Kopš agrīnajiem pirmsākumiem Otrā pasaules kara laikā un pēc tā, komerciālā rūpniecība polimēriem-garo ķēžu sintētiskajām molekulām, kuru “plastmasa” ir izplatīta nepareiza nāvēja-ir strauji pieaudzis.2015. gadā visā pasaulē tika ražoti vairāk nekā 320 miljoni tonnu polimēru, izņemot šķiedras.
[Diagramma: saruna]Līdz pēdējiem pieciem gadiem polimēru izstrādājumu dizaineri parasti nav ņēmuši vērā to, kas notiks pēc viņu produkta sākotnējās kalpošanas laika beigām.Tas sāk mainīties, un šai problēmai nākamajos gados būs jāpievērš uzmanība.
PLASTMASAS RŪPNIECĪBA
“Plastmasa” ir kļuvusi par nedaudz nepareizu veidu, kā aprakstīt polimērus.Tās parasti ir iegūtas no naftas vai dabasgāzes, un tās ir garas ķēdes molekulas ar simtiem līdz tūkstošiem saišu katrā ķēdē.Garās ķēdes nodod svarīgas fizikālās īpašības, piemēram, izturību un stingrību, kurām īsās molekulas vienkārši nevar atbilst.
“Plastmasa” faktiski ir saīsināta “termoplastiskā” forma, termins, kas apraksta polimēru materiālus, kurus var veidot un pārveidot, izmantojot siltumu.
Moderno polimēru nozari 20. gadsimta 30. gados efektīvi izveidoja Wallace Carothers uzņēmumā DuPont.Viņa rūpīgais darbs pie poliamīdiem noveda pie neilona komercializācijas, jo kara laika zīda trūkums piespieda sievietes meklēt zeķes citur.
Kad Otrā pasaules kara laikā citi materiāli kļuva maz, pētnieki meklēja sintētiskos polimērus, lai aizpildītu spraugas.Piemēram, dabiskā gumijas piegādi transportlīdzekļu riepām pārtrauca Japānas Dienvidaustrumu Āzijas iekarošana, izraisot sintētiska polimēra ekvivalentu.
Ziņkārības virzītie sasniegumi ķīmijā izraisīja turpmāku sintētisko polimēru attīstību, ieskaitot tagad plaši izmantoto polipropilēna un augsta blīvuma polietilēnu.Daži polimēri, piemēram, teflons, tika pakļauti nejauši.
Galu galā vajadzību, zinātniskā progresa un serendipity kombinācija noveda pie pilnīgas polimēru komplekta, kuru jūs tagad varat viegli atpazīt kā “plastmasu”.Šie polimēri tika ātri komercializēti, pateicoties vēlmei samazināt produktu svaru un nodrošināt lētas alternatīvas dabīgiem materiāliem, piemēram, celulozei vai kokvilnai.
Plastmasas veidi
Sintētisko polimēru ražošanā pasaulē dominē poliolefīni – polietilēns un polipropilēns.
Polietilēnam ir divu veidu: “augsts blīvums” un “zems blīvums”.Molekulārā skalā augsta blīvuma polietilēns izskatās kā ķemme ar regulāri izvietotiem, īsiem zobiem.No otras puses, zema blīvuma versija izskatās kā ķemme ar neregulāri izvietotiem nejauša garuma zobiem-kaut kas tāds kā upe un tās pietekas, ja to redz no augsta augšpusē.Lai arī tie abi ir polietilēns, formas atšķirības liek šiem materiāliem izturēties atšķirīgi, ja tos veido filmās vai citos produktos.
[Diagramma: saruna]
Poliolefīni dominē dažu iemeslu dēļ.Pirmkārt, tos var ražot, izmantojot salīdzinoši lētu dabasgāzi.Otrkārt, tie ir vieglākie sintētiskie polimēri, kas ražoti plašā mērogā;to blīvums ir tik zems, ka tie peld.Treškārt, poliolefīni pretojas ūdens, gaisa, tauku, tīrīšanas šķīdinātāju bojājumiem - visām lietām, ar kurām šie polimēri varētu sastapties, lietojot.Visbeidzot, tos ir viegli veidot produktos, savukārt pietiekami izturīgs, ka no tiem izgatavots iepakojums ne deformējas kravas automašīnā, kas sēž saulē visu dienu.
