¿Qué daño se ha hecho al entorno ecológico actual?

1. Clasificación, composición, características y proceso de fabricación de los plásticos

El plástico es un material polimérico sintético con una amplia gama de usos en nuestra vida diaria. Desde los artículos de tocador que utilizamos al levantarnos, la vajilla que utilizamos para desayunar, hasta el material de papelería que utilizamos cuando trabajamos y estudiamos, los cojines y colchones que utilizamos para descansar, pasando por las carcasas de televisores, lavadoras, ordenadores y lo que nos trae la noche Lámparas brillantes de diversas formas... Con sus excelentes prestaciones, el plástico ha ido sustituyendo paulatinamente muchos materiales y utensilios que se han utilizado durante décadas o siglos, convirtiéndose en un asistente indispensable en la vida de las personas. El plástico combina la dureza del metal, la ligereza de la madera, la transparencia del vidrio, la resistencia a la corrosión de la cerámica y la elasticidad y dureza del caucho. Por lo tanto, además de las necesidades diarias, los plásticos se utilizan más ampliamente en equipos médicos y aeroespaciales. petróleo Industria química, fabricación de maquinaria, defensa nacional, construcción y otras industrias.

1. Clasificación de los plásticos

Existen muchos tipos de plásticos. Hasta el momento, se producen alrededor de 300 tipos de plástico en el mundo. Existen muchos métodos de clasificación de los plásticos y hay dos de uso común:

1 Según las diferentes propiedades de los plásticos después del calentamiento, se dividen en plásticos termoplásticos y plásticos termoendurecibles. p>La estructura molecular de los plásticos termoplásticos es de tipo lineal, se ablanda o se funde cuando se calienta, se puede moldear en una determinada forma y se endurece nuevamente después de enfriarse. Se ablanda nuevamente después de calentarlo hasta cierto punto y se endurece nuevamente después de enfriar. Este proceso se puede repetir muchas veces. Como cloruro de polivinilo, polietileno, poliestireno, etc. El proceso de moldeo de termoplásticos es relativamente simple, se puede producir de forma continua y tiene una resistencia mecánica muy alta, por lo que se está desarrollando rápidamente.

La estructura molecular de los plásticos termoendurecibles es una estructura corporal. También se ablanda cuando se calienta y se puede moldear en una determinada forma, sin embargo, cuando se calienta hasta cierto punto o se agrega una pequeña cantidad de agente de curado. se endurece, fragua y se calienta nuevamente. No se ablanda ni cambia de forma. Una vez procesados ​​y formados, los plásticos termoestables ya no se ablandan cuando se calientan, por lo que no pueden reciclarse ni reutilizarse. Dichos plásticos incluyen plásticos fenólicos, aminoplásticos y resinas epoxi. El proceso de moldeo de plásticos termoestables es relativamente complejo, por lo que la producción continua tiene ciertas dificultades, pero tiene buena resistencia al calor, no es fácil de deformar y es relativamente barato.

2. Según los diferentes usos de los plásticos, se dividen en plásticos de uso general y plásticos de ingeniería.

Los plásticos de uso general se refieren a plásticos con gran producción, bajo precio y amplia gama. rango de aplicación, que incluye principalmente poliolefina, polietileno Cinco variedades principales: cloruro de vinilo, poliestireno, plásticos fenólicos y aminoplásticos. Muchos productos utilizados en la vida diaria de las personas están fabricados con estos plásticos comunes.

Los plásticos de ingeniería son plásticos que pueden utilizarse como materiales estructurales de ingeniería y como sustitutos de piezas de máquinas de fabricación de metal. Por ejemplo, poliamida, policarbonato, polioximetileno, resina ABS, politetrafluoroetileno, poliéster, polisulfona, poliimida, etc. Los plásticos de ingeniería tienen las características de baja densidad, alta estabilidad química, buenas propiedades mecánicas, excelente aislamiento eléctrico y fácil procesamiento y moldeado. También se utilizan ampliamente en automóviles, electrodomésticos, productos químicos, maquinaria, instrumentos, medidores y otras industrias. como en el sector aeroespacial, cohetes, misiles, etc.

