Produk plastik am: sistem bahan asas yang menyokong kehidupan moden

Plastik am merujuk kepada jenis plastik dengan pengeluaran besar, aplikasi luas, harga rendah, dan rintangan mekanikal dan haba sederhana, terutamanya termasuk lima kategori: polietilena (PE), polipropilena (PP), polivinil klorida (PVC), polistirena (PS), dan kopolimer stirena akrilonitril butadiena (ABS). Bahan jenis ini menyumbang lebih daripada 70% daripada pengeluaran plastik global. Daripada beg membeli-belah dan pinggan mangkuk setiap hari kepada saluran paip dan pembungkusan industri, produk plastik tujuan umum telah menjadi bahan asas yang sangat diperlukan untuk pengeluaran dan kehidupan masyarakat moden kerana kebolehprosesan, kepelbagaian dan ekonomi yang sangat baik.

1、 Ciri teras dan sistem klasifikasi plastik am

Kesejagatan plastik universal berpunca daripada prestasi seimbang dan kebolehsuaian yang luas. Kategori yang berbeza membentuk senario aplikasi pelengkap melalui perbezaan struktur molekul, secara kolektif membentuk sistem bahan yang meliputi pelbagai bidang.

Ciri biasa: hasil dan kelebihan keberkesanan kos

Lima plastik am utama semuanya mempunyai ciri-ciri sumber bahan mentah yang banyak (berasaskan minyak atau gas asli), proses pengeluaran matang (teknologi pempolimeran perindustrian selama lebih daripada setengah abad), dan kaedah pemprosesan yang pelbagai (pengacuan suntikan, pengacuan tiupan, penyemperitan, dll.). Pengeluaran tahunannya melebihi 10 juta tan: PE dan PP bersama-sama menyumbang lebih daripada 50% pengeluaran plastik global, PVC dan PS masing-masing menyumbang kira-kira 10%, dan ABS menyumbang kira-kira 5%. Dari segi harga, harga plastik am biasanya antara 8000-20000 yuan setan, iaitu hanya satu pertiga hingga satu perlima daripada plastik kejuruteraan, menjadikannya sesuai untuk pengeluaran produk berskala besar dan kos rendah.

Dari segi prestasi, walaupun plastik am mungkin tidak mempunyai kekuatan tinggi dan rintangan suhu tinggi plastik kejuruteraan, mereka boleh memenuhi kebanyakan keperluan konvensional melalui pengubahsuaian: julat rintangan suhu meliputi -70 ℃ hingga 120 ℃, kekuatan tegangan ialah 10-50MPa, dan sempadan prestasi boleh diperluaskan melalui pengerasan, pengukuhan dan cara lain. Ciri "basic performance+modifiability" ini membolehkan ia digunakan bukan sahaja untuk membuat produk pembungkusan mudah, tetapi juga untuk komponen struktur melalui teknologi komposit.

Perbezaan individu antara lima kategori utama

Plastik universal yang berbeza mempunyai sifat unik kerana struktur molekulnya yang berbeza:

Polietilena (PE): Rantai molekul terdiri daripada karbon dan hidrogen, tanpa kumpulan kutub. Ia mempunyai rintangan kimia yang sangat baik, fleksibiliti, dan rintangan suhu rendah, dengan ketumpatan 0.91-0.97g/cm ³. Ia adalah plastik universal yang paling ringan. Mengikut ketumpatan, ia boleh dibahagikan kepada tiga kategori: ketumpatan rendah (LDPE, lembut), ketumpatan tinggi (HDPE, keras), dan ketumpatan rendah linear (LLDPE, dengan keliatan yang luar biasa).

Polipropilena (PP): Rantaian molekul mengandungi kumpulan sisi metil, dengan kehabluran tinggi (50% -70%) dan takat lebur 160-170 ℃. Ia adalah satu-satunya plastik universal yang boleh menahan suhu tinggi melebihi 100 ℃, dengan ketumpatan 0.90-0.91g/cm ³. Ia lebih ringan daripada PE, mempunyai ketegaran yang lebih baik, tetapi mempunyai kerapuhan suhu rendah yang lebih jelas.

