Tworzywa sztuczne – zalety i ograniczenia

Tworzywa sztuczne to materiały, które należą do najczęściej wykorzystywanych we wszystkich branżach przemysłowych. Trudno znaleźć produkt, w którym nie znajdowałyby się komponenty wykonane z tworzywa sztucznego. Swoją wielką karierę tworzywa zawdzięczają szeregowi zalet, które sprawiają, że są wymarzonym materiałem zarówno do wytwarzania bardzo trwałych i dobrze znoszących obciążenia części maszyn i urządzeń, jak jednorazowych przedmiotów codziennego użytku, w tym zdecydowanej większości opakować. Przyjrzyjmy się bliżej roli tworzyw sztucznych oraz największym korzyściom z ich stosowania.

Najważniejsze zalety tworzyw sztucznych – swoboda przetwarzania

Tworzywa sztuczne to nazwa, która obejmuje sporo substancji o różnych cechach i wytwarzanych w nieco inny sposób. Istnieje jednak wiele właściwości, które są wspólne. Jedną z najważniejszych cech tworzywa sztucznego jest prostota obróbki, zwłaszcza w przypadku tworzyw termoplastycznych.

Tworzywa sztuczne mogą być łatwo formowane w kilku stosunkowo mało skomplikowanych i niezbyt energochłonnych procesach produkcyjnych, m.in. za pomocą wtryskiwania, wytłaczania, termoformowania czy formowania z rozdmuchem. Do produkcji wyrobów z tworzywa mogą być używane półprodukty w formie granulatu, proszku czy też płyt lub arkuszy.

Przy wtryskiwaniu tworzywa surowiec w postaci proszku lub granulatu jest rozdrabniany, mieszany, upłynniany, a następnie wtłaczany pod ciśnieniem do formy, w której zyskuje swój kształt. Metodą wtryskiwania powstaje większość produktów o bardziej skomplikowanych kształtach od wiader, przez różnego typu skrzynki i systemy przechowywania aż po naczynia.

Wytłaczanie tworzywa sztucznego jest możliwe dzięki uplastycznieniu granulatu i jego zagęszczeniu. W tym przypadku masa jest jednak przepuszczana przez specjalną dyszę, która nadaje wyrobowi odpowiedni kształt. W ten sposób można produkować przedmioty o dowolnej długości i określonym profilu, np. kształtowniki, uszczelki, ale również płyty.

Proces termoformowania tworzywa to z kolei nadawanie kształtu formy płycie lub arkuszowi. Po rozgrzaniu jest on dociskany do formy za pomocą stempla lub ciśnienia. Tą metodą powstaje wiele produktów o bardzo cienkich ściankach, np. znaczna część opakowań.

Najważniejsze cechy tworzyw sztucznych

Poza łatwością obróbki i formowania tworzywa sztuczne mają szereg bardzo pożądanych cech użytkowych. Tworzywa mogą być wyjątkowo szczelne i nieprzepuszczalne dla różnych substancji, np. wielu cieczy. Charakteryzują się także znakomitym stosunkiem gęstości do swej wytrzymałości. Produkty z tworzyw sztucznych są więc lekkie i mogą wytrzymywać spore obciążenia mechaniczne. Większość tworzyw jest również odporna na dość szeroki zakres temperatur i działanie różnych substancji chemicznych. Tworzywa są również dobrym izolatorem prądu elektrycznego.

Wielką zaletą całej rodziny tworzyw sztucznych zaliczanych do elastomerów jest podatność na odkształcenia oraz zdolność do powrotu do poprzedniego stanu po zakończeniu działania siły. Dzięki temu elastomery mogą być stosowane do tłumienia drgań, wibracji, uszczelniania rozmaitych połączeń czy amortyzacji, podobnie jak produkty z naturalnego kauczuku.

Zalety tworzyw sztucznych są niekiedy jednocześnie ich największymi ograniczeniami. Długi okres trwałości tworzywa oznacza, że nie ulega ono rozkładowi i może stać się niebezpiecznym odpadem. Problemem bywa również brak odporności na wyższe temperatury oraz ogień.

Tworzywa sztuczne mogą być jednak w dość prosty sposób poddawane recyklingowi i ponownie przetwarzane. Materiał zdatny do użytku może być pozyskiwany bardzo łatwo. Po selekcji według rodzaju tworzywa, myciu i rozdrabnianiu wiele elementów może posłużyć jako surowiec do wyrobu nowych produktów. Wiele tworzyw może też być przetwarzanych w bardziej zaawansowanych procesach, np. przez zagazowywanie.