2. Composición del plástico

El plástico que utilizamos habitualmente no es una sustancia pura, está formado por muchos materiales. Entre ellos, los polímeros de alto peso molecular (o resinas sintéticas) son los componentes principales de los plásticos. Además, para mejorar el rendimiento de los plásticos, se añaden a los polímeros diversos materiales auxiliares, como cargas, plastificantes, lubricantes, estabilizadores y colorantes. , etc., pueden convertirse en plásticos con buenas prestaciones.

1. Resina sintética

La resina sintética es el componente principal de los plásticos, y su contenido en los plásticos es generalmente del 40% al 100%. Debido al gran contenido y las propiedades de la resina a menudo determinan las propiedades del plástico, la gente suele considerar la resina como sinónimo de plástico. Por ejemplo, se confunden la resina de cloruro de polivinilo y el plástico de cloruro de polivinilo, la resina fenólica y el plástico fenólico. De hecho, resina y plástico son dos conceptos diferentes. La resina es un polímero en bruto que se utiliza no sólo para fabricar plásticos, sino también como materia prima para revestimientos, adhesivos y fibras sintéticas.

Salvo una parte muy pequeña de los plásticos que contienen 100% resina, la mayoría de los plásticos necesitan añadir otras sustancias además del componente principal resina.

2. Relleno

El relleno también se denomina relleno, y puede mejorar la resistencia y la resistencia al calor de los plásticos y reducir costes. Por ejemplo, agregar polvo de madera a la resina fenólica puede reducir en gran medida el costo, lo que convierte al plástico fenólico en uno de los plásticos más baratos y también puede mejorar significativamente la resistencia mecánica. Las cargas se pueden dividir en cargas orgánicas y cargas inorgánicas, las primeras como polvo de madera, trapos, papel y diversas fibras textiles, etc., y las segundas como fibra de vidrio, tierra de diatomeas, amianto, negro de humo, etc.

3. Plastificantes

Los plastificantes pueden aumentar la plasticidad y suavidad de los plásticos, reducir la fragilidad y hacer que los plásticos sean más fáciles de procesar y moldear. Los plastificantes son generalmente compuestos orgánicos de alto punto de ebullición que son miscibles con resina, no son tóxicos, son inodoros y estables a la luz y al calor. Los plastificantes más comúnmente utilizados son los ftalatos. Por ejemplo, cuando se produce plástico de cloruro de polivinilo, si se agrega más plastificante, se puede obtener plástico de cloruro de polivinilo blando. Si se agrega menos o nada de plastificante (cantidad: 10%), se puede obtener plástico de cloruro de polivinilo rígido.

4. Estabilizador

Para evitar que la resina sintética se descomponga y dañe por la luz y el calor durante el procesamiento y el uso, y para extender su vida útil, se deben agregar estabilizadores a los plásticos. . Los más utilizados incluyen estearato, resina epoxi, etc.

5. Colorantes

Los colorantes pueden hacer que los plásticos tengan varios colores brillantes y hermosos. Como colorantes se utilizan habitualmente tintes orgánicos y pigmentos inorgánicos.

6. Lubricante

La función del lubricante es evitar que el plástico se pegue al molde de metal durante el moldeo y, al mismo tiempo, puede suavizar la superficie del plástico. y hermosa. Los lubricantes de uso común incluyen el ácido esteárico y sus sales de calcio y magnesio.

Además de los aditivos mencionados anteriormente, también se pueden añadir a los plásticos retardantes de llama, agentes espumantes, agentes antiestáticos, etc., para cumplir con diferentes requisitos de uso.

3. Características de los plásticos

1. Los plásticos tienen plasticidad

Como su nombre indica, los plásticos son materiales que se pueden moldear. La llamada plasticidad del plástico significa que el plástico sólido se puede ablandar calentándolo, y luego el plástico ablandado se puede colocar en un molde y dejar que se enfríe y solidifique nuevamente en una forma sólida de cierta forma. Esta propiedad del plástico también tiene ciertos inconvenientes, es decir, es fácil de ablandar y deformar cuando se expone al calor. Algunos plásticos incluso se deforman cuando se escaldan con agua a alta temperatura. Por lo tanto, los productos de plástico generalmente no son adecuados para el contacto con agua hirviendo. .

