El uso de los plásticos en diferentes épocas
La industria del plástico, como nuevo material en productos industriales, tiene una trayectoria de 120 años desde el nacimiento del primer producto plástico, el celuloide. En estos 120 años la funcionalización de los plásticos se ha llevado al extremo. Nos ha aportado innumerables comodidades, pero también ha provocado una grave contaminación. ¡Debería haber nuevas innovaciones y avances en materiales plásticos en el mundo XXI! Hablemos primero del desarrollo de los plásticos.
La etapa de procesamiento de polímeros naturales se caracteriza por la modificación y procesamiento de polímeros naturales, principalmente celulosa. En 1869, el estadounidense J.W. Hyatt descubrió que añadiendo alcanfor y una pequeña cantidad de alcohol a la nitrocelulosa se podía producir una sustancia plástica a la que se podía dar forma bajo presión caliente, llamada celuloide. 1872 Fábrica construida en Newark, EE. UU. En aquella época, además de utilizarse como sustituto del marfil, también se procesaba para fabricar parabrisas y películas para carruajes y automóviles, lo que creó una industria del plástico y desarrolló la tecnología de moldeo correspondiente.
En 1903, el alemán A. Eichengreen inventó el acetato de celulosa no inflamable y el método de moldeo por inyección. En 1905, la empresa alemana Bayer llevó a cabo la producción industrial. Durante este período, algunos químicos sintetizaron una variedad de polímeros en el laboratorio, como resina fenólica, polimetacrilato de metilo, cloruro de polivinilo, etc. , que sentó las bases para el posterior desarrollo de la industria del plástico. En 1904, la producción mundial de plástico era sólo de 10 kt y no existía un sector industrial independiente.
La era de las resinas sintéticas se caracteriza por la producción de plásticos a base de resinas sintéticas. Desde 65438 hasta 0909, el estadounidense L.H. Baekeland logró un gran avance en la resina sintética de fenol y formaldehído y obtuvo la patente para la primera resina termoendurecible, la resina fenólica. En la resina fenólica, después de agregar cargas, se calienta y se prensa para formar productos moldeados, laminados, revestimientos y adhesivos. Fue el primer plástico totalmente sintético. En 1910 se fundó la General Phenolic Resin Company en la fábrica de Luges en Berlín para su producción. Antes de la década de 1940, los plásticos fenólicos eran las especies plásticas más importantes y representaban aproximadamente 2/3 de la producción de plástico. Utilizado principalmente en electrodomésticos, instrumentos, maquinaria e industria automotriz.
Después de 1920, la industria del plástico se desarrolló rápidamente. La razón principal es que el químico alemán Staudinger propuso la teoría de que las cadenas de polímeros están compuestas de unidades repetidas con la misma estructura conectadas por enlaces de valencia * * * y la teoría de la estructura de red reticulada de las resinas termoestables insolubles la propuso el químico estadounidense W.H. en 1929 propuso la teoría de la polimerización por condensación, sentando las bases para el desarrollo de la química de polímeros y la industria del plástico. Al mismo tiempo, debido al rápido desarrollo de la industria química en ese momento, se proporcionó una variedad de monómeros poliméricos y otras materias primas para la industria del plástico. Alemania, que tenía la industria química más desarrollada en ese momento, estaba ansiosa por deshacerse de su gran dependencia de productos naturales para satisfacer diversas necesidades. Estos factores han promovido fuertemente el desarrollo de la tecnología de preparación de resinas sintéticas y la industria de procesamiento.
La primera resina incolora fue la resina de urea-formaldehído. Fue puesto en producción industrial por la British Cyanamid Company en 1928. En 1911, el británico F.E. Matthews fabricó poliestireno, pero surgieron problemas como el proceso complejo y el envejecimiento de la resina. En 1930, una empresa alemana resolvió los problemas mencionados anteriormente y llevó a cabo la producción industrial mediante polimerización en masa en Ludwigshafen. En el proceso de investigación y producción de modificación de poliestireno, se ha ido formando gradualmente resina de estireno a base de estireno y polimerizada con otros monómeros, ampliando su ámbito de aplicación.
En 1931, la empresa estadounidense Roma-Haas produjo polimetacrilato de metilo utilizando un método a granel para fabricar vidrio orgánico.
