De la începuturile sale în timpul și după cel de-al Doilea Război Mondial, industria comercială a polimerilor – molecule sintetice cu lanț lung, dintre care „materialele plastice” sunt o denumire greșită comună – a crescut rapid.În 2015, peste 320 de milioane de tone de polimeri, cu excepția fibrelor, au fost fabricate pe tot globul.
[Grafic: Conversația] Până în ultimii cinci ani, designerii de produse polimerice nu au luat în considerare de obicei ce se va întâmpla după sfârșitul duratei de viață inițiale a produsului lor.Acest lucru începe să se schimbe și această problemă va necesita o atenție sporită în anii următori.
INDUSTRIA PLASTICELOR
„Plasticul” a devenit o modalitate oarecum greșită de a descrie polimerii.De obicei derivate din petrol sau gaze naturale, acestea sunt molecule cu lanț lung, cu sute până la mii de legături în fiecare lanț.Lanțurile lungi transmit proprietăți fizice importante, cum ar fi rezistența și duritatea, pe care moleculele scurte pur și simplu nu le pot egala.
„Plastic” este de fapt o formă scurtă de „termoplastic”, un termen care descrie materialele polimerice care pot fi modelate și remodelate folosind căldură.
Industria modernă a polimerilor a fost creată efectiv de Wallace Carothers la DuPont în anii 1930.Munca sa minuțioasă asupra poliamidelor a dus la comercializarea nailonului, deoarece lipsa de mătase din timpul războiului a forțat femeile să caute ciorapi în altă parte.
Când alte materiale au devenit rare în timpul celui de-al Doilea Război Mondial, cercetătorii s-au uitat la polimeri sintetici pentru a umple golurile.De exemplu, furnizarea de cauciuc natural pentru anvelopele autovehiculelor a fost întreruptă de cucerirea japoneza a Asiei de Sud-Est, ceea ce a condus la un echivalent polimer sintetic.
Descoperirile în chimie determinate de curiozitate au condus la dezvoltarea în continuare a polimerilor sintetici, inclusiv polipropilena utilizată pe scară largă și polietilena de înaltă densitate.Unii polimeri, cum ar fi teflonul, au fost întâlniți din întâmplare.
În cele din urmă, combinația dintre nevoi, progrese științifice și serendipity a condus la o suită completă de polimeri pe care acum îi puteți recunoaște cu ușurință drept „plastice”.Acești polimeri au fost comercializați rapid, datorită dorinței de a reduce greutatea produselor și de a oferi alternative ieftine la materialele naturale precum celuloza sau bumbacul.
TIPURI DE PLASTIC
Producția de polimeri sintetici la nivel global este dominată de poliolefine – polietilenă și polipropilenă.
Polietilena vine în două tipuri: „densitate mare” și „densitate scăzută”.La scară moleculară, polietilena de înaltă densitate arată ca un pieptene cu dinți scurti, distanțați în mod regulat.Versiunea cu densitate scăzută, pe de altă parte, arată ca un pieptene cu dinți distanțați neregulat de lungime aleatorie – oarecum ca un râu și afluenții săi dacă văd de sus.Deși ambele sunt din polietilenă, diferențele de formă fac ca aceste materiale să se comporte diferit atunci când sunt turnate în filme sau alte produse.
[Diagrama: Conversația]
Poliolefinele sunt dominante din câteva motive.În primul rând, pot fi produse folosind gaze naturale relativ ieftine.În al doilea rând, sunt cei mai ușori polimeri sintetici produși la scară largă;densitatea lor este atât de mică încât plutesc.În al treilea rând, poliolefinele rezistă la deteriorarea apei, aerului, grăsimilor, solvenților de curățare - toate lucrurile pe care acești polimeri le-ar putea întâlni atunci când sunt utilizați.În cele din urmă, sunt ușor de transformat în produse, în timp ce sunt suficient de robuste încât ambalajele făcute din ele să nu se deformeze într-un camion de livrare care sta la soare toată ziua.