2. Los plásticos son elásticos

Algunos plásticos, como las fibras sintéticas, tienen cierto grado de elasticidad. Cuando se estira por una fuerza externa, las moléculas curvadas se enderezan debido a la flexibilidad, pero una vez que se elimina la fuerza de tracción, volverá a su estado rizado original, lo que hace que el plástico sea elástico, como los productos de película de polietileno y cloruro de polivinilo. . Pero algunos plásticos son inelásticos.

3. El plástico tiene una alta resistencia

Aunque el plástico no es tan duro como el metal, todavía tiene una resistencia y resistencia al desgaste relativamente altas en comparación con el vidrio, la cerámica, la madera, etc. Los plásticos forman engranajes y cojinetes resistentes en las máquinas.

4. El plástico es resistente a la corrosión

El plástico no se oxida con el aire húmedo como el metal, ni se pudre ni se daña en un ambiente húmedo como la erosión microbiana, y los plásticos sí lo hacen. Resistente a la corrosión ácida y alcalina. Por lo tanto, los plásticos se utilizan a menudo como tuberías de agua y fluidos en plantas químicas, puertas y ventanas en edificios, etc.

5. Los plásticos son aislantes

Las cadenas moleculares de los plásticos son átomos unidos entre sí por enlaces de valencia ***. Las moléculas no pueden ionizarse ni transferir electrones en la estructura, por lo que el plástico. es aislante. Los plásticos se pueden utilizar para fabricar fundas de cables, enchufes eléctricos, carcasas eléctricas, etc.

6..Proceso de fabricación del plástico

El primer paso en la mayoría de la fabricación de plástico es la producción de resina sintética (obtenida de la polimerización de monómeros), y luego, según sea necesario, la resina. (A veces se añade una cierta cantidad de aditivos) y luego se procesan para obtener productos plásticos. Existen algunas variedades (como el plexiglás) en las que la síntesis de resina y el moldeado del plástico se realizan al mismo tiempo.

2. Razones del endurecimiento del suelo causado por la contaminación blanca

Con el desarrollo de la economía, el avance de la ciencia y la tecnología y la mejora continua del nivel de vida material y cultural de las personas, El uso de productos plásticos aumenta día a día. El uso generalizado de productos plásticos aporta muchas comodidades a las personas, pero también genera muchos problemas sociales. La gente lo llama vívidamente "contaminación blanca".

La tasa de degradación natural de la basura blanca es demasiado lenta y no se puede descomponer después de permanecer retenida en el suelo durante mucho tiempo, lo que empeora la permeabilidad al aire del suelo, dificulta la penetración del agua. reduce el crecimiento de microorganismos, afecta la transferencia de calor y provoca la alcalinización del suelo, una serie de cambios en las propiedades físicas y químicas destruyen los coloides del suelo y provocan su compactación. Dado que las películas plásticas no son fácilmente respirables y no se descomponen fácilmente, su excavación en el suelo afectará la permeabilidad al aire del suelo y, por lo tanto, afectará el crecimiento de los sistemas de raíces de los cultivos.

3. La contribución del plástico al desarrollo humano

El plástico es uno de los principales inventos de la humanidad en el siglo XX y alguna vez jugó un papel importante en la fabricación de carcasas de productos electrónicos. . En los últimos años, los plásticos han ido entrando poco a poco en el interior de los productos electrónicos y han comenzado a convertirse en una materia prima importante para la fabricación de algunos productos de componentes electrónicos. El compuesto de moldeo epoxi es uno de los materiales estructurales más difíciles para los circuitos integrados. El uso de métodos de embalaje de plástico para producir circuitos integrados a gran escala, circuitos integrados a muy gran escala y circuitos integrados a gran escala se ha utilizado ampliamente en el hogar. y en el extranjero y se ha convertido en algo habitual. Aunque la industria de compuestos de moldeo de epoxi de mi país comenzó tarde y solo comenzó la producción en masa en 1992, la escala de producción anual actual de compuestos de moldeo de epoxi de mi país ha alcanzado alrededor de 10,000 toneladas, y más del 95% de los productos de circuitos integrados están empaquetados en forma de plástico. En comparación con los envases de metal o de cerámica, los envases de plástico siguen siendo el tipo de envase más importante en la actualidad. Actualmente, la producción de productos de embalaje de plástico representa más del 90% de la producción total de embalajes del mundo. Para satisfacer las necesidades del rápido desarrollo del diseño de circuitos integrados de semiconductores y la tecnología de procesos, también se están introduciendo constantemente tipos de moldes de plástico. Mi país es un gran consumidor de circuitos integrados (representa el 15 por ciento del mercado internacional), pero es un pequeño productor de circuitos integrados (representa el 0,8 por ciento de la producción mundial). Alrededor del 80 por ciento de los circuitos integrados de mi país dependen de las importaciones. . Desde 1997, la demanda de compuestos epoxi para moldeo en mi país ha ido creciendo de forma continua y rápida, y la oferta de productos supera la demanda. Especialmente recientemente, el Consejo de Estado ha emitido varias políticas para fomentar el desarrollo de las industrias de software y circuitos integrados, lo que ha promovido en gran medida el desarrollo de la industria de envases de plástico.

Según los datos, la demanda total actual del mercado de materiales de embalaje de plástico es de aproximadamente 7.000 a 8.000 toneladas. Se estima que la demanda total del mercado en 2005 será de aproximadamente 15.000 a 20.000 toneladas, de las cuales la demanda anual de materiales de sellado de plástico epoxi para circuitos integrados de escala ultragrande y ultragrande. Se espera que sea de unas 4.000 toneladas. El plástico se convirtió en protagonista de la nueva generación de chips electrónicos tras el auge de los plásticos conductores en el año 2000. Durante muchos años, el cristal de silicio ha sido el actor dominante en el campo de los materiales electrónicos. Sin embargo, de hecho, el proceso de fabricación de chips utilizando cristal de silicio es muy complicado y el costo de fabricación también es muy elevado, por lo que el precio de venta del semiconductor. chips se ha mantenido alto durante muchos años. Por ello, los científicos están haciendo todo lo posible para encontrar alternativas a los cristales de silicio para fabricar chips electrónicos, y la aparición de los chips de plástico ha conmocionado a la industria electrónica. Como todos sabemos, el plástico no es un conductor sino un aislante. Pero los científicos han descubierto que los polímeros orgánicos especialmente tratados también pueden transmitir corriente eléctrica, lo que ha llevado al desarrollo de nuevos semiconductores plásticos. En comparación con los chips de silicio, los chips de plástico son muy baratos, sólo entre el 1% y el 10% del precio de los chips de silicio, y son extremadamente competitivos en el mercado. Se prevé que para 2004, las ventas promedio de la industria mundial de chips de plástico alcanzarán los 10 mil millones de dólares estadounidenses, y los chips de plástico se convertirán en una nueva generación de chips con un gran potencial de desarrollo en el futuro. En la actualidad, muchos gigantes de la industria de TI han anunciado el establecimiento de instituciones de investigación especializadas en chips de plástico, han desarrollado muestras de chips de plástico que integran cientos de componentes electrónicos y han explorado chips de plástico menos integrados que pueden producirse en masa. Lo que es aún más preocupante es que los robots controlados por microcomputadoras equipadas con chips de plástico son más flexibles y fáciles de maniobrar que los robots que utilizan chips de silicio. Los expertos predicen que con la aparición de chips de plástico cada vez más integrados, los chips de plástico estarán a la par de los chips de silicio en un futuro próximo. La moderna industria de las comunicaciones electrónicas, que pertenece al campo de la alta tecnología, también es indispensable para los plásticos ligeros, transparentes, resistentes y aislantes.

Sin embargo, debido a los limitados recursos petroleros en el mundo, el reciclaje y la reutilización de plásticos es de gran importancia desde la perspectiva del ahorro de recursos terrestres. Con este fin, países de todo el mundo están invirtiendo actualmente una gran cantidad de mano de obra y recursos materiales para desarrollar tecnologías clave para el reciclaje de diversos plásticos de desecho, y están comprometidos a reducir el costo del reciclaje de plástico y desarrollar campos de aplicación adecuados.

1. Método de recuperación de energía térmica

La mayoría de los plásticos están hechos de petróleo y sus componentes principales son hidrocarburos, que pueden quemarse. Por ejemplo, el calor de combustión del poliestireno es mayor que el del poliestireno. el del aceite colorante. Algunos expertos creen que la quema de desechos plásticos en incineradores puede proporcionar calor para calefacción o generación de energía, porque el 86% de los tintes de petróleo se queman directamente y solo el 4% de ellos se convierten en productos plásticos. Quemarlo como energía térmica es bastante normal, el uso de energía térmica es uno de los últimos métodos de reciclaje de plástico y no debe tomarse a la ligera. Sin embargo, muchos grupos ambientalistas se oponen a la incineración de plásticos y creen que la incineración producirá gases tóxicos al quemar todos los químicos contaminantes juntos. Por ejemplo, la mitad de la composición del PVC es cloro. El cloro gaseoso liberado durante la combustión tiene un fuerte poder corrosivo y destructivo y es el culpable de generar dioxinas.

Actualmente, en Alemania se producen cada año 200.000 toneladas de residuos de PVC, el 30% de las cuales se queman en incineradores, lo que provoca pánico y la ley tiene que formular contramedidas. La Agencia Federal Alemana de Medio Ambiente ha estipulado que todos los incineradores deben cumplir con un límite de menos de 0,1 ng (nanogramos) por metro cúbico de gases de escape. Aunque los estándares de contaminación del aire de los incineradores de Alemania ya se encuentran entre los altos estándares reconocidos en el mundo, todavía no se puede decir que el método de combustión no liberará sustancias nocivas debido a fallas mecánicas. Por lo tanto, es previsible que los grupos ambientalistas en varios países todavía se opongan enérgicamente a ello. Método de incineración para recuperar energía térmica.

2. Método de reciclaje clasificado

En cuanto al reciclaje de plástico, lo más importante es la clasificación. Los plásticos comunes incluyen poliestireno, polipropileno, polietileno de baja densidad, polietileno de alta densidad, policarbonato, cloruro de polivinilo, poliamida, poliuretano, etc. La diferencia entre estos plásticos es difícil de distinguir para la gente común. El trabajo actual de clasificación de plástico se realiza principalmente de forma manual. Recientemente, ha habido nuevos avances en la investigación en la clasificación de máquinas. Una asociación alemana de tecnología química inventó el uso de rayos infrarrojos para identificar categorías, que es rápido y preciso, pero el costo de clasificación es relativamente alto.

3. Método de reducción química

Los investigadores comenzaron a intentar extraer los componentes químicos de los plásticos para su reutilización. El proceso utilizado consiste en cortar las largas cadenas del polímero y restaurar sus propiedades originales. Las materias primas agrietadas se pueden utilizar para fabricar nuevos plásticos. Algunos métodos implican agregar elementos químicos para provocar que los átomos de carbono combinados se rompan químicamente, o agregar energía para provocar su ruptura térmica.

La empresa alemana Bayer ha desarrollado un método de reducción química hidrolítica para agrietar las almohadillas de esponja PUC. Las pruebas han demostrado que el método de reducción química es técnicamente viable, pero sólo se puede utilizar para tratar plásticos limpios, como polvo de bordes y otros residuos plásticos generados durante el proceso de fabricación. Los plásticos utilizados en el hogar que están contaminados con otra suciedad son difíciles de tratar mediante descomposición química. La aplicación de este método de reducción no se utilizará ampliamente para tratar materiales de desecho hasta el siglo XXI. Todavía se están investigando algunos nuevos métodos de descomposición química. La Ford Motor Company de Estados Unidos está aplicando actualmente el método de esterificación para procesar piezas de plástico de desechos de automóviles.