesen Raffinierungsprozess können wir Monomere erhalten, die uns bei der Herstellung von Kunststoffen helfen.

Diese Monomere sind auch die Bausteine ​​von Kunststoffpolymeren. Sie fragen sich vielleicht, wie der Raffinierungsprozess abläuft - Das gesamte Rohöl wird in einen Ofen gegeben und erwärmt. Nach dieser Übermittlung wird es an eine Destillationsanlage gesendet. In dieser Destillationsanlage wird das gesamte Rohöl in kleinere und leichtere Verbindungen, sogenannte Fraktionen, zerlegt. Von allen erhaltenen Fraktionen ist Naphtha diejenige, die für den Prozess der Kunststoffherstellung am wichtigsten ist.

3. Polymerisation

Dies ist wahrscheinlich der schwierigste Teil des Produktionsprozesses. In diesem Teil des Verfahrens werden Verbindungen wie Ethylen, Propylen, Butylen usw. in Polymere mit höheren Molekulargewichten umgewandelt. Dies bedeutet auch, dass ursprünglich Monomere in Polymere umgewandelt werden. Aus diesem Grund wird dieser Schritt als bezeichnet Polymerisation. Für die Kunststoffherstellung gibt es zwei Arten der Polymerisation -

> Additionspolymerisation – Bei dieser Art der Polymerisation verbindet sich ein Monomer mit dem nächsten (einem Dimer) und die Kette wird fortgesetzt. Grundsätzlich fügen Sie dem ursprünglichen Monomer weitere Monomere hinzu. Um einen solchen Polymerisationstyp zu erleichtern, wird ein Katalysator verwendet. Der am häufigsten verwendete Katalysator ist eine Art Peroxid. Beispiele für Kunststoffe, die eine zusätzliche Polymerisation verwenden, sind Polyethylen, Polystyrol und Polyvinylchlorid.

> Kondensationspolymerisation – Bei dieser Art der Polymerisation werden 2 oder mehr unterschiedliche Monomere miteinander verbunden. Der Kondensationsprozess findet statt, weil kleinere Moleküle wie Wasser entfernt werden. Dieser Prozess wird auch durch Katalysatoren erleichtert. Beispiele für durch Kondensationspolymerisation hergestellte Kunststoffe sind Polyester und Nylon.

4. Compoundierung und Verarbeitung

Verfahren Compoundierung beinhaltet das Schmelzen und Mischen verschiedener Materialien, um ein einziges Material zu bilden, in diesem Fall Kunststoffe. Dann wird die Mischung zu Pellets verarbeitet, die je nach Bedarf des Herstellers zu verschiedenen Gegenständen geformt werden können. Diese Pellets können unterschiedliche Farben, Deckkraft und Formen haben. All dies wird von einer Maschine erledigt.

Verarbeitung von Kunststoff aus Rohöl

Auf die Frage „Wie wird Plastik hergestellt?“ gibt es unterschiedliche Antworten. Wir werden uns einen der üblichen Wege ansehen: aus Rohöl.

Extrahieren des Öls

Der erste Schritt in diesem Prozess ist die Gewinnung von Rohöl aus dem Boden. Damit ein Bohrgerät effektiv ist, muss es verschiedene Werkzeuge verwenden, die ihm zur Verfügung stehen. Dies kann Bohrmeißel umfassen, die speziell für bestimmte Gesteins- oder Bodenarten entwickelt wurden, je nach Art der Bohrstelle.

Nach der Förderung muss das schwere Rohöl zu einer Raffinerie transportiert werden, um dort zu Kunststoffen weiterverarbeitet zu werden.

Raffinieren des Öls

Nachdem das Rohöl aus dem Boden gewonnen wurde, muss es raffiniert werden, bevor es in einem Kunststoffherstellungsprozess verwendet werden kann. Die Raffination ist ein komplexer Prozess, bei dem Rohöl in verschiedene Produkte wie Benzin, Diesel, Düsentreibstoff und Heizöl destilliert wird. Es gibt zwei Arten von Raffinerien: integrierte und traditionelle. Integrierte Raffinerien sind große Anlagen, in denen alle Schritte der Rohölraffination an einem Standort stattfinden. Im Gegensatz dazu verarbeiten herkömmliche Raffinerien nur bestimmte Teile des Rohöls wie Benzin oder Dieselkraftstoffe, während andere Teile zur Weiterverarbeitung an andere Raffinerien geschickt werden.

Fraktionierte Destillation

Bei der fraktionierten Destillation wird eine Mischung erhitzt, bis einige Komponenten zu sieden beginnen.