Cu toate acestea, aceste materiale au dezavantaje serioase.Ele se degradează dureros lent, ceea ce înseamnă că poliolefinele vor supraviețui în mediu decenii până la secole.Între timp, acțiunea valurilor și a vântului le abrazează mecanic, creând microparticule care pot fi ingerate de pești și animale, făcându-și drum în sus în lanțul trofic către noi.
Reciclarea poliolefinelor nu este atât de simplă pe cât s-ar dori din cauza problemelor de colectare și curățare.Oxigenul și căldura provoacă deteriorarea lanțului în timpul reprocesării, în timp ce alimentele și alte materiale contaminează poliolefina.Progresele continue în chimie au creat noi clase de poliolefine cu rezistență și durabilitate sporite, dar acestea nu se pot amesteca întotdeauna cu alte clase în timpul reciclării.În plus, poliolefinele sunt adesea combinate cu alte materiale în ambalaje multistrat.Deși aceste construcții multistrat funcționează bine, sunt imposibil de reciclat.
Polimerii sunt uneori criticați pentru că sunt produși din petrol și gaze naturale din ce în ce mai rare.Cu toate acestea, fracția fie de gaz natural, fie de petrol folosită pentru a produce polimeri este foarte scăzută;mai puțin de 5% din petrol sau gaze naturale produse în fiecare an este folosit pentru a produce materiale plastice.În plus, etilena poate fi produsă din etanol din trestie de zahăr, așa cum se face comercial de Braskem în Brazilia.
CUM SE UTILIZA PLASTICUL
În funcție de regiune, ambalajul consumă 35% până la 45% din polimerul sintetic produs în total, unde poliolefinele domină.Tereftalatul de polietilenă, un poliester, domină piața sticlelor pentru băuturi și a fibrelor textile.
Construcția și construcția consumă încă 20% din totalul polimerilor produși, unde domină conducta din PVC și verii ei chimici.Țevile din PVC sunt ușoare, pot fi lipite mai degrabă decât lipite sau sudate și rezistă foarte mult efectelor dăunătoare ale clorului din apă.Din păcate, atomii de clor care conferă PVC-ului acest avantaj îl fac foarte dificil de reciclat – majoritatea sunt aruncați la sfârșitul vieții.
Poliuretanii, o întreagă familie de polimeri înrudiți, sunt utilizați pe scară largă în izolarea cu spumă pentru case și aparate, precum și în acoperirile arhitecturale.
Sectorul auto utilizează cantități tot mai mari de termoplastice, în primul rând pentru a reduce greutatea și, prin urmare, pentru a atinge standarde mai mari de eficiență a combustibilului.Uniunea Europeană estimează că 16% din greutatea unui automobil mediu este reprezentată de componente din plastic, în special pentru piesele și componentele interioare.
Peste 70 de milioane de tone de termoplastice pe an sunt folosite în textile, în principal îmbrăcăminte și covoare.Peste 90% din fibrele sintetice, în mare parte polietilen tereftalat, sunt produse în Asia.Creșterea utilizării fibrelor sintetice în îmbrăcăminte a venit în detrimentul fibrelor naturale precum bumbacul și lâna, care necesită cantități semnificative de teren agricol pentru a fi produse.Industria fibrelor sintetice a cunoscut o creștere dramatică pentru îmbrăcăminte și covoare, datorită interesului față de proprietăți speciale, cum ar fi elasticitatea, absorbția umezelii și respirabilitatea.
Ca și în cazul ambalajelor, textilele nu sunt de obicei reciclate.Cetăţeanul mediu american generează peste 90 de kilograme de deşeuri textile în fiecare an.Potrivit Greenpeace, o persoană obișnuită în 2016 a cumpărat cu 60% mai multe articole de îmbrăcăminte în fiecare an decât o persoană obișnuită cu 15 ani mai devreme și păstrează hainele pentru o perioadă mai scurtă de timp.
Ora postării: Iul-03-2023