Tomēr šiem materiāliem ir nopietnas negatīvas puses.Tie noārdās sāpīgi lēnām, kas nozīmē, ka poliolefīni vidē izdzīvos gadu desmitiem līdz gadsimtiem ilgi.Tikmēr viļņu un vēja darbība tos mehāniski nobremzē, izveidojot mikrodaļiņas, kuras var uzņemt zivis un dzīvnieki, dodoties augšup pa pārtikas ķēdi pret mums.
Poliolefīnu pārstrāde nav tik vienkārša, kā to vēlētos, ņemot vērā kolekcijas un tīrīšanas problēmas.Skābeklis un siltums izraisa ķēdes bojājumus atkārtotas apstrādes laikā, savukārt pārtika un citi materiāli piesārņo poliolefīnu.Ķīmijas nepārtrauktā attīstība ir radījusi jaunas poliolefīnu kategorijas ar uzlabotu izturību un izturību, taču tās ne vienmēr var sajaukt ar citām kategorijām pārstrādes laikā.Kaut arī šīs daudzslāņu konstrukcijas darbojas labi, tās nav iespējams pārstrādāt.
Polimēri dažkārt tiek kritizēti par to, ka tie tiek ražoti no arvien retāk sastopamās naftas un dabasgāzes.Tomēr polimēru ražošanā izmantotās dabasgāzes vai naftas frakcija ir ļoti zema;mazāk nekā 5% no katru gadu saražotās naftas vai dabasgāzes tiek izmantoti plastmasas ražošanai.Turklāt etilēnu var ražot no cukurniedru etanola, kā to komerciāli dara Braskem Brazīlijā.
Kā tiek izmantota plastmasa
Atkarībā no reģiona, iepakojums patērē 35% līdz 45% no kopumā saražotā sintētiskā polimēra, kur dominē poliolefīni.Polietes polietilēna tereftalāts, poliesters, dominē dzērienu pudeļu un tekstilizstrādājumu šķiedru tirgū.
Būvniecībā un celtniecībā tiek patērēti vēl 20% no kopējā saražotā polimēru apjoma, kur dominē PVC caurules un to ķīmiskie radinieki.PVC caurules ir vieglas, tās var līmēt, nevis lodēt vai metināt, un tās lieliski iztur ūdenī esošā hlora kaitīgo ietekmi.Diemžēl hlora atomi, kas nodrošina PVC šo priekšrocību, ļoti apgrūtina tā otrreizēju pārstrādi — lielākā daļa no tiem tiek izmesti ekspluatācijas laika beigās.
Poliuretāni, visa saistītu polimēru saime, tiek plaši izmantoti māju un ierīču putu izolācijā, kā arī arhitektūras pārklājumos.
Eiropas Savienība lēš, ka 16% no vidēja automobiļa svara ir plastmasas detaļas, jo īpaši salona daļas un detaļas.
Vairāk nekā 70 miljoni tonnu termoplastikas gadā tiek izmantoti tekstilizstrādājumos, galvenokārt apģērbā un paklājos.Āzijā ražo vairāk nekā 90% sintētisko šķiedru, lielākoties polietilēntereftalāta.Sintētiskās šķiedras lietošanas pieaugums apģērbā ir noticis uz tādu dabisko šķiedru, piemēram, kokvilnas un vilnas, rēķina, kurai nepieciešams ievērojams daudzums lauksaimniecības zemes.Sintētisko šķiedru rūpniecībā ir bijusi dramatiska apģērba un paklāju izaugsme, pateicoties interesei par īpašām īpašībām, piemēram, stiepšanos, mitrumu un elpošanu.
Tāpat kā iesaiņojuma gadījumā, tekstilizstrādājumi parasti netiek pārstrādāti.Vidējais ASV pilsonis katru gadu rada vairāk nekā 90 mārciņas tekstilizstrādājumu atkritumu.Saskaņā ar Greenpeace datiem vidusmēra cilvēks 2016. gadā katru gadu iegādājās par 60% vairāk apģērba vienību nekā vidusmēra cilvēks 15 gadus iepriekš, un drēbes glabā īsāku laiku.
Izlikšanas laiks: jūlijs 03-2023