Wprowadzenie

Materiałami wykorzystywanymi do produkcji tworzyw sztucznych są jak najbardziej „prawdziwe” organicznie produkty takie jak np. celuloza, węgiel, gaz ziemny, sól i przede wszystkim ropa naftowa.

Ropa naftowa jest złożoną mieszaniną wielu pierwiastków. Są to głównie niemetale, ale znaleźć tam można także związki chemiczne i niewielkie ilości metali. Aby można była ją wykorzystać do produkcji, musi zostać poddana Rektyfikacji (destylacja). Człowiekiem, który jako pierwszy dokonał destylacji ropy naftowej był polski badacz Ignacy Łukasiewicz w 1852 r .Celem rafinacji jest oczyszczenie surowych produktów. Podczas rafinacji, usuwa się przede wszystkim związki siarki, składniki kwaśne i zasadowe, żywice, asfalteny, a w poszczególnych przypadkach także określone rodzaje węglowodorów, np. parafinę stałą. I tak zaczyna się produkcja tworzyw sztucznych

W procesie destylacji wydziela się mieszaniny składników o zbliżonej temperaturze wrzenia zwane frakcjami. Każda frakcja jest mieszaniną węglowodorów (związków zbudowanych z atomów węgla i wodoru), różniących się wielkością i strukturą cząsteczek. Jedna z tych frakcji – nafta – jest dalej wykorzystywana do produkcji tworzyw sztucznych.

Tworzywa sztuczne to inaczej polimery, które wytwarza się w procesach polimeryzacji (poliaddycji lub polikondensacji), w obecności odpowiednich katalizatorów. W reaktorze polimeryzacyjnym mniejsze cząsteczki (monomery), jak np. etylen lub propylen, łączą się ze sobą tworząc długie łańcuchy polimerowe. Polimery różnią się właściwościami, strukturą i wielkością cząsteczki (tj. długością łańcucha), w zależności od rodzaju monomerów, które zostały wykorzystane w procesie polimeryzacji.

Wszystkie rodzaje tworzyw sztucznych, a jest ich bardzo wiele, można podzielić na trzy grupy:

Termoplastyczne – pod wpływem ciepła miękną, a po ochłodzeniu ponownie twardnieją

formowanie wtryskowe
formowanie ciśnieniowe
formowanie próżniowe
odlewanie rotacyjne
odlewanie w formach miękkich

w ograniczonym zakresie: spienianie, zgrzewanie, spawanie, wytłaczanie

Przykłady tworzyw termoplastycznych:
Akrylonitryl-butadien-styren – ABS
Poliwęglan – PC
Polietylen – PE
Poli(tereftalan) etylenu – PET
Poli(chlorek winylu) – PVC
Poli(metakrylan metylu) – PMMA
Polipropylen – PP
Polistyren – PS
Polistyren spieniony (ekspandowany) – EPS

Termoutwardzalne (duroplasty) – po uformowaniu pozostają twarde – nie miękną pod wpływem ogrzewania.

prasowanie
formowanie wtryskowe

Przykłady tworzyw termoutwardzalnych:

Epoksyd – EP
Fenoplast – PF
Poliuretan – PUR
Politetrafluoroetylen – PTFE
Żywice poliestrowe – UP

Chemoutwardzalne – które pod wpływem określonych czynników chemicznych „usieciowują” się przestrzennie, przy czym stają się nietopliwe i nierozpuszczalne.

laminowanie
wytłaczanie

Przykłady tworzyw Chemoutwardzalnych:

Poliestry
Żywice poliestrowe
Żywice epoksydowe

Podział tworzyw sztucznych ze względu na przeznaczenie:

konstrukcyjne do wytwarzania określonych wyrobów,
elastoplastyczne, czyli folie,
adhezyjne, czyli kleje,
powłokowe (farby, kleje),
włóknotwórcze,
porowate (pianki, gąbki)
specjalne (wymieniacze jonowe)