Le specifiche su come viene prodotta la plastica dipendono da che tipo è e per cosa verrà utilizzata, ma i passaggi di base sono gli stessi. La plastica viene prodotta utilizzando una varietà di processi chimici e di raffinazione che trasformano singole molecole chiamate monomeri in lunghe catene chiamate polimeri. Dopo che ciò accade, i polimeri possono essere modellati o modellati in qualunque sia il prodotto finale.
Materie Prime
I principali tipi di materie prime utilizzate per produrre plastica sono prodotti fossili, come petrolio greggio e gas naturale, sebbene possano essere prodotti anche da altre cose come soia, mais e canapa. Questi contengono composti chiamati idrocarburi che possono essere utilizzati per produrre monomeri, che possono quindi essere lavorati per produrre plastica. Questo viene solitamente fatto mediante cracking, in cui gli idrocarburi vengono riscaldati a temperature estreme o trattati chimicamente per scomporli in monomeri come etilene o stirene.
Polimerizzazione e Policondensazione
Una volta estratti, i monomeri devono essere trattati chimicamente per farli legare tra loro e formare lunghe catene polimeriche. Ciò avviene normalmente tramite polimerizzazione o policondensazione. Nel primo processo, i monomeri vengono miscelati con un’altra sostanza chimica che funge da catalizzatore e li fa combinare tra loro, formando una resina. Nella seconda, i monomeri vengono elaborati in modo tale da combinarsi tra loro e rilasciare un sottoprodotto come l’acqua.
Durante entrambi i processi, vengono solitamente miscelati diversi tipi di monomeri per formare una resina con caratteristiche diverse. Possono anche essere miscelati con altri additivi, come ritardanti di fiamma o plastificanti, che rendono il prodotto finale meno fragile. Le resine risultanti da entrambi i processi possono essere vendute in forma liquida o macinate in pellet o polvere e quindi vendute alle aziende produttrici di plastica.
Termoplastici e Termoindurenti
I polimeri possono quindi essere trasformati in materiali termoplastici o termoindurenti. I termoplastici si sciolgono quando raggiungono una certa temperatura, ma sono duri quando si raffreddano, mentre i termoindurenti diventano più duri man mano che si scaldano, ma possono essere riscaldati e lasciati indurire solo una volta. Se vengono riscaldati di nuovo, bruciano. La differenza tra loro di solito si riduce ai monomeri utilizzati per realizzare la resina e alla struttura che i polimeri formano durante la lavorazione: mentre i termoplastici si formano in catene di sezioni alternate dure e malleabili, i termoindurenti formano legami duri e interconnessi.
Lavorazione Termoplastici
I materiali termoplastici vengono solitamente lavorati mediante varie forme di stampaggio o estrusione. Lo stampaggio avviene riscaldando la resina e iniettandola in uno stampo o soffiando aria in un tubo di resina ammorbidito che viene inserito in uno stampo per fargli prendere una forma. Questi processi vengono utilizzati per realizzare oggetti come giocattoli, contenitori e bottiglie di soda. L’estrusione viene eseguita spingendo la resina attraverso uno stampo per farle assumere una certa forma e viene utilizzata per realizzare oggetti come cannucce, fibre per la tessitura e tubi. I termoplastici possono anche essere calandrati, in cui vengono fusi e poi pressati tra grossi rulli per fare lunghi fogli di plastica, come quelli usati per fare i pavimenti.
Lavorazione Termoindurenti
Anche i termoindurenti possono essere stampati, sebbene gli stampi siano spesso pressurizzati per incoraggiare i polimeri a legarsi più strettamente, il che rende il prodotto finale più durevole. A volte vengono anche trattati con una sostanza chimica prima dello stampaggio per fare in modo che i polimeri si combinino completamente. Il primo processo viene solitamente utilizzato per realizzare oggetti che devono essere resistenti, ma sono realizzati per l’uso da parte dei consumatori, come telefoni e attrezzature sportive, mentre il secondo viene utilizzato per realizzare oggetti più resistenti come parti di macchine o veicoli. Questo tipo di plastica può anche essere rivestito su altri materiali, come carta o tessuto, e quindi riscaldato e pressato insieme per realizzare fusibili, guarnizioni e circuiti elettronici in un processo chiamato laminazione.