Das Wort Kunststoff hat einen griechischen Ursprung und bedeutet "formbar oder formbar". Kunststoff ist ein Material, das aus synthetischen oder halbsynthetischen organischen Materialien hergestellt wird, die zu verschiedenen Formen von Feststoffen geformt werden können. Kunststoffe bestehen aus Elementen wie Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Chlor oder Schwefel. Jedes Molekül eines Stücks Plastik besteht aus Tausenden von Atomen, die miteinander verbunden sind, was ihm eine hohe Molekülmasse verleiht. Kunststoff wird unter anderem aus Naturprodukten wie Erdöl, Zellulose, Erdgas, Kohle und Salz hergestellt. Kunststoffe werden auch Polymere genannt.
Die Polymerisation
Die meisten Kunststoffe werden aus Erdöl hergestellt, wo schweres Rohöl in Fraktionen getrennt wird. Die Fraktionen werden dann mit chemischen Verbindungen gemischt, die aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen, die Kohlenwasserstoffketten genannt werden. Die Kohlenwasserstoffketten unterscheiden sich in Molekülgröße und Struktur. Naphtha, eine der Fraktionen, ist für die Herstellung von Kunststoff unerlässlich. Die Rohmaterialmoleküle werden dann katalysiert, um unter anderem Monomere wie Ethen (C2H4), Propen (C3H6) und Butan (C4H8) zu bilden. Diese Monomere haben doppelte chemische Bindungen zwischen Kohlenstoffatomen, die schließlich Reaktionen eingehen, um Ketten zu bilden, die Polymere genannt werden. Rohmaterialien, wie Xylole und Polystyrol, werden isoliert und umgesetzt, um Monomere für die Herstellung von Nylons und Polyestern zu bilden. Damit der Destillationsprozess erfolgreich ist, müssen 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 verbunden werden. Die Katalysatoren initiieren die chemischen Reaktionen nicht, beschleunigen sie aber. Polymerisationsreaktionen werden unter anderen Verbindungen für Polystyrol und Polyvinylchlorid verwendet. Diese Reaktionen erzeugen keine Nebenprodukte, und sie können in der gasförmigen Phase, die in Flüssigkeiten ausgebreitet ist, durchgeführt werden.
Kondensationsreaktionen
Die Kondensationspolymerisation verwendet einen Katalysator, der bewirkt, dass ein Monomer mit dem benachbarten Monomer reagiert, das ein Dimer (zwei Zellen) und ein Nebenprodukt bildet. Die Dimere können sich auch zu Tetrameren (vier Zellen) vereinigen. Dieser Prozess geht weiter und weiter. Die Nebenprodukte werden durch die Reaktion entfernt, um bedeutungsvolle Produkte zu erhalten, die Wasser enthalten, das entsorgt wird, sowie andere Nebenprodukte, die recycelt und in demselben Verfahren verwendet werden können. Die Wiederverwertung der Nebenprodukte in diesem Stadium ist notwendig, um ihre Exposition gegenüber Menschen und der Umwelt zu reduzieren, da sie schädliche chemische Verbindungen enthalten. Die Kondensationsreaktion findet in einer Masse des geschmolzenen Polymers statt.
Endprodukte
Kondensationspolymerisation ergibt Nylons und Polyester. Unterschiedliche Monomerkombinationen erzeugen unterschiedliche Kunststoffe. Ein Homopolymer (wie Kunststoff-Milchkrüge) wird hergestellt, wenn alle Monomere ähnlich sind, während ein Copolymer (wie Waschmittelflaschen) hergestellt wird, wenn verschiedene Monomere verwendet werden. Unterschiedliche Monomere, die miteinander kombiniert sind, ergeben Copolymere mit unterschiedlichen Eigenschaften, die von dem Produkt abhängen. Der Hersteller kann einige Kunststoffe starre oder flexible, bei niedriger Temperatur schmelzende Klebstoffe oder hochtemperaturbeständige Fahrzeugteile herstellen. Das Verfahren macht Kunststoffe für eine breite Palette von Funktionen.