Polivinil klorida (PVC): dengan kandungan klorin sebanyak 56%, ia mempunyai kalis api (indeks oksigen 24-28) dan rintangan kakisan kimia, dan prestasinya boleh dikawal oleh pemplastis. PVC keras (tanpa plasticizer) mempunyai ketegaran yang kuat, manakala PVC lembut (mengandungi 30% -50% plasticizer) mempunyai fleksibiliti yang baik, tetapi kestabilan haba yang lemah dan memerlukan penambahan penstabil.

Polistirena (PS): Rantai molekul mengandungi cincin benzena, dengan ketegaran tinggi dan ketelusan yang baik (transmisi GPPS sebanyak 90%), tetapi ia rapuh. Dengan menambah fasa getah, polistirena berimpak tinggi (HIPS) boleh dibuat, yang meningkatkan kekuatan hentaman sebanyak 3-5 kali, tetapi mengurangkan ketelusan.

ABS: kopolimer ternari yang menggabungkan rintangan kimia akrilonitril, keliatan butadiena, dan kebolehprosesan stirena. Ia mempunyai kekuatan hentaman 10-40kJ/m² dan mudah disadur di permukaan. Ia adalah jenis plastik am yang paling seimbang dari segi prestasi dan sering dianggap sebagai plastik kejuruteraan "quasi".

2、 Produk plastik am utama dan senario aplikasi

Produk plastik am telah membentuk sistem kategori penuh daripada filem, paip kepada komponen struktur melalui teknik pemprosesan yang pelbagai, menembusi hampir semua industri seperti pembungkusan, bahan binaan, kereta, dan keperluan harian.

Bidang pembungkusan: Pasaran aplikasi terbesar

Pembungkusan adalah kawasan aplikasi utama plastik am, menyumbang lebih daripada 40%. Pelbagai jenis plastik menggantikan kertas tradisional dan pembungkusan kaca dengan sifat penghalangnya, ciri ringan dan kos rendah

Produk PE: Filem LDPE (ketebalan 0.01-0.1mm) digunakan untuk beg makanan dan filem berpaut, dengan sifat pelekat sendiri dan lut sinar; Filem regangan LLDPE (pemanjangan 500% -800%) digunakan untuk pembungkusan pembalut palet, dengan rintangan koyakan yang sangat baik; Botol HDPE (kapasiti 500ml-20L) digunakan untuk pembungkusan detergen dan kosmetik, dengan kedua-dua rintangan kimia dan ketegaran.

Produk PP: Filem BOPP (polipropilena berorientasikan dwipaksi, ketebalan 10-30 μm) digunakan untuk pembungkusan biskut dan rokok, dengan kekilatan tinggi dan sifat penghalang yang baik; Cawan acuan suntikan PP (seperti cawan yogurt, cawan teh susu) boleh menahan suhu tinggi melebihi 80 ℃ dan sesuai untuk minuman panas; Beg tenunan PP (dengan kapasiti menanggung beban 5-50kg) digunakan untuk pembungkusan baja dan bijirin, dan kekuatannya adalah 3-5 kali ganda daripada beg kertas.

Produk PS: Kotak terbentuk vakum GPPS (ketebalan 0.2-1mm) digunakan untuk pembungkusan buah-buahan dan komponen elektronik, dengan ketelusan yang baik; Kotak buih EPS (ketumpatan 10-30kg/m ³) digunakan untuk pengangkutan rantai sejuk, dengan prestasi penebat haba yang sangat baik, dan kosnya hanya 60% daripada buih poliuretana.

Produk PVC: Filem pengecutan haba PVC (kadar pengecutan 50% -70%) digunakan untuk label botol minuman, yang melekat dengan ketat selepas pemanasan; Filem lembut PVC digunakan untuk pembungkusan vakum daging, dengan fleksibiliti dan pengedap yang luar biasa.

Seni Bina dan Bahan Binaan: Integrasi Struktur dan Fungsi

Plastik universal menggantikan bahan tradisional (kayu, logam, simen) dalam industri pembinaan dengan ketahanan dan kemudahan pemasangan:

Produk PVC: Paip PVC keras (diameter 16-630mm) menyumbang 80% daripada pasaran paip saliran bangunan, tahan terhadap kakisan asid dan alkali, dan mempunyai hayat perkhidmatan lebih 50 tahun; Profil PVC (bingkai pintu dan tingkap, garisan hiasan) telah diubah suai melalui formula, dengan rintangan cuaca lebih 10 tahun dan prestasi penebat yang lebih baik daripada aloi aluminium.

