برای اینکه بفهمیم یک ماده پلاستیکی چگونه تولید میشود، میتوانیم پلیاتیلن را مثال بزنیم که با علامت اختصاری PE نشان داده میشود و یکی از رایجترین گرمانرمهاست. این فرایند میتواند از گاز طبیعی شروع شود و چند مرحله دارد.
پالایش
در کارخانههای پتروشیمی، گاز طبیعی با تغییر دما فرآوری میشود. به این ترتیب میتوان مواد مختلفی را که در آن هست از هم جدا کرد. یکی از آنها اتان است که میتوان از آن برای تولید پلیاتیلن استفاده کرد.
کراکینگ
سپس اتان در فرایندی به نام کراکینگ با بخار (steam cracking) قرار میگیرد، یعنی شکستن مولکولها با دمای بالا و بخار آب. از این فرایند مولکولهای سادهتری از اتیلن به دست میآید که مونومر نامیده میشوند. پس از کراکینگ، ماده بهسرعت سرد میشود. به این ترتیب مولکولهای اتیلن شروع به اتصال به یکدیگر میکنند و زنجیرههای کوچکی میسازند که بیشتر از کربن و هیدروژن تشکیل شدهاند.
پلیمریزاسیون
سپس مونومرهای اتیلن در دمای بیش از ۳۰۰ درجهٔ سانتیگراد و فشارهای بسیار بالا قرار میگیرند. در این شرایط پیوندهای آنها تغییر میکند و مولکولهای بسیار زیادی میتوانند به هم بپیوندند. به این ترتیب مولکولهای بسیار بلندی به نام پلیمر تشکیل میشوند. ویژگیهای مواد پلاستیکی دقیقاً به ساختار همین زنجیرههای مولکولی بلند بستگی دارد.
Italiano
Per capire come viene prodotta una materia plastica possiamo prendere come esempio il polietilene, indicato con la sigla PE, una delle termoplastiche più diffuse. Il processo può partire dal gas naturale e comprende diverse fasi.
Raffinazione
Negli impianti petrolchimici il gas naturale viene trattato attraverso variazioni di temperatura. In questo modo è possibile separare le diverse sostanze che contiene. Tra queste c'è l'etano, che può essere utilizzato per la produzione del polietilene.
Cracking
L'etano viene poi sottoposto a un processo chiamato steam cracking, cioè una rottura delle molecole attraverso temperature elevate e vapore. Da questo trattamento si ottengono molecole più semplici di etilene, chiamate monomeri. Dopo il cracking il materiale viene rapidamente raffreddato. Le molecole di etilene iniziano così a collegarsi tra loro formando piccole catene costituite principalmente da carbonio e idrogeno.
Polimerizzazione
I monomeri di etilene vengono successivamente sottoposti a temperature superiori a 300 °C e a pressioni molto elevate. In queste condizioni i loro legami si modificano e moltissime molecole possono unirsi tra loro. Si formano così molecole molto lunghe chiamate polimeri. Le caratteristiche delle materie plastiche dipendono proprio dalla struttura di queste lunghe catene molecolari.
آمیزهسازی (کامپاندینگ)
در پایان پلیمریزاسیون، ماده به شکل رزین مصنوعی است که در ابتدا نرم و خمیری است. به رزین مواد گوناگونی مانند رنگدانهها، سختکنندهها و نرمکنندهها افزوده میشود که امکان تغییر رنگ و ویژگیهای ماده را فراهم میکنند. سپس مخلوط به رشتههای بلند پلاستیکی تبدیل میشود. پس از سرد شدن، این رشتهها به قطعههای کوچک بریده میشوند و به این ترتیب گرانولها به دست میآیند که آمادهٔ فرآوری در صنایع هستند.
Italiano
Compounding
Al termine della polimerizzazione il materiale si presenta sotto forma di resina sintetica, inizialmente morbida e pastosa. Alla resina vengono aggiunte diverse sostanze, come coloranti, indurenti e plastificanti, che permettono di modificare il colore e le proprietà del materiale. La miscela viene poi trasformata in lunghi fili di plastica. Dopo il raffreddamento, questi fili vengono tagliati in piccoli pezzi e si ottengono così i granuli, pronti per essere lavorati dalle industrie.