Пластик: что это такое и какие виды пластмасс существуют

Пластмасса — это синтетический материал на основе полимеров, который под действием температуры и давления приобретает заданную форму и сохраняет её после остывания. В основе пластика лежат длинные молекулярные цепочки, получаемые полимеризацией мономеров — продуктов переработки нефти и газа. По поведению при нагреве пластмассы делятся на термопласты и реактопласты, а внутри термопластов выделяют основные виды — ПНД, ПВД, ПП и ПЭТ, каждый со своими свойствами и областью применения. Ниже — краткий, но точный ориентир для тех, кто хочет разобраться в классификации пластмасс и подобрать материал под конкретную задачу.

Что представляют собой пластмассы и из чего они состоят

В состав пластмасс входят полимерная основа и функциональные добавки: стабилизаторы, пластификаторы, красители, наполнители. Их соотношение определяет свойства пластмассы — жёсткость, эластичность, устойчивость к УФ-излучению и химическим веществам.

Получение пластмассы

Получение пластмассы начинается с выделения мономеров — этилена, пропилена, стирола, — которые под действием катализаторов и температуры соединяются в макромолекулы. По данным Росстата, производство пластмасс и синтетических смол в России исчисляется миллионами тонн в год, а основную долю занимают полиэтилен и полипропилен.

Термопласты и реактопласты: принципиальные различия

Классификация пластмасс по способу получения — база, без которой сложно понять, почему одни изделия можно переплавить, а другие нет.

Термопласты

Термопласты при нагревании размягчаются, а при охлаждении вновь затвердевают, и цикл можно повторять многократно без разрушения структуры молекул. Благодаря этому термопластичный пластик легко перерабатывается. К этой группе относится большинство видов пластика в упаковке — полиэтилен, полипропилен, полистирол, ПЭТ.

Реактопласты

Реактопласты, в отличие от термопластов, при нагреве проходят необратимую реакцию отверждения и после застывания уже не плавятся повторно. Такой материал из пластмассы обладает повышенной термостойкостью, поэтому применяется в электроизоляционных деталях и корпусах техники. Типичные представители — эпоксидные смолы и фенопласты.

Основные виды пластика: ПНД, ПВД, ПП, ПЭТ

Среди видов пластмасс и их свойств для упаковочной отрасли ключевое значение имеют четыре материала.

ПНД (полиэтилен низкого давления, или высокой плотности)

ПНД получают полимеризацией этилена при низком давлении, что даёт плотную и прочную структуру — отсюда и второе, более распространённое в быту название материала, полиэтилен высокой плотности (международный аналог — HDPE). Такой пластиковый материал устойчив к ударам, морозу и большинству бытовых химических веществ, поэтому из него делают флаконы, канистры, банки и крышки для бытовой химии и технических жидкостей. Требования к сырью регламентирует ГОСТ 16338-85 «Полиэтилен низкого давления. Технические условия», а безопасность упаковки — ТР ТС 005/2011 «О безопасности упаковки».

ПВД (полиэтилен высокого давления, или низкой плотности)

ПВД производится при высоком давлении, из-за чего цепи получаются более разветвлёнными, а сам материал — мягче и эластичнее ПНД. Полиэтилен низкой плотности применяется для плёнок, пакетов и гибкой упаковки, где важна не жёсткость, а растяжимость.

ПП (полипропилен)

Полипропилен по термостойкости превосходит оба вида полиэтилена: пищевые марки материала выдерживают нагрев до 130 °C без деформации, что делает его пригодным для контейнеров под горячие продукты, разогрева в микроволновой печи и флип-топов. ПП химически инертен, и упаковка из него, как и другая пластиковая тара для пищевых продуктов, должна соответствовать требованиям ТР ТС 005/2011 «О безопасности упаковки».

ПЭТ (полиэтилентерефталат)

ПЭТ отличается прозрачностью и барьерными свойствами — хорошо удерживает углекислый газ, поэтому стал основным материалом для бутылок под воду и газировку. Это один из наиболее перерабатываемых видов пластика: по оценкам отраслевых ассоциаций переработчиков пластмасс, доля вторичной переработки ПЭТ-тары в России растёт год от года.