Produk PE: Paip beralun dua dinding HDPE (diameter 200-2000mm) digunakan untuk saliran perbandaran, dengan kekakuan gelang 8kN/m² atau lebih; Paip PE-RT (polietilena tahan haba) digunakan untuk pemanasan bawah lantai dan boleh menahan air panas 70 ℃ untuk masa yang lama. Mereka mempunyai fleksibiliti yang baik dan mudah dibengkokkan dan diletakkan.

Produk PP: Paip PP-R (polipropilena kopolimer rawak) digunakan untuk paip air panas dan sejuk, dengan kimpalan yang mudah dan prestasi kebersihan yang memenuhi piawaian makanan; Papan berongga PP (ketebalan 2-10mm) digunakan untuk membina acuan, dengan berat hanya 1/5 acuan keluli, dan boleh digunakan semula lebih daripada 50 kali.

Sektor Automotif dan Pengangkutan: Daya Utama Ringan

Plastik am adalah bahan teras untuk kereta ringan, dengan penggunaan 100-150kg setiap kenderaan, menyumbang 70% daripada jumlah penggunaan plastik dalam kenderaan.

Produk PP: menyumbang 40% daripada penggunaan plastik umum dalam kereta, termasuk bampar (diperkukuh dengan serbuk talkum 20% -30%), panel instrumen (campuran PP/EPDP), dan panel pintu, mengurangkan berat sebanyak 30% -50% berbanding logam.

Produk PE: HDPE digunakan untuk tangki minyak (rintangan minyak yang lebih baik) dan saluran udara; LDPE digunakan untuk sarung abah-abah wayar, dengan penebat dan fleksibiliti yang baik.

Produk ABS: digunakan untuk bahagian hiasan dalaman kereta (seperti stereng, konsol tengah), permukaan boleh dicat atau disadur elektrik, dengan kedua-dua keindahan dan rintangan hentaman; HIPS digunakan untuk lapisan panel pintu dalaman, dengan kos rendah dan pengacuan bentuk kompleks yang mudah.

Produk PVC: digunakan untuk jalur pengedap automotif (PVC lembut) dan alas kaki (PVC buih), dengan rintangan cuaca dan rintangan haus yang memenuhi keperluan persekitaran penggunaan automotif.

Dalam bidang keperluan harian dan perkakas rumah: produk pelbagai yang hampir dengan kehidupan

Plastik sejagat, dengan warna yang kaya dan ciri pemprosesan yang mudah, telah menjadi bahan mentah utama untuk keperluan harian dan perkakas rumah.

Produk PP: menyumbang 30% daripada pasaran keperluan harian, termasuk kotak penyimpanan segar (tahan gelombang mikro), pemegang berus gigi, penyangkut, tahan suhu tinggi dan tidak mudah membiak bakteria; Komponen perkakas rumah seperti tiub dalam mesin basuh (PP bertetulang) dan kulit luar penghawa dingin (PP kalis api).

Produk PE: Hos LDPE (seperti tiub ubat gigi dan hos kosmetik) boleh disemperit untuk mengekstrak kandungannya; Dram HDPE (5-50L) digunakan untuk penyimpanan air dan bahan kimia, dan tahan hentaman dan tidak mudah pecah.

Produk PS: GPPS membuat alat tulis lutsinar (pembaris, folder), tudung lampu; HIPS digunakan untuk mainan seperti blok binaan dan anak patung, dengan keliatan yang baik dan pewarnaan yang mudah, memenuhi piawaian keselamatan untuk produk kanak-kanak.

Produk ABS: Selongsong perkakas rumah (seperti televisyen dan pencetak) menyumbang 25% daripada penggunaan ABS, memberikan kedua-dua ketegaran dan rintangan kejutan; Komponen perkakas rumah kecil, seperti pemegang bilah pemerah jus, dibentuk dengan ketepatan melalui pengacuan suntikan.

