Die Einzelheiten der Herstellung von Kunststoff hängen davon ab, um welche Art es sich handelt und wofür es verwendet wird, aber die grundlegenden Schritte sind die gleichen. Kunststoff wird unter Verwendung einer Vielzahl von chemischen und Raffinationsprozessen hergestellt, die einzelne Moleküle, die als Monomere bezeichnet werden, in lange Ketten, sogenannte Polymere, umwandeln. Danach können die Polymere zu einem beliebigen Endprodukt geformt oder geformt werden.
Rohmaterial
Die wichtigsten Rohstoffe für die Herstellung von Kunststoff sind fossile Produkte wie Erdöl und Erdgas, es kann aber auch aus anderen Dingen wie Soja, Mais und Hanf hergestellt werden. Diese enthalten Verbindungen, sogenannte Kohlenwasserstoffe, aus denen Monomere hergestellt werden können, die dann zu Kunststoff verarbeitet werden können. Dies geschieht in der Regel durch Cracken, bei dem die Kohlenwasserstoffe entweder auf extreme Temperaturen erhitzt oder chemisch behandelt werden, um sie in Monomere wie Ethylen oder Styrol zu zerlegen.
Polymerisation und Polykondensation
Nachdem die Monomere extrahiert wurden, müssen sie chemisch behandelt werden, damit sie sich verbinden und lange Polymerketten bilden. Dies geschieht normalerweise entweder durch Polymerisation oder Polykondensation. Im ersten Prozess werden die Monomere mit einer anderen Chemikalie vermischt, die als Katalysator wirkt und sie zu einem Harz verbinden lässt. Im zweiten werden die Monomere so verarbeitet, dass sie sich miteinander verbinden und ein Nebenprodukt wie Wasser freisetzen.
Bei beiden Verfahren werden normalerweise verschiedene Arten von Monomeren miteinander vermischt, um ein Harz mit unterschiedlichen Eigenschaften zu bilden. Sie können auch mit anderen Additiven wie Flammschutzmitteln oder Weichmachern vermischt werden, die das Endprodukt weniger spröde machen. Die aus beiden Verfahren resultierenden Harze können in flüssiger Form verkauft oder zu Pellets oder Pulver zermahlen und dann an Kunststoffhersteller verkauft werden.
Thermoplaste und Duroplaste
Die Polymere können dann entweder zu Thermoplasten oder Duroplasten verarbeitet werden. Thermoplaste schmelzen, wenn sie eine bestimmte Temperatur erreichen, werden aber beim Abkühlen hart, während Duroplaste mit zunehmender Erwärmung härter werden, aber nur einmal erhitzt und aushärten können. Wenn sie wieder erhitzt werden, verbrennen sie. Der Unterschied liegt in der Regel in den Monomeren, aus denen das Harz hergestellt wird, und in der Struktur, die die Polymere bei der Verarbeitung bilden: Während Thermoplaste zu Ketten alternierender harter und formbarer Abschnitte formen, bilden Duroplaste harte, ineinandergreifende Verbindungen.
Verarbeitung von Thermoplasten
Thermoplaste werden üblicherweise durch verschiedene Formen des Formens oder Extrudierens verarbeitet. Das Formen erfolgt durch Erhitzen von Harz und Einspritzen in eine Form oder Einblasen von Luft in ein erweichtes Harzrohr, das in eine Form eingeführt wird, um eine Form anzunehmen. Diese Prozesse werden verwendet, um Dinge wie Spielzeug, Behälter und Getränkeflaschen herzustellen. Die Extrusion erfolgt, indem das Harz durch eine Form gedrückt wird, um eine bestimmte Form zu erhalten, und wird verwendet, um Dinge wie Strohhalme, Fasern zum Weben und Rohre herzustellen. Thermoplaste können auch kalandriert werden, indem sie geschmolzen und dann zwischen großen Walzen zu langen Kunststoffplatten gepresst werden, wie sie für die Herstellung von Bodenbelägen verwendet werden.
Verarbeitung von Duroplasten
Duroplaste können ebenfalls geformt werden, obwohl die Formen oft unter Druck gesetzt werden, um eine engere Verbindung der Polymere zu fördern, was das Endprodukt haltbarer macht. Sie werden vor dem Formen manchmal auch mit einer Chemikalie behandelt, damit sich die Polymere gründlich verbinden. Der erste Prozess wird normalerweise verwendet, um Dinge herzustellen, die robust sein müssen, aber für den Verbrauchergebrauch bestimmt sind, wie Telefone und Sportgeräte, während der zweite Prozess verwendet wird, um stärkere Dinge wie Maschinen- oder Fahrzeugteile herzustellen. Diese Art von Kunststoff kann auch auf andere Materialien wie Papier oder Stoff aufgetragen und dann erhitzt und zusammengepresst werden, um Sicherungen, Dichtungen und elektronische Leiterplatten in einem als Laminieren bezeichneten Prozess herzustellen.