Od svojih ranih početaka tijekom i nakon Drugog svjetskog rata, komercijalna industrija za polimere – dugolančane sintetičke molekule za koje je “plastika” uobičajeni pogrešan naziv – brzo je rasla.U 2015. godini u svijetu je proizvedeno više od 320 milijuna tona polimera, isključujući vlakna.
[Grafikon: Razgovor] Do posljednjih pet godina dizajneri polimernih proizvoda obično nisu razmatrali što će se dogoditi nakon završetka početnog životnog vijeka njihovih proizvoda.Ovo se počinje mijenjati i ovo će pitanje zahtijevati veći fokus u godinama koje dolaze.
INDUSTRIJA PLASTIKE
"Plastika" je postala pomalo pogrešan način za opisivanje polimera.Obično dobivene iz nafte ili prirodnog plina, to su dugolančane molekule sa stotinama do tisuća karika u svakom lancu.Dugi lanci prenose važna fizička svojstva, kao što su čvrstoća i žilavost, s kojima kratke molekule jednostavno ne mogu parirati.
"Plastika" je zapravo skraćeni oblik "termoplastike", pojma koji opisuje polimerne materijale koji se mogu oblikovati i preoblikovati pomoću topline.
Modernu industriju polimera zapravo je stvorio Wallace Carothers iz DuPonta 1930-ih.Njegov mukotrpan rad na poliamidima doveo je do komercijalizacije najlona, jer je ratna nestašica svile prisilila žene da traže čarape drugdje.
Kada su drugi materijali postali rijetki tijekom Drugog svjetskog rata, istraživači su tražili sintetske polimere kako bi popunili praznine.Na primjer, opskrba prirodnom gumom za gume za vozila prekinuta je japanskim osvajanjem jugoistočne Azije, što je dovelo do ekvivalenta sintetičkog polimera.
Proboji u kemiji potaknuti znatiželjom doveli su do daljnjeg razvoja sintetičkih polimera, uključujući sada naširoko korišteni polipropilen i polietilen visoke gustoće.Na neke polimere, poput teflona, slučajno se naišlo.
Naposljetku, kombinacija potrebe, znanstvenog napretka i slutnje dovela je do cijelog niza polimera koje sada možete lako prepoznati kao "plastiku".Ovi su polimeri brzo komercijalizirani, zahvaljujući želji da se smanji težina proizvoda i da se osiguraju jeftine alternative prirodnim materijalima poput celuloze ili pamuka.
VRSTE PLASTIKE
U proizvodnji sintetičkih polimera u svijetu dominiraju poliolefini – polietilen i polipropilen.
Polietilen postoji u dvije vrste: "visoke gustoće" i "niske gustoće".Na molekularnoj razini, polietilen visoke gustoće izgleda kao češalj s pravilno raspoređenim kratkim zupcima.Verzija niske gustoće, s druge strane, izgleda kao češalj s nepravilno raspoređenim zubima nasumične duljine—nešto poput rijeke i njezinih pritoka ako se gledaju s visine.Iako su oba polietilena, zbog razlika u obliku ti se materijali ponašaju drugačije kada se oblikuju u filmove ili druge proizvode.
[Grafikon: Razgovor]
Poliolefini su dominantni iz nekoliko razloga.Prvo, mogu se proizvoditi korištenjem relativno jeftinog prirodnog plina.Drugo, oni su najlakši sintetski polimeri proizvedeni u velikim količinama;gustoća im je toliko mala da plutaju.Treće, poliolefini su otporni na oštećenja vodom, zrakom, masnoćom, otapalima za čišćenje—svim stvarima s kojima bi se ovi polimeri mogli susresti tijekom uporabe.Konačno, lako ih je oblikovati u proizvode, dok su dovoljno robusni da se ambalaža napravljena od njih neće deformirati u dostavnom kamionu koji cijeli dan stoji na suncu.
Međutim, ovi materijali imaju ozbiljne nedostatke.Razgrađuju se bolno sporo, što znači da će poliolefini preživjeti u okolišu desetljećima do stoljeća.U međuvremenu, djelovanje valova i vjetra ih mehanički ostruže, stvarajući mikročestice koje ribe i životinje mogu progutati, probijajući se prehrambenim lancem prema nama.
Recikliranje poliolefina nije tako jednostavno kao što bi se željelo zbog problema sa prikupljanjem i čišćenjem.Kisik i toplina uzrokuju oštećenje lanca tijekom ponovne obrade, dok hrana i drugi materijali kontaminiraju poliolefin.Stalni napredak u kemiji stvorio je nove vrste poliolefina s povećanom snagom i izdržljivošću, ali oni se ne mogu uvijek miješati s drugim vrstama tijekom recikliranja.Štoviše, poliolefini se često kombiniraju s drugim materijalima u višeslojnoj ambalaži.Iako ovi višeslojni konstrukti dobro funkcioniraju, nemoguće ih je reciklirati.
Polimere se ponekad kritizira jer se proizvode od nafte i prirodnog plina koji su sve rijeđi.Međutim, udio prirodnog plina ili nafte koji se koristi za proizvodnju polimera je vrlo nizak;manje od 5% nafte ili prirodnog plina proizvedenog svake godine koristi se za proizvodnju plastike.Nadalje, etilen se može proizvesti iz etanola šećerne trske, kao što to komercijalno radi Braskem u Brazilu.
KAKO SE KORISTI PLASTIKA
Ovisno o regiji, pakiranje troši 35% do 45% ukupno proizvedenog sintetskog polimera, gdje dominiraju poliolefini.Polietilen tereftalat, poliester, dominira tržištem boca za piće i tekstilnih vlakana.
U građevinarstvu se troši još 20% ukupno proizvedenih polimera, gdje dominiraju PVC cijevi i njihovi kemijski rođaci.PVC cijevi su lagane, mogu se lijepiti, a ne lemiti ili variti, i jako su otporne na štetne učinke klora u vodi.Nažalost, atomi klora koji PVC-u daju ovu prednost čine ga vrlo teškim za recikliranje – većina se odbacuje na kraju životnog vijeka.
Poliuretani, cijela obitelj srodnih polimera, naširoko se koriste u izolaciji pjene za domove i uređaje, kao iu arhitektonskim premazima.
Automobilski sektor koristi sve veće količine termoplasta, prvenstveno kako bi smanjio težinu i time postigao veće standarde učinkovitosti goriva.Europska unija procjenjuje da 16% težine prosječnog automobila čine plastični dijelovi, ponajviše unutarnji dijelovi i komponente.
Preko 70 milijuna tona termoplasta godišnje se koristi u tekstilu, uglavnom odjeći i tepisima.Više od 90% sintetičkih vlakana, uglavnom polietilen tereftalata, proizvodi se u Aziji.Porast upotrebe sintetičkih vlakana u odjeći došao je nauštrb prirodnih vlakana poput pamuka i vune, čija proizvodnja zahtijeva značajne količine poljoprivrednog zemljišta.Industrija sintetičkih vlakana doživjela je dramatičan rast za odjeću i tepihe, zahvaljujući interesu za posebna svojstva kao što su rastezljivost, upijanje vlage i prozračnost.
Kao i u slučaju pakiranja, tekstil se obično ne reciklira.Prosječni građanin SAD-a proizvede više od 90 funti tekstilnog otpada svake godine.Prema Greenpeaceu, prosječna osoba u 2016. kupila je 60% više odjevnih predmeta svake godine nego prosječna osoba prije 15 godina, a odjeću čuva kraće vrijeme.
Vrijeme objave: 3. srpnja 2023