3、 Proses pengeluaran: pemprosesan rantai penuh dari resin ke produk

Kepelbagaian produk plastik am berpunca daripada sistem pemprosesan yang matang, daripada pengeluaran resin asas kepada pengacuan produk, membentuk proses perindustrian yang piawai dan berskala besar.

Pempolimeran resin: proses matang perindustrian

Proses pempolimeran lima plastik am semuanya telah sangat automatik, dan jenis yang berbeza menggunakan laluan teknikal yang berbeza:

PE: LDPE mengamalkan kaedah tiub tekanan tinggi (100-300MPa, 200-300 ℃), dengan tahap percabangan rantai molekul yang tinggi; HDPE dan LLDPE dihasilkan melalui kaedah tekanan rendah (0.1-5MPa) melalui pempolimeran buburan dan pempolimeran fasa gas, masing-masing, dengan keteraturan rantai molekul yang baik.

PP: Proses arus perdana ialah pempolimeran pukal fasa gas (seperti proses Spheripol), yang menggunakan propilena sebagai monomer dan mempolimerkan di bawah tindakan pemangkin Ziegler Natta. Produk indeks cair yang berbeza dihasilkan dengan mengawal selia pengagihan berat molekul.

PVC: Pempolimeran ampaian digunakan untuk lebih 80%, dan monomer vinil klorida disebarkan ke dalam titisan dalam air, mencetuskan pempolimeran untuk membentuk serbuk resin dengan saiz zarah 0.1-2mm. Selepas itu, sifat lembut dan keras diselaraskan dengan menambah bahan tambahan.

PS: GPPS mengamalkan pempolimeran pukal, manakala HIPS memperkenalkan fasa getah (polibutadiena) melalui kopolimerisasi rasuah, membentuk pulau "sea berstruktur" untuk meningkatkan rintangan hentaman.

ABS: Proses arus perdana ialah kaedah cantuman pukal cantuman losyen. Pertama, losyen getah butadiena disediakan, kemudian dicantumkan dengan stirena dan akrilonitril, dan akhirnya digabungkan dengan resin SAN (kopolimer akrilonitril stirena).

Pemprosesan Produk: Teknologi Pembentukan Terpelbagai

Pengacuan produk plastik am bergantung pada empat proses teras, yang boleh dipilih mengikut bentuk produk:

Pengacuan penyemperitan: sesuai untuk paip (paip PVC, paip PE), kepingan (papan PS, papan PP), dan filem (filem PE, filem BOPP). Plastik cair disemperit melalui acuan menggunakan skru untuk terus menghasilkan produk linear pada kelajuan 10-100m/min.

Pengacuan suntikan: digunakan untuk produk 3D (seperti cawan PP, cengkerang ABS), menyuntik plastik cair ke dalam acuan tertutup, menyejukkan dan membentuknya sebelum merobohkan, dengan kitaran pendek (10-60 saat/acuan), sesuai untuk pengeluaran besar-besaran, dan ketepatan dimensi sehingga ± 0.1mm.

Pengacuan pukulan: dibahagikan kepada pengacuan pukulan berongga (seperti botol HDPE) dan pengacuan pukulan filem (seperti beg LDPE), plastik cair dikembangkan dan dibentuk oleh tekanan udara, sesuai untuk menghasilkan produk berongga. Kelajuan pengeluaran botol boleh mencapai 1000-6000 keping/jam.

Berbuih: Ia digunakan untuk buih PS dan buih PE. Dengan menambah agen berbuih (seperti pentana), struktur sel tertutup terbentuk di dalam plastik untuk mengurangkan ketumpatan (kepada 0.01-0.1g/cm ³) dan meningkatkan prestasi penebat haba dan kusyen.

Semasa pemprosesan, parameter perlu diselaraskan mengikut ciri-ciri plastik: suhu pemprosesan PE dan PP hendaklah 150-250 ℃, PVC harus dikawal pada 160-200 ℃ (untuk mengelakkan penguraian), dan suhu pemprosesan PS dan ABS hendaklah 200-250 ℃. Dengan menambahkan masterbatch warna, antioksidan, pelincir dan bahan tambahan lain, produk boleh mencapai fungsi seperti pewarnaan, rintangan penuaan, dan pembongkaran mudah.