En 1926, W.L. Simon, de Estados Unidos, disolvió polvo de PVC cuyo uso no se había descubierto en un disolvente de alto punto de ebullición bajo calentamiento, y obtuvo inesperadamente PVC plastificado blando, fácil de procesar y elástico después de enfriarlo. . Este descubrimiento accidental abrió la puerta a la producción industrial de cloruro de polivinilo. En 1931, nuestra empresa producía PVC en emulsión en el campo. En 1941, Estados Unidos desarrolló la tecnología para producir PVC por suspensión. Desde entonces, el PVC ha sido una variedad plástica importante y uno de los principales productos consumidores de cloro, lo que ha afectado en cierta medida a la producción de la industria cloro-álcalina.
En 65438-0939, American Cyanamid Company comenzó a producir polvo de moldeo, laminados y recubrimientos de resina de melamina formaldehído.
En 1933, mientras realizaba experimentos sobre la reacción del etileno y el benzaldehído a alta presión, la British Chemical Industry Company descubrió que había un sólido ceroso en la pared de la caldera de polimerización, inventando así el polietileno. En 1939, la empresa utilizó el método a granel en fase gaseosa a alta presión para producir polietileno de baja densidad.
En 1953, K. Ziegler de la República Federal de Alemania utilizó alquil aluminio y tetracloruro de titanio como catalizadores para convertir el etileno en polietileno de alta densidad a baja presión. En 1955, la empresa Herst de la República Federal de Alemania tomó la delantera en la industrialización. Pronto, el italiano G. Nata inventó el polipropileno y, en 1957, la empresa italiana Monte Catini lo produjo industrialmente por primera vez. A partir de mediados de la década de 1940 se empezaron a producir poliéster, resina de silicona, resina fluorada, resina epoxi y poliuretano.
La producción total de plástico en el mundo se disparó de 10 mil toneladas en 1904 a 600 mil toneladas en 1944, y alcanzó los 3,4 millones de toneladas en 1956. Con el desarrollo de plásticos de uso general como el polietileno, el cloruro de polivinilo y el poliestireno, las materias primas también han cambiado del carbón al petróleo. Esto no solo garantiza el suministro adecuado de materias primas químicas poliméricas, sino que también promueve el desarrollo de la petroquímica. industria, haciendo que las materias primas estén disponibles en múltiples niveles, creando un mayor valor económico.
En la etapa de gran desarrollo, la producción de plásticos en general aumentó rápidamente durante este período. En la década de 1970, se empezaron a producir plásticos de poliolefina junto con el poli(1-buteno) y el poli(4-metil-1-penteno). Formando la serie de producción de plástico de poliolefina más grande del mundo. Al mismo tiempo, han surgido una variedad de plásticos de ingeniería de alto rendimiento. Durante los 16 años transcurridos entre 1958 y 1973, la industria del plástico atravesó un período de rápido desarrollo, con una producción en 1970 de 30 millones de toneladas. Además del rápido aumento de la producción, sus características son: ① Desde una única variedad grande hasta una serie de variedades mediante * * * polimerización o * * * modificación mixta. Por ejemplo, PVC no solo produce varias marcas, sino que también desarrolla PVC clorado, polímero de cloruro de vinilo-acetato de vinilo * * *, polímero de cloruro de vinilo-cloruro de vinilideno * * *, * * * PVC mixto o injertado * * PVC modificado con resistencia al impacto, etc. ② Desarrolló una serie de plásticos de ingeniería de alto rendimiento como poliacetal, policarbonato, resina ABS, éter de polifenileno y poliimida. ③ Nuevas tecnologías como el refuerzo, la combinación y * * * mezcla se utilizan ampliamente para otorgar a los plásticos propiedades integrales más excelentes y ampliar su alcance de aplicación.
Durante los 10 años posteriores a 1973, la crisis energética afectó la velocidad de desarrollo de la industria del plástico. A finales de la década de 1970, la producción anual total de las principales variedades de plástico del mundo era: poliolefina de 19 millones de toneladas, PVC de más de 100 mil toneladas, poliestireno cerca de 80 mil toneladas, y la producción total de plástico fue de 63,6 millones de toneladas. Comenzó a recuperarse en 1982. A partir de 1983, la industria del plástico superó máximos históricos con una producción de 72Mt. En la actualidad, la producción mundial de materiales sintéticos, principalmente plásticos, ha superado la producción de todos los metales.
