З самага пачатку падчас і пасля Другой сусветнай вайны камерцыйная прамысловасць палімераў — доўгаланцужных сінтэтычных малекул, «пластмасы» з'яўляюцца звычайнай памылковай назвай — хутка расла.У 2015 годзе ва ўсім свеце было выраблена больш за 320 мільёнаў тон палімераў, за выключэннем валокнаў.
[Дыяграма: размова] Да апошніх пяці гадоў дызайнеры палімерных вырабаў звычайна не задумваліся над тым, што адбудзецца пасