W jaki sposób powstają wyroby z plastiku?

W powszechnym użyciu słowo „plastiki” przyjęło się jako określenie pewnej grupy tworzyw sztucznych i w tym sensie będziemy go tutaj używać. Tak więc pytanie tytułowe niniejszego artykułu można by zastąpić pytaniem „jak powstają wyroby z tworzyw sztucznych?”. Chcąc w tej kwestii udzielić właściwej odpowiedzi, powinniśmy najpierw zdefiniować pojęcie „tworzywa sztuczne” i określić, jakie są ich rodzaje.

Z czego powstają tworzywa sztuczne i ich rodzaje?

Dlaczego we wstępie napisaliśmy, że plastiki to pewna grupa tworzyw sztucznych, a nie wszystkie? Osoba pedantyczna może twierdzić, i trudno byłoby się z nią nie zgodzić, że tworzywem sztucznym należy określić każdy materiał niewystępujący w przyrodzie w naturalnej postaci, a  wyprodukowany przez człowieka. Z pewnością takich materiałów jest mnóstwo, my jednak zajmiemy się wyłącznie tymi tworzywami, których podstawowym składnikiem są polimery, czyli wielkocząsteczkowe związki otrzymywane syntetycznie lub z naturalnych źródeł, do których należą przede wszystkim ropa naftowa, celuloza, węgiel oraz gaz ziemny. Niektóre z tych tworzyw w swej produkcji wykorzystuje m.in. firma Przetwórstwo Tworzyw Sztucznych „Rodło” z Bytomia.   Mamy wiele rodzajów tego typu tworzyw sztucznych, z których każde można przyporządkować do jednej z dwóch podstawowych grup:

• termoplasty – tworzywa termoplastyczne, które pod wpływem ciepła miękną, a po ochłodzeniu ponownie twardnieją
• duroplasty – inaczej tworzywa termoutwardzalne, a więc pozostające po uformowaniu twarde i niemięknące przy ich ogrzewaniu.

Spośród najbardziej znanych termoplastów możemy tutaj wymienić:

• PC - poliwęglan
• PE - polietylen
• PET - Politereftalan etylenu
• PVC - polichlorek winylu
• PP - polipropylen
• PS – polistyren
• EPS – polistyren spieniony (ekspandowany)

Do najbardziej popularnych tworzyw termoutwardzalnych należą:

• EP – epoksyd
• PF – fenoplast
• PUR – poliuretan
• PTFE – politetrafluroetylen
• UP – żywice poliestrowe

Błędnie byłoby wnioskować z ilości wymienionych wyżej tworzyw, że produkowanie z nich różnych wyrobów   wymaga wielu różnych technik. W istocie są tylko dwie takie podstawowe techniki i w obu głównym narzędziem produkcyjnym jest wtryskarka.

Jakie techniki stosowane są w produkcji wyrobów z plastiku?

Odpowiednią technikę produkcji wyrobów z konkretnego  tworzywa sztucznego dobieramy w zależności od tego, do jakiej grupy dany plastik należy:

• w przypadku termoplastów stosujemy technikę produkcji z gotowego granulatu
• przy obróbce duroplastów stosujemy technikę RIM, czyli reaktywnego formowania wtryskowego.

Odpowiadając na pytanie postawione w tytule, opiszemy (oczywiście w sposób skrótowy) obie techniki.

1. Produkcja wyrobów plastikowych z granulatu. W tym przypadku do leja wsypowego wtryskarki podawane jest tworzywo w postaci granulatu, który następnie jest podgrzewany w specjalnym cylindrze, dzięki czemu przybiera on plastyczną, półpłynną i jednorodną postać. Tak spreparowane tworzywo jest wtryskiwane specjalną dyszą pod dużym ciśnieniem do stosownej formy, gdzie uzyskuje kształt produkowanego przedmiotu. Wciśnięty tam materiał jest następnie schładzany, a później w postaci gotowego produktu usuwany z formy. Istotną zaletą tej techniki jest to, że stosowany w niej materiał można poddawać wielokrotnemu recyklingowi.
2. Produkcja wyrobów plastikowych metodą RIM. Tutaj także wykorzystywana jest wtryskarka, jednakże do formy wstrzykiwana jest mieszanka ciekłego prepolimeru oraz środka polimeryzującego. Wykorzystywane są tutaj najczęściej różnego rodzaju syntetyczne żywice w ciekłej postaci, a więc można je wstrzykiwać do formy pod znacznie niższym ciśnieniem i w temperaturze otoczenia. Niewielka lepkość substancji wykorzystywanych w tym procesie, stosunkowo mała temperatura i niskie ciśnienie umożliwiają produkcję znacznie większych i lekkich detali o bardziej złożonych kształtach niż przy tradycyjnym wtrysku przy wykorzystaniu granulatu. Wadą tej metody jest to, że wyprodukowanych przy jej pomocy przedmiotów nie da się materiałowo ponownie wykorzystać.

Obie wskazane metody nie są wobec siebie konkurencyjne, wręcz przeciwnie, są wzajemnie komplementarne i służą do produkcji zupełnie różnych przedmiotów.