El desarrollo de la industria del plástico de China En 1921, la Fábrica de Celuloide Shengde de Shanghai (ahora Fábrica de Plástico Shengde) comenzó a producir productos de celuloide, y más tarde se establecieron las fábricas de Jianhua, Yonghe, Guoguang y Zhongxing. En 1926, la fábrica de vibraciones Shanghai Shengde Sai comenzó a producir resina fenólica y polvo de moldeo (compuesto de moldeo fenólico). Desde 65438 hasta 0949, la producción de plástico de China fue de aproximadamente 400 toneladas. Después de la fundación de la República Popular China, se desarrollaron los plásticos termoestables, como los plásticos fenólicos. En 1958, se completó y puso en funcionamiento en la planta química de Jinxi el primer equipo de producción de cloruro de polivinilo con una producción anual de 3kt, lo que marcó que la industria del plástico de mi país entró en una nueva era. En 1960 se construyó en Shanghai una planta de producción de poliestireno con una producción anual de 500 toneladas. En 1965, la planta química de Gaoqiao produjo polietileno de alta densidad a nivel de kilotones; en 1970, se puso en funcionamiento la unidad de polietileno de alta presión de Lanzhou Chemical Company con una producción anual de 3,5 kt y una unidad de polipropileno de 5 kt al año. La producción total de plástico en 1965 fue de 97 kt. Aumentó a 176 kt en 1970. Después de la década de 1970, los equipos de producción de resina sintética de varias grandes empresas petroquímicas, como Beijing Yanshan Petrochemical Company, Liaoyang Petrochemical Fiber Company y Shanghai Petrochemical General Plant, se pusieron en funcionamiento uno tras otro. En 1982, la producción anual de resina sintética superó el millón de toneladas.
Los plásticos están en la actualidad en constante evolución y progreso. Los plásticos se utilizan en innumerables ámbitos. Habla principalmente de varios campos de aplicación recientemente ampliados. De aquí a 2015, la resina, materia prima plástica de mi país, crecerá rápidamente y se ampliarán varios proyectos de etileno a gran escala de clase mundial. La cantidad total de etileno en el "XI Plan Quinquenal" alcanzará alrededor de 8,5 millones de toneladas, y la resina sintética aumentará significativamente, proporcionando una base de materia prima para el desarrollo de la industria de productos plásticos. Desde la perspectiva del consumo per cápita, el consumo per cápita en China es de sólo unos 12 kg, mientras que en los países desarrollados es de 30 k g ~ 100 kg, y el consumo promedio mundial también ha alcanzado los 18 kg. Por tanto, las perspectivas de desarrollo de la industria del plástico de China son muy amplias. Durante los últimos 10 años, los campos de aplicación de los productos plásticos en el mundo han seguido expandiéndose.
En los próximos 10 años, los productos plásticos del mundo crecerán a una tasa anual del 3%. Para 2010, la producción total mundial de productos plásticos alcanzará 65438+86 millones de toneladas.
El desarrollo futuro de la industria del plástico de China se centrará principalmente en productos plásticos agrícolas, equipos plásticos agrícolas para ahorrar agua, productos plásticos de embalaje, productos plásticos de construcción, transporte industrial y productos plásticos de ingeniería. Los productos de plástico para embalaje de agentes agrícolas que ahorran agua y energía son los siguientes:
Productos de plástico agrícola
Según estadísticas incompletas del Comité Profesional de Películas Agrícolas de la Asociación de Plásticos de China, hay Hay casi mil fabricantes de películas agrícolas de diferentes tamaños en la industria, la capacidad de producción supera los 2 millones de toneladas/año y la producción real supera los 6,5438 millones de toneladas/año, de las cuales alrededor de 60 empresas tienen una capacidad de producción anual de más de 10.000. montones. Hay alrededor de 30 empresas troncales de gran escala, que representan el 60% de la capacidad de producción y la producción anual del país. China se ha convertido en el país con mayor producción y uso de películas agrícolas del mundo. Según las estadísticas del Ministerio de Agricultura, en 2005, el área de cultivo de las instalaciones hortícolas de mi país alcanzó aproximadamente 23 millones de acres, y el área de cobertura nacional de la película de abono alcanzó 65,438+7 mil millones de acres. Si se añaden películas de amoníaco, películas de ensilaje y películas para embalaje de piensos, recipientes de plástico para plántulas, redes para sombrillas, campos a prueba de insectos, redes de pesca, materiales para almacenamiento y conservación de productos agrícolas, equipos para pesticidas y placas de espuma plástica, se necesitan aproximadamente 3 millones de toneladas de productos plásticos cada año. año.