Dieser Prozess findet im fraktionierten Destillationsturm statt, wo Rohöl in seine verschiedenen Bestandteile getrennt wird, indem es mit Dampf gekocht und dann das Gemisch unter seinen Siedepunkt gekühlt wird, sodass es wieder zu Flüssigkeit kondensiert. Die resultierende Flüssigkeit wird dann anhand ihrer Siedepunkte bei Atmosphärendruck in verschiedene Fraktionen getrennt: leichte oder gasförmige Fraktionen, Mitteldestillate und schwere Destillate. Diese Fraktionen werden dann gelagert, bis sie für die Weiterverarbeitung zur Kunststoffherstellung oder für Transportzwecke benötigt werden.

Cracken der Kohlenwasserstoffe

Beim Cracken werden große Kohlenwasserstoffmoleküle in kleinere zerlegt. Dies geschieht durch Hitze und Druck in einer Raffinerie, den sogenannten Katalysatoren. Cracken ist ein chemischer Prozess, bei dem die Bindungen zwischen Kohlenstoffatomen in langkettigen Molekülen aufgebrochen werden. Es gibt zwei Arten des Crackens: katalytisches Cracken und Dampfcracken.

Das Cracken von Erdölprodukten wie Rohöl ermöglicht deren Verwendung in verschiedenen gesellschaftlichen Anwendungen. Die häufigste Verwendung für das Cracken ist die Herstellung von synthetischen Erdölprodukten wie Kunststoffen, Klebstoffen, Textilien und Chemikalien, die bei der Herstellung von Automobilen und Konsumgütern verwendet werden.

Polymerisation

Polymerisation tritt auf, wenn sich zwei oder mehr Moleküle in einer chemischen Reaktion verbinden. Wenn sich diese Moleküle verbinden, bilden sie Polymere. Die Polymerketten können auch aus einem Molekül gebildet werden, wenn es in kleinere Einheiten, die Monomere, zerlegt werden. Diese Monomere werden dann mit anderen Monomeren verbunden, um das endgültige Polymerkettenprodukt zu bilden.

Direkte Polymerisation beinhaltet hohe Temperatur und hohen Druck, was zur Bildung langer Molekülketten führt, die das gewünschte Produkt bilden. Die indirekte Polymerisation erfordert die Verwendung von Chemikalien, die als Katalysatoren für die Reaktion in den chemischen Bindungen zwischen Monomeren und anderen Verbindungen verwendet werden.

Das endgültig gebildete Polyethylen wird in Pellets umgewandelt, die dann durch Blasformen, Formpressen, Rotationsformen oder Spritzgießen zu Kunststoffprodukten geformt werden können, basierend auf den Anwendungen wie Lebensmittelverpackungen, Plastiktüten, Plastikbehältern und anderen verschiedenen Kunststoffen.

Verarbeitung von Kunststoff aus Erdgas

Erdgas ist ein fossiler Brennstoff, der aus einer Mischung von Kohlenwasserstoffen mit Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen besteht. Es wird normalerweise unter hohem Druck in tiefen unterirdischen Reservoirs gefunden, wo es seit Millionen von Jahren von Gesteinsschichten eingeschlossen ist. Der Hauptbestandteil von Erdgas ist Methan, das von methanogenen Bakterien gebildet wurde, die in anaeroben Umgebungen wie Sümpfen oder Feuchtgebieten leben. Der Prozess der Herstellung von Kunststoff aus Erdgas ähnelt dem Prozess der Herstellung von synthetischem Kunststoff aus Rohöl.

Entfernung von Verunreinigungen

Der erste Schritt besteht darin, alle Verunreinigungen aus dem Erdgas zu entfernen. Dies kann durch den Einsatz einer Destillationskolonne erfolgen, die die leichteren Bestandteile (Wasserstoff, Methan) von den schwereren (Ethan, Propan) trennt.

Spaltung

Im nächsten Schritt werden diese Gase durch Cracking in flüssige Form gebracht. Üblicherweise wird Dampfcracken verwendet, bei dem Kohlenwasserstoffe mit höherem Molekulargewicht durch Wärmebehandlung bei hoher Temperatur in kleinere Kohlenwasserstoffe zerlegt werden. Das Endprodukt dieses Schrittes heißt Naphtha, ein Gemisch aus Kohlenwasserstoffen, das zur Herstellung von Kunststoffen verwendet werden kann.

Polymerisation

Dann kommt die Polymerisation: das Kombinieren von Monomeren mit anderen Monomeren, um Polymere zu erzeugen. In diesem Fall werden Ethylen und Propylen in einem Autoklaven-Reaktorsystem kombiniert, um durch eine zusätzliche Reaktion Polyethylen (PE) zu erzeugen. PE hat viele Verwendungsmöglichkeiten, einschließlich der Herstellung von Beuteln oder Behältern aus Kunststoffmaterialien, die zum Verpacken von Lebensmitteln verwendet werden, und wird auch als Isoliermaterial für Kühl- oder Gefrierschränke verwendet.

Am Ende des Polymerisationsprozesses sieht das Endprodukt wie ein pulverförmiges Waschmittel aus, das dann zum Formen verwendet wird.

Extrusion

Danach kommt die Extrusion: Zuführen von geschmolzenem Kunststoff durch einen Rohrschnitt, um Kunststoffpellets zu bilden. Diese Kunststoffpellets werden dann in der Kunststoffindustrie verwendet, um verschiedene Kunststoffmaterialien zu formen und herzustellen.

Welches war das erste von Menschenhand hergestellte Plastik?

Der erste von Menschen gefertigte Kunststoff wurde 1856 in Großbritannien von hergestellt Alexander Parkes. Er stellte den ersten Biokunststoff her und nannte ihn Parkensine. Parkensine wurde aus Cellulosenitrat hergestellt. Der erste von Menschen hergestellte Kunststoff war flexibel, hart und transparent.

Im Laufe der Zeit wurden bestimmte Modifikationen an Parkensine vorgenommen, die dazu führten, dass es zu Celluloid wurde. Dazu wurde dem zur Herstellung von Parkensine verwendeten Cellulosenitrat etwas Kampfer zugesetzt. Zelluloid war die übliche Komponente, die zur Herstellung von Billardkugeln verwendet wurde.

Leo Baekeland aus Belgien hat von synthetischen Kunststoffen gesprochen Bakelite, ein Kunststoff, der beständig gegen hohe Hitze, Elektrizität und Chemikalien ist. Ein sehr häufiger Nichtleiter. Bakelit ist im elektronischen Bereich sehr beliebt.

Was wurde vor Plastik verwendet?

Es gab und gibt viele andere Gegenstände, die anstelle von Kunststoff verwendet werden können. Vor der Erfindung des Kunststoffs verwendeten die Menschen Holz, Metall, Glas, Keramik und Leder. Es wurde auch Harz von Bäumen verwendet. Anstelle von Kunststoff wurde auch häufig Gummi verwendet.

Verständnis der Kunststoffindustrie und des Kunststoffrecyclingprozesses

Da unser Verbrauch endlicher Ressourcen zunimmt, müssen wir auch Wege finden, diese Materialien wiederzuverwenden und zu recyceln. Das Kunststoffrecycling ist selbst zu einer wichtigen Industrie geworden und wird weiter wachsen, wenn immer mehr Menschen sich der Vorteile bewusst werden, die das Recycling für ihren Geldbeutel und die Umwelt bietet.

Die Kunststoffindustrie hat seit ihren Anfängen einen langen Weg zurückgelegt, aber es gibt noch viele Dinge, die Sie vielleicht noch nicht über diese wichtige Industrie wissen.

Das Problem mit Plastikmüll

Viele Plastikabfälle werden nicht recycelt, weil vielen Menschen nicht bewusst ist, wie schädlich es für die Umwelt ist.

Wenn Deponien voll sind oder andere Möglichkeiten nicht verfügbar sind, verbrennen die Menschen oft ihren Müll oder werfen ihn in Gewässer – einschließlich synthetischer Kunststoffe. Aber im Gegensatz zu biologisch abbaubarem Kunststoff werden synthetische Kunststoffe nicht in der Erde oder im Wasser abgebaut. Stattdessen zerfallen sie in kleinere Teile, die als Mikroplastik bezeichnet werden und unsere Länder, Ozeane und Seen verschmutzen. Und dies wird zur Hauptursache der Plastikverschmutzung.

Mikroplastik kann dann von Fischen und Schalentieren – oder sogar von Menschen – gefressen werden und wird zu einer der großen Ursachen für Krankheiten. Und selbst wenn Verbrennungsanlagen sie verbrennen, werden giftige Chemikalien in die Luft freigesetzt.

Da der globale Kunststoffmarkt nur wächst, ist es höchste Zeit, nach Recyclingwegen für den auf dieser Erde produzierten Kunststoff zu suchen. Die Kunststoffindustrie ist eine riesige Industrie mit vielen Verwendungen und Anwendungen. Es ist auch eine Industrie, die wegen ihrer Umweltauswirkungen kritisiert wurde. Die Verwendung von Plastik kann negative Folgen haben, wenn es auf Mülldeponien und in Ozeanen landet, wo es Jahrhunderte dauern kann, bis es abgebaut wird. Obwohl es viele Alternativen zu Kunststoff gibt, gibt es keinen perfekten Ersatz für alle Anwendungen, für die wir derzeit auf Kunststoff angewiesen sind.

Es gibt verschiedene Arten von Kunststoffen, die für verschiedene Zwecke verwendet werden. Einige Beispiele sind:

• Polyethylenterephthalat (PET): PET wird in Wasserflaschen, durchsichtigen Kunststoffbehältern und anderen Verpackungsmaterialien verwendet.
• Polypropylen: Polypropylen wird in Joghurtbehältern, Strohhalmen und anderen Produkten wie Blisterpackungen und Verschlüssen auf verschreibungspflichtigen Medikamentenflaschen verwendet.
• Polyvinylchlorid (PVC): Polyvinylchlorid wird unter anderem in Handyhüllen, DVDs, Rohren und Fensterrahmen verwendet.
• Polyethylen hoher Dichte (HDPE): HDPE wird unter anderem in Milchkännchen, Shampooflaschen und Lebensmittelbehältern verwendet.

Jede Art von Kunststoff hat ihre eigenen Vor- und Nachteile in Bezug auf das Recyclingpotenzial, aber alle haben eine gemeinsame Eigenschaft: Sie können nicht in kleinere organische Materialien zerlegt werden, die zersetzt werden können. Dieser Plastikmüll kann also jedem Lebewesen auf der Erde schaden. Um die Auswirkungen von Plastik und die freigesetzten giftigen Chemikalien zu vermeiden, ist es wichtig, nach organischen Alternativen zu suchen.

Alternativen zu Plastik

Aufgrund der dunklen Seite von Plastik dauert es lange, bis es abgebaut wird, und kann die Umwelt belasten, wenn es nicht ordnungsgemäß entsorgt wird.

Papierprodukte

Papier ist eines der ältesten Materialien, die von Menschen verwendet werden, und es ist immer noch sehr beliebt! Es ist ein nachwachsender Rohstoff, der leicht recycelt oder wiederverwendet werden kann. Auch wenn Sie täglich Pappbecher für Ihren Kaffee verwenden, können Sie sich darüber freuen, wie umweltfreundlich sie im Vergleich zu Plastik- oder Styroporbechern sind.

Tuch

Stoff ist eine weitere großartige Alternative zu Plastik. Es ist wiederverwendbar und waschbar, sodass Sie keinen weiteren Abfall verursachen müssen, wenn Sie zu Hause oder bei der Arbeit Optionen wie Stoffhandtücher und Servietten haben.

Glas

Glas ist ein weiteres vielseitiges Material, das für praktisch alle Anwendungen verwendet werden kann, bei denen derzeit Kunststoff verwendet wird. Im Gegensatz zu Plastikwasserflaschen sind Glasflaschen vollständig recycelbar und werden nie verschwinden; Sie werden einfach immer wieder recycelt!

Abgesehen davon können Sie biobasierte Kunststoffe, Substanzen aus pflanzlichen Fetten oder andere Materialien aus nachwachsenden Rohstoffen verwenden, um Ihren Kunststoffverbrauch zu reduzieren.

Fazit

Obwohl wir erkennen, dass die Erfindung von Kunststoff so viele Branchen revolutioniert hat, hat sie auch unseren Planeten geplagt. Es gibt viele Alternativen zu Kunststoff, die in unserem täglichen Leben verwendet werden können, wie biologisch abbaubare Kunststoffe und andere organische Materialien, die das Leben auf der Erde nicht beeinträchtigen.

Um die Bedeutung des Recyclings zu verbreiten und unsere Deponien und Ozeane von Plastik zu befreien, Kunststoffsammler alles tun, um die Bedeutung des Recyclings zu fördern und sie für ihre Bemühungen auch zu entlohnen. Dies ist ein wachsendes Kollektiv motivierter und hart arbeitender Menschen auf der ganzen Welt. Plastiksammler arbeiten an einer plastikfreien Welt, indem sie Menschen dazu motivieren, Plastik zu recyceln und dafür ihre Vergütung bereitstellen. Klicken hier um zu wissen, wie Sie sich der Sache anschließen können.