Kunststoff ist ein Gegenstand, der alle Teile unseres Lebens übernommen und besetzt hat und in jede mögliche Branche eingedrungen ist. Plastik wurde anfangs als eine Erfindung angesehen, die das Leben von uns Menschen wirklich einfacher und bequemer machte. Aber im Laufe der Jahre ist derselbe Kunststoff zum Fluch unserer Existenz geworden. Um das Kunststoffproblem in seiner Gesamtheit zu verstehen, ist es wichtig zu verstehen, wie Kunststoff überhaupt hergestellt wird.
Grundsätzlich gibt es zwei verschiedene Möglichkeiten, Kunststoffe zu synthetisieren – sie können synthetisch sein oder aus nachwachsenden Bioprodukten gewonnen werden. Die synthetischen Kunststoffe werden aus Erdöl, Erdgas oder Kohle hergestellt. Im populärsten Szenario werden Kunststoffe aus Rohölen gewonnen, da dies die kostengünstigsten Möglichkeiten sind, um die Arbeit zu erledigen.
Wir müssen aber auch beachten, dass dies auch die schädlichste Art und Weise ist, wie Kunststoffe gewonnen werden. Basierend darauf, wie die Kunststoffverbindungen miteinander interagieren, 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 einzelne Verbindung erhalten, die Sie benötigen, und das Material, das Sie nicht benötigen, davon trennen können. Dieser Prozess findet in einer Ölraffinerie in großem Maßstab statt. Diese werden auch als Kohlenwasserstoffraffinerien oder Naphtha bezeichnet. Dieser Prozess ist der Schlüssel bei der Herstellung von Kunststoff.
Wie wird Kunststoff hergestellt?
In diesem Abschnitt des Artikels geben wir den schrittweisen Prozess an, der zur Herstellung von Kunststoff auf industrieller Ebene verwendet wird.
Gewinnung der Rohstoffe
Um Kunststoff herzustellen, müssen zunächst die Rohstoffe beschafft werden. Zu diesen Rohstoffen gehören Kohle, Rohöle und Erdgas. Diese zu beschaffen ist nur der erste Schritt.
Raffinieren, um unerwünschte Partikel loszuwerden
Sobald der Rohstoff beschafft wurde, kann er nicht sofort verwendet werden. Es ist mit vielen Verunreinigungen gemischt, die herausgefiltert werden müssen. Dieser Filtrations- und Raffinationsprozess findet in Ölraffinerien statt. Vereinfacht gesagt wird das gewonnene Rohöl in eine Raffinerie gebracht, wo es in verschiedene Erdölprodukte zerlegt wird. Aus diesem Raffinationsprozess können wir Monomere gewinnen, die uns bei der Herstellung von Kunststoffen helfen.
Diese Monomere sind auch die Bausteine von Kunststoffpolymeren. Sie fragen sich vielleicht, wie der Raffinationsprozess abläuft – Das gesamte Rohöl wird in einen Ofen gegeben und erhitzt. Danach wird es zu einer Destillationseinheit geschickt. In dieser Destillationseinheit wird das gesamte Rohöl in kleinere und leichtere Verbindungen, sogenannte Fraktionen, zerlegt. Von allen Fraktionen, die erhalten werden, ist Naphtha diejenige, die für den Prozess der Kunststoffherstellung am wichtigsten ist.
Dies ist wahrscheinlich der schwierigste Teil des Produktionsprozesses. In diesem Teil des Prozesses werden Verbindungen wie Ethylen, Propylen, Butylen usw. in Polymere mit höheren Molekulargewichten umgewandelt. Dies bedeutet auch, dass das, was ursprünglich Monomere waren, in Polymere umgewandelt wird. Deshalb wird dieser Schritt als Polymerisation bezeichnet. Für die Kunststoffherstellung gibt es zwei Arten von Polymerisationen –
1. Additionspolymerisation – Bei dieser Art der Polymerisation verbindet sich ein Monomer mit dem nächsten (einem Dimer) und die Kette setzt sich fort. Grundsätzlich fügen Sie dem ursprünglichen immer mehr Monomere hinzu. Um eine solche Polymerisation zu erleichtern, wird ein Katalysator verwendet. Der am häufigsten verwendete Katalysator ist eine Art Peroxid. Beispiele für Kunststoffe, die eine Additionspolymerisation verwenden, sind Polyethylen, Polystyrol und Polyvinylchlorid.
2. Kondensationspolymerisation – Diese Art der Polymerisation beinhaltet das Verbinden von 2 oder mehr Monomeren, die unterschiedlich sind. Der Prozess der Kondensation geschieht, weil kleinere Moleküle wie Wasser entfernt werden. Dieser Prozess wird auch durch Katalysatoren erleichtert. Beispiele für Kunststoffe aus der Kondensationspolymerisation sind Polyester und Nylon.
Compoundierung und Verarbeitung
Der Compoundierungsprozess beinhaltet das Schmelzen und Mischen verschiedener Materialien zu einem einzigen Material, in diesem Fall Kunststoff. Dann wird die Mischung in Pellets umgewandelt, die je nach Bedarf des Herstellers zu verschiedenen Gegenständen geformt werden können. Diese Pellets können verschiedene Farben, Deckkraft und Formen haben. All dies wird von einer Maschine erledigt.
Welches war der erste von Menschen hergestellte Kunststoff?
Der erste von Menschen hergestellte Kunststoff wurde 1856 in Großbritannien von Alexander Parkes hergestellt. Er stellte den ersten Biokunststoff her und nannte ihn Parkensine. Parkensin wurde aus Cellulosenitrat hergestellt. Der erste von Menschen hergestellte Kunststoff war flexibel, hart und transparent. Im Laufe der Zeit wurden bestimmte Modifikationen an Parkensin vorgenommen, die dazu führten, dass es zu Zelluloid wurde. Dies geschah durch Zugabe von etwas Kampfer zu dem Cellulosenitrat, das zur Herstellung von Parkensin verwendet wurde. Zelluloid war die übliche Komponente zur Herstellung von Billardkugeln.
Apropos Kunststoffe: Leo Baekeland aus Belgien erfand Bakelit, einen Kunststoff, der gegen hohe Hitze, Elektrizität und Chemikalien beständig 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 von Kunststoff verwendeten die Menschen Holz, Metall, Glas, Keramik und Leder. Auch Harz von Bäumen wurde verwendet. Gummi wurde auch häufig anstelle von Kunststoff verwendet.
Fazit
Wir erkennen zwar an, dass die Erfindung des Kunststoffs so viele Branchen revolutioniert hat, aber auch unseren Planeten geplagt hat. Es gibt viele Alternativen zu Kunststoff, die in unserem täglichen Leben verwendet werden können.
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