Equipos de plástico agrícola para ahorrar agua
Según el plan preliminar del departamento de conservación de agua, el área de proyectos de riego para ahorrar agua alcanzará 65.438 + 40 millones de acres según los actuales 250 millones de acres, totalizando 4 mil millones de acres. Entre ellos, 79 millones de acres están cubiertos por riego por aspersión, 6,5438 millones de acres por riego por goteo, 654,38 millones de acres por transmisión de agua por tuberías y 50 millones de acres por antifiltración de canales, lo que requiere varios accesorios de tubería, emisores, aspersores y antifiltración. membranas, geotextiles y otros perfiles plásticos Dispositivo de agua 6,5438+0,7 millones de toneladas/año.
Beneficios de los productos plásticos en materia de ahorro de energía
Los materiales de construcción plásticos no solo pueden reemplazar al acero y la madera en grandes cantidades, sino que también ahorran energía y materiales, protegen la ecología y mejoran el entorno de vida. , mejora las funciones y la calidad del edificio y reduce la contaminación ambiental. Tiene las ventajas de un bajo peso del edificio y una construcción conveniente.
Los beneficios de ahorro de energía de los plásticos son muy destacados, y sus beneficios de ahorro de energía se reflejan en el ahorro del consumo de energía de producción y el consumo de energía de uso. En términos de consumo de energía de producción, el consumo de energía de producción de productos plásticos es solo 1/4 y 1/8 del de acero y aluminio. El consumo de energía de producción de plástico PVC rígido es solo del 30% al 50% de los tubos de hierro fundido y de acero. Tuberías de plástico para suministro de agua El consumo de energía de producción se puede reducir en aproximadamente un 50% en comparación con las tuberías de metal.
Envases de productos plásticos
El embalaje sigue siendo el mayor área de aplicación de los plásticos, y su desarrollo aún supera con creces al de otros materiales de embalaje tradicionales. La producción de cemento y fertilizantes de China ocupa el primer lugar en el mundo. En la actualidad, más del 50% de los envases de cemento utilizan bolsas tejidas compuestas, además de productos minerales, productos químicos, resina sintética, sal cruda, azúcar, algodón y lana. Debido a la falta de recursos de papel y yute en nuestro país, es una tendencia inevitable utilizar envases de plástico como principal material de embalaje.
Nuestro país es un importante productor de cereales, con una producción anual de casi 500 millones de toneladas, lo que requiere una gran cantidad de materiales de embalaje. El envasado pequeño de cereales en China ha comenzado y ha progresado en algunas grandes ciudades. Si la proporción de cereales vendidos en paquetes pequeños en mi país alcanza el nivel de los países desarrollados, se necesitarán al menos 165.438+ toneladas/año de diversos sustratos plásticos.
Alimentos, bebidas, medicamentos, detergentes, cosméticos y productos químicos se están desarrollando rápidamente en China. Tienen una gran demanda de productos de embalaje como películas compuestas, películas de embalaje, contenedores, cajas de facturación, paletas de plástico, etc. Por ejemplo, la producción de bebidas básicamente se duplicará en cinco años y se espera que alcance unos 30 millones de toneladas en 2010, de las cuales el 50% utiliza botellas de poliéster, es decir, 65.438. También hay alimentos preparados, productos lácteos, alimentos enlatados, glutamato monosódico, dulces, galletas, etc. que requieren millones de toneladas de materiales de embalaje. Los envases farmacéuticos también tienen un gran mercado. En resumen, la demanda total de productos de material de embalaje es de aproximadamente 5,5 millones de toneladas/año.