Свойства пластмасс и выбор материала

Ключевые характеристики при выборе пластикового материала — плотность, температура эксплуатации, химическая стойкость, прозрачность, ударопрочность и способность к переработке. Для агрессивных технических жидкостей выбирают ПНД из-за инертности, а для горячего содержимого — полипропилен, для прозрачной тары под напитки — ПЭТ. Гибкость и растяжимость, напротив, требуют ПВД. Ошибка в подборе вида пластика на этапе разработки упаковки часто приводит к деформации тары, миграции веществ в содержимое или растрескиванию при перепадах температур, поэтому выбор материала всегда опирается на технические условия и реальные условия эксплуатации изделия — транспортировку, хранение, контакт с содержимым.

На практике производственные предприятия подбирают марку полимера не только по химическому составу, но и по показателю текучести расплава (ПТР) — параметру, который определяет, каким методом можно перерабатывать материал: литьём под давлением, экструзией или выдувным формованием. Флаконы и канистры сложной формы, например, требуют марок ПНД с определённым ПТР, иначе стенки изделия получатся неравномерными по толщине.

Экологичность и вторичная переработка пластмасс

Отдельного внимания заслуживает вопрос вторичного использования пластика. Термопласты — ПНД, ПВД, ПП и ПЭТ — пригодны для многократной переработки, что отличает их от реактопластов. При каждом цикле термического воздействия полимерные цепи частично разрушаются (происходит термодеструкция), из-за чего вторичный материал постепенно теряет вязкость и становится более хрупким, — поэтому его либо смешивают с первичным сырьём в строгой пропорции, либо направляют на менее ответственные изделия. Собранные и рассортированные отходы измельчают во флекс или гранулят и повторно направляют в производство непищевой тары, строительных изделий или синтетических волокон. По оценкам профильных отраслевых объединений, развитие раздельного сбора отходов в регионах России постепенно увеличивает долю вторично перерабатываемого пластика, что снижает нагрузку на полигоны и потребность в первичном сырье.

Где применяются пластмассы

Области применения пластмассы охватывают почти все отрасли. В упаковке пластик применяется для флаконов, канистр, банок и укупорочных средств под бытовую химию, косметику и технические жидкости. В строительстве — для труб и изоляции, в медицине — для одноразовых инструментов, в автопроме — для лёгких деталей интерьера. Такое разнообразие объясняется тем, что разные виды пластмасс и их свойства позволяют подобрать материал практически под любую задачу.

Часто задаваемые вопросы

Что такое пластмасса простыми словами?

Пластмасса — это материал на основе полимеров, который формуется под действием тепла и давления и сохраняет заданную форму. В её состав входят полимерная основа и добавки, регулирующие прочность и эластичность.

Чем термопласты отличаются от реактопластов?

Термопласты можно многократно расплавлять и формовать заново, а реактопласты после отверждения теряют эту способность. Из-за этого термопластичный пластик легче перерабатывать, а реактопласты применяют там, где нужна повышенная термостойкость изделия.

Какой вид пластика самый прочный?

Наибольшей ударопрочностью и морозостойкостью среди упаковочных материалов обладает ПНД, а наибольшей термостойкостью — полипропилен, пищевые марки которого выдерживают нагрев до 130 °C. Выбор пластикового материала зависит от условий эксплуатации.

Можно ли перерабатывать ПЭТ-тару?

Да, ПЭТ входит в число наиболее перерабатываемых видов пластика: собранные бутылки измельчают, очищают и превращают во вторичное сырьё. Развитие раздельного сбора отходов в России увеличивает долю такой переработки.

Из чего делают флаконы и канистры для бытовой химии?

Флаконы и канистры для бытовой химии чаще всего производят из ПНД благодаря его химической стойкости и соответствию требованиям технических регламентов к безопасности упаковки.

Безопасен ли пластик для контакта с пищевыми продуктами?

Безопасность определяется видом полимера и соблюдением требований ТР ТС 005/2011 «О безопасности упаковки» — именно этот регламент регулирует допуск тары к контакту с пищевыми продуктами. Для пищевой упаковки чаще всего применяют ПП и ПЭТ, прошедшие соответствующую сертификацию.

Как выглядит пластик разных видов?

Внешний вид зависит от марки полимера и добавок: ПНД чаще матовый и плотный на ощупь, ПВД — мягкий и полупрозрачный, ПЭТ — прозрачный и глянцевый, а полипропилен может быть как прозрачным, так и непрозрачным в зависимости от красителя. Итоговый вид изделия также определяет метод формования — литьё, экструзия или выдув.

Пластик — это синтетический материал?

Да, подавляющее большинство современных пластмасс — синтетический материал, полученный химическим путём из продуктов переработки нефти и газа. Существуют и биоразлагаемые полимеры на растительной основе, но в упаковочной промышленности пока преобладают именно синтетические виды пластика.