Od svojich raných začiatkov počas druhej svetovej vojny a po nej sa komerčný priemysel polymérov – syntetických molekúl s dlhým reťazcom, ktorých „plasty“ sú bežným nesprávnym pojmom – rýchlo rozrástol.V roku 2015 sa na celom svete vyrobilo viac ako 320 miliónov ton polymérov, s výnimkou vlákien.
[Graf: The Conversation] Až do posledných piatich rokov dizajnéri polymérových produktov zvyčajne neuvažovali o tom, čo sa stane po skončení počiatočnej životnosti ich produktu.To sa začína meniť a táto otázka si bude v nasledujúcich rokoch vyžadovať zvýšenú pozornosť.
PLASTIKÁRSKY PRIEMYSEL
„Plast“ sa stal trochu zavádzajúcim spôsobom opisu polymérov.Typicky odvodené z ropy alebo zemného plynu sú to molekuly s dlhým reťazcom so stovkami až tisíckami článkov v každom reťazci.Dlhé reťazce prenášajú dôležité fyzikálne vlastnosti, ako je pevnosť a húževnatosť, ktorým sa krátke molekuly jednoducho nevyrovnajú.
„Plast“ je vlastne skrátená forma „termoplastu“, čo je termín, ktorý opisuje polymérne materiály, ktoré možno tvarovať a pretvarovať pomocou tepla.
Moderný priemysel polymérov efektívne vytvoril Wallace Carothers v spoločnosti DuPont v 30. rokoch 20. storočia.Jeho starostlivá práca na polyamidoch viedla ku komercializácii nylonu, keďže vojnový nedostatok hodvábu prinútil ženy hľadať pančuchy inde.
Keď sa počas druhej svetovej vojny stali vzácne iné materiály, výskumníci hľadali syntetické polyméry, aby vyplnili medzery.Napríklad dodávka prírodného kaučuku pre pneumatiky vozidiel bola prerušená japonským dobytím juhovýchodnej Ázie, čo viedlo k ekvivalentu syntetického polyméru.
Prelomové objavy v chémii poháňané zvedavosťou viedli k ďalšiemu vývoju syntetických polymérov, vrátane teraz široko používaného polypropylénu a polyetylénu s vysokou hustotou.Na niektoré polyméry, ako napríklad teflón, sa narazilo náhodou.
Nakoniec kombinácia potreby, vedeckého pokroku a náhody viedla k celej škále polymérov, ktoré teraz môžete ľahko rozpoznať ako „plasty“.Tieto polyméry boli rýchlo komercializované vďaka túžbe znížiť hmotnosť produktov a poskytnúť lacné alternatívy k prírodným materiálom, ako je celulóza alebo bavlna.
TYPY PLASTOV
Vo výrobe syntetických polymérov celosvetovo dominujú polyolefíny – polyetylén a polypropylén.
Polyetylén je dostupný v dvoch typoch: „vysoká hustota“ a „nízka hustota“.V molekulárnom meradle vyzerá polyetylén s vysokou hustotou ako hrebeň s pravidelne rozmiestnenými krátkymi zubami.Verzia s nízkou hustotou na druhej strane vyzerá ako hrebeň s nepravidelne rozmiestnenými zubami náhodnej dĺžky – pri pohľade z výšky trochu ako rieka a jej prítoky.Aj keď sú oba polyetylénové, kvôli rozdielom v tvare sa tieto materiály správajú odlišne, keď sú tvarované do fólií alebo iných produktov.
[Graf: Rozhovor]
Polyolefíny sú dominantné z niekoľkých dôvodov.Po prvé, môžu byť vyrobené s použitím relatívne lacného zemného plynu.Po druhé, sú to najľahšie syntetické polyméry vyrábané vo veľkom meradle;ich hustota je taká nízka, že plávajú.Po tretie, polyolefíny odolávajú poškodeniu vodou, vzduchom, mastnotou, čistiacimi rozpúšťadlami – všetkým veciam, s ktorými sa tieto polyméry môžu stretnúť pri používaní.Nakoniec sa dajú ľahko tvarovať do produktov a zároveň sú dostatočne robustné, aby sa obaly z nich vyrobené nedeformovali v dodávke, ktorá sedí celý deň na slnku.