4、 Cabaran alam sekitar dan laluan pembangunan mampan

Produk plastik am telah lama menghadapi kontroversi mengenai pencemaran "white" kerana penggunaannya yang besar dan sukar untuk didegradasi. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, melalui kitar semula, inovasi bahan, dan panduan dasar, sistem pembangunan mampan telah diwujudkan secara beransur-ansur.

Isu Alam Sekitar: Pencemaran dan Tekanan Tadbir Urus

Cabaran alam sekitar plastik sejagat terutamanya dicerminkan dalam tiga aspek:

Pencemaran produk pakai buang: produk pakai buang seperti beg plastik PE dan kotak makan tengah hari buih PS mempunyai hayat perkhidmatan yang singkat (hanya beberapa jam), tetapi degradasi semula jadi mengambil masa ratusan tahun. Pembuangan secara rawak membawa kepada pencemaran tanah dan marin. Setiap tahun, kira-kira 8 juta tan plastik memasuki laut.

Sistem kitar semula tidak sempurna: Kitar semula plastik am terutamanya bergantung pada kitar semula fizikal, tetapi disebabkan kesukaran dalam pengelasan (seperti persamaan dalam penampilan antara PE dan PP), kekotoran yang tinggi, dan turun naik yang besar dalam kualiti bahan kitar semula, kadar kitar semula global hanya 15% -20%, jauh lebih rendah daripada logam dan kaca.

Risiko bahan khusus: PVC mengandungi klorin, dan jika suhu tidak mencukupi semasa pembakaran, dioksin akan dibebaskan; Buih PS tradisional mempunyai jumlah yang besar dan kos pengangkutan dan pemulihan yang tinggi; Sesetengah pemplastik, seperti phthalates dalam PVC, menimbulkan risiko gangguan endokrin.

Kitar Semula: Peningkatan Teknologi daripada Fizik kepada Kimia

Teknologi kitar semula plastik am terus maju, membentuk sistem kitar semula pelbagai peringkat:

Kitar semula fizikal: Kaedah kitar semula yang paling matang, bahan buangan diisih, dibersihkan, dihancurkan, cair dan berbutir, dan PE kitar semula boleh digunakan untuk membuat beg sampah dan saluran paip; PP kitar semula digunakan untuk dalaman automotif dan najis plastik; PS yang dijana semula digunakan untuk bingkai foto dan jalur hiasan. Melalui teknologi pengisihan pintar seperti pemilihan warna dan pengasingan magnet, kecekapan pengisihan telah dipertingkatkan kepada lebih 90%.

Kitar semula kimia: Untuk sisa yang sangat tercemar atau bercampur, plastik diuraikan menjadi monomer atau bahan api melalui pirolisis (300-800 ℃), seperti PE dan PP, yang boleh diuraikan menjadi komponen petrol dan diesel; PS boleh dinyahpolimer menjadi monomer stirena dengan ketulenan lebih 99%, dan digunakan semula untuk pempolimeran untuk mencapai peredaran gelung tertutup.

Pemulihan tenaga: Sisa yang tidak dapat dipulihkan dibakar untuk menjana elektrik, dengan nilai kalori kira-kira 40MJ sekilogram plastik (bersamaan dengan 1.5 kali ganda arang batu), tetapi memerlukan kemudahan rawatan gas ekzos sokongan untuk mengawal pelepasan dioksin.

Inovasi Bahan: Alternatif dan Arah Hijau

Inovasi hijau plastik umum memfokuskan pada tiga arah:

Alternatif boleh terurai: memperkenalkan komponen boleh terurai melalui pengadunan atau kopolimerisasi, seperti PE dan PBAT (polybutylene adipate terephthalate) diadun untuk membuat beg plastik boleh kompos, yang merosot dalam persekitaran semula jadi selama 6-12 bulan; PS digantikan dengan buih berasaskan kanji untuk pembungkusan kusyen.

Plastik universal berasaskan bio: Menggunakan bahan mentah biojisim untuk menghasilkan plastik, seperti PE berasaskan bio (menggunakan etanol tebu sebagai bahan mentah) dan PP berasaskan bio (menggunakan minyak sayuran sebagai bahan mentah), prestasinya konsisten dengan produk tradisional, dan jejak karbon dikurangkan lebih daripada 50%. Coca Cola, Nestle dan perusahaan lain telah pun menggunakannya secara besar-besaran.

Pengurangan prestasi tinggi: Kurangkan penggunaan bahan melalui pengoptimuman struktur, seperti pemberat ringan botol PET (dari 30g kepada 9g); PP meningkatkan kekuatan melalui nanokomposit, mengurangkan ketebalan dinding produk sebanyak 20% sambil mengekalkan prestasi yang sama.

5、 Aliran Masa Depan: Lelaran Teknologi dan Peningkatan Perindustrian

Produk plastik am sedang berkembang ke arah "prestasi tinggi, penggunaan rendah dan kebolehkitar semula", dan inovasi teknologi serta dipacu dasar akan membentuk semula landskap perindustrian.

Peningkatan Prestasi: Daripada Universal kepada Dedicated

Melalui pengubahsuaian yang tepat, plastik universal secara beransur-ansur menembusi ke dalam medan pertengahan hingga tinggi:

Kefungsian: Membangunkan filem PE antibakteria (dengan tambahan ion perak) untuk pengawetan makanan, memanjangkan jangka hayat selama 3-5 hari; PP kalis api digunakan untuk pembungkusan elektronik, mencapai tahap UL94 V0; PS tahan cuaca memanjangkan hayat perkhidmatan luarnya dari 1 tahun kepada 5 tahun dengan menambah penyerap UV.

Pengaduan: Campuran ABS/PC (aloi ABS/PC) meningkatkan rintangan haba dan digunakan untuk selongsong bateri kenderaan tenaga baharu; Campuran PP/PA (aloi PP/PA) meningkatkan rintangan minyak dan digunakan untuk komponen enjin.

Ekonomi Pekeliling: Pengurusan Kitaran Hidup Seluruh

Di bawah promosi dasar, rantaian industri plastik am sedang berubah ke arah model gelung tertutup:

Tanggungjawab Pengeluar Lanjutan (EPR): Perusahaan dikehendaki mengambil tanggungjawab untuk kitar semula produk, seperti keperluan EU untuk kadar kitar semula botol plastik sebanyak 90% menjelang 2030, dasar "dual carbon" China yang menggalakkan penggunaan bahan kitar semula, dan penggunaan plastik kitar semula oleh syarikat kereta mesti mencapai 30% atau lebih.

Skala kitar semula kimia: Jutaan tan kemudahan kitar semula kimia telah dibina di seluruh dunia, seperti proses kitar semula kimia PE/PP Shell, yang boleh menukarkan sisa bercampur kepada bahan mentah gred utama pada kos yang menghampiri proses tradisional secara beransur-ansur.

Pengeluaran Pintar: Kecekapan dan Peningkatan Kualiti

Teknologi pembuatan pintar memperkasakan pengeluaran plastik sejagat:

Pengoptimuman AI: Dengan mengoptimumkan parameter suntikan melalui pembelajaran mesin, kadar sekerap dikurangkan sebanyak 50%; Pemantauan masa nyata ketebalan prabentuk semasa proses pengacuan tamparan, pelarasan automatik tekanan udara, dan peningkatan keseragaman ketebalan dinding dalam ± 5%.

Kembar digital: Bina model pengeluaran maya untuk mensimulasikan prestasi produk di bawah bahan mentah dan proses yang berbeza, dan memendekkan kitaran pembangunan produk baharu (dari 3 bulan kepada 1 bulan).

Sebagai asas industri moden, pembangunan produk plastik sejagat mencerminkan kemajuan diselaraskan sains bahan dan permintaan sosial. Daripada pembungkusan ringkas kepada komponen automotif yang kompleks, daripada produk pakai buang kepada bahan kitar semula, General Plastics menerobos kesesakan alam sekitar melalui inovasi teknologi dan terus memainkan peranan yang tidak boleh diganti dalam pembangunan mampan. Pada masa hadapan, dengan kematangan bahan berasaskan bio, kitar semula kimia, dan pembuatan pintar, plastik sejagat akan mencapai peningkatan dwi "prestasi tinggi" dan "green", menyokong gaya hidup moden yang lebih mesra alam dan cekap.