Wie wird Kunststoff hergestellt?

Das Wort Kunststoff hat einen griechischen Ursprung und bedeutet „formbar oder formbar“. Kunststoff ist jedes Material aus synthetischen oder halbsynthetischen organischen Materialien, das in verschiedene Formen von Feststoffen geformt werden kann. Kunststoffe bestehen aus Elementen wie Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Chlor oder Schwefel. Jedes Molekül eines Kunststoffstücks besteht aus Tausenden von Atomen, die miteinander verbunden sind, was ihm eine hohe Molekülmasse verleiht. Kunststoff wird unter anderem aus Naturprodukten wie Rohöl, Zellulose, Erdgas, Kohle und Salz hergestellt. Kunststoffe werden auch Polymere genannt.

Polymerisation

Die meisten Kunststoffe werden aus Öl hergestellt, wobei schweres Rohöl in Fraktionen getrennt wird. Die Fraktionen werden dann mit chemischen Verbindungen gemischt, die aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen und als Kohlenwasserstoffketten bezeichnet werden. Die Kohlenwasserstoffketten unterscheiden sich in Molekülgröße und Struktur. Naphtha, eine der Fraktionen, ist für die Herstellung von Kunststoff von entscheidender Bedeutung. Die Rohstoffmoleküle werden dann katalysiert, um unter anderem Monomere wie Ethen (C 2 H 4), Propen (C 3 H 6) und Butan (C 4 H 8) zu bilden. Diese Monomere haben doppelte chemische Bindungen zwischen Kohlenstoffatomen, die schließlich Reaktionen eingehen, um Ketten zu bilden, die als Polymere bezeichnet werden. Rohstoffe wie Xylole und Polystyrol werden isoliert und zu Monomeren zur Herstellung von Nylons und Polyestern umgesetzt. Damit der Destillationsprozess erfolgreich ist, müssen die Monomere rein sein. Die Polymerisation hat zwei Mechanismen: Additionsreaktionen und Kondensationsreaktionen.

Additionsreaktionen

Peroxid, ein Katalysator, wird verwendet, um zu bewirken, dass Monomere in einer Reihe nebeneinander binden. Die Katalysatoren lösen die chemischen Reaktionen nicht aus, beschleunigen sie jedoch. Polymerisationsreaktionen werden unter anderem für Polystyrol und Polyvinylchlorid verwendet. Diese Reaktionen erzeugen keine Nebenprodukte und können in der in Flüssigkeiten verteilten Gasphase durchgeführt werden.

Kondensationsreaktionen

Die Kondensationspolymerisation verwendet einen Katalysator, der bewirkt, dass ein Monomer mit dem benachbarten Monomer reagiert, wodurch ein Dimer (zwei Zellen) und ein Nebenprodukt gebildet werden. Die Dimere können sich auch zu Tetrameren (vier Zellen) verbinden. Dieser Prozess geht weiter und weiter. Die Nebenprodukte werden durch die Reaktion entfernt, um aussagekräftige Produkte zu erhalten, zu denen Wasser gehört, das entsorgt wird, sowie andere Nebenprodukte, die recycelt und im selben Prozess verwendet werden können. Das Recycling der Nebenprodukte in dieser Phase ist erforderlich, um die Exposition gegenüber Mensch und Umwelt zu verringern, da sie schädliche chemische Verbindungen enthalten. Die Kondensationsreaktion findet in einer Masse des geschmolzenen Polymers statt.

Endprodukte

Kondensationspolymerisation ergibt Nylons und Polyester. Unterschiedliche Monomerkombinationen ergeben unterschiedliche Kunststoffe. Ein Homopolymer (wie Plastikmilchkännchen) wird hergestellt, wenn alle Monomere ähnlich sind, während ein Copolymer (wie Waschmittelflaschen) hergestellt wird, wenn verschiedene Monomere verwendet werden. Verschiedene Monomere zusammen ergeben je nach Produkt Copolymere mit unterschiedlichen Eigenschaften. Der Hersteller kann einige Kunststoffe als starre oder flexible, bei niedrigen Temperaturen schmelzende Klebstoffe oder hochtemperaturbeständige Fahrzeugteile herstellen. Das Verfahren macht Kunststoffe für ein breites Funktionsspektrum.

Kunststoffe und Umwelt

Die Herstellung von Kunststoffen aus Rohöl ist ein relativ einfaches und billiges Verfahren, das erklärt, warum Kunststoffe unter den Nebenprodukten des Öls die billigsten sind. Die Verwendung von Kunststoffen war in vielen Ländern ein großes Problem, da die Zersetzung sehr lange dauert. Wenn Kunststoffe nicht ordnungsgemäß entsorgt werden, werden sie zu einer Bedrohung. Einige Länder haben die Herstellung und Verwendung von Kunststoffen verboten, während andere das Gleiche tun.

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