Tieto materiály však majú vážne nevýhody.Rozkladajú sa bolestivo pomaly, čo znamená, že polyolefíny prežijú v životnom prostredí desaťročia až stáročia.Pôsobenie vĺn a vetra ich medzitým mechanicky obrusuje a vytvára mikročastice, ktoré môžu pohltiť ryby a zvieratá a ktoré sa dostanú do potravinového reťazca smerom k nám.
Recyklácia polyolefínov nie je taká jednoduchá, ako by sme chceli, kvôli problémom so zberom a čistením.Kyslík a teplo spôsobujú poškodenie reťazca počas opätovného spracovania, zatiaľ čo potraviny a iné materiály kontaminujú polyolefín.Neustály pokrok v chémii vytvoril nové druhy polyolefínov so zvýšenou pevnosťou a odolnosťou, ktoré sa však počas recyklácie nemôžu vždy zmiešať s inými druhmi.Navyše sa polyolefíny často kombinujú s inými materiálmi vo viacvrstvových obaloch.Aj keď tieto viacvrstvové konštrukcie fungujú dobre, nie je možné ich recyklovať.
Polyméry sú niekedy kritizované za to, že sa vyrábajú z čoraz vzácnejšej ropy a zemného plynu.Podiel zemného plynu alebo ropy použitých na výrobu polymérov je však veľmi nízky;na výrobu plastov sa spotrebuje menej ako 5 % ropy alebo zemného plynu ročne.Ďalej sa etylén môže vyrábať z etanolu cukrovej trstiny, ako to komerčne robí Braskem v Brazílii.
AKO SA PLAST POUŽÍVA
V závislosti od regiónu spotrebuje balenie celkovo 35 % až 45 % vyrobeného syntetického polyméru, pričom dominujú polyolefíny.Polyetyléntereftalát, polyester, dominuje na trhu nápojových fliaš a textilných vlákien.
Stavebníctvo spotrebuje ďalších 20 % celkových vyrobených polymérov, kde dominujú PVC rúrky a ich chemické príbuzné.Rúry z PVC sú ľahké, dajú sa lepiť, nie spájkovať alebo zvárať, a veľmi odolávajú škodlivým účinkom chlóru vo vode.Žiaľ, atómy chlóru, ktoré dávajú PVC túto výhodu, veľmi sťažujú recykláciu – väčšina sa na konci životnosti vyhodí.
Polyuretány, celá rodina príbuzných polymérov, sú široko používané v penovej izolácii pre domácnosti a spotrebiče, ako aj v architektonických náteroch.
Automobilový sektor používa čoraz väčšie množstvo termoplastov, predovšetkým na zníženie hmotnosti, a tým aj na dosiahnutie vyšších štandardov palivovej účinnosti.Európska únia odhaduje, že 16 % hmotnosti priemerného automobilu tvoria plastové komponenty, najmä interiérové diely a komponenty.
Viac ako 70 miliónov ton termoplastov sa ročne používa v textíliách, väčšinou v odevoch a kobercoch.Viac ako 90 % syntetických vlákien, prevažne polyetyléntereftalátových, sa vyrába v Ázii.Nárast používania syntetických vlákien v odevoch prichádza na úkor prírodných vlákien, ako je bavlna a vlna, ktoré si vyžadujú produkciu značného množstva poľnohospodárskej pôdy.Odvetvie syntetických vlákien zaznamenalo dramatický rast v oblasti odevov a kobercov vďaka záujmu o špeciálne vlastnosti, ako je streč, odvod vlhkosti a priedušnosť.
Podobne ako v prípade obalov, ani textil sa bežne nerecykluje.Priemerný občan USA vyprodukuje každý rok viac ako 90 libier textilného odpadu.Podľa Greenpeace si priemerný človek v roku 2016 kúpil každý rok o 60 % viac kusov oblečenia ako priemerný človek pred 15 rokmi a oblečenie si necháva kratšie.
Čas odoslania: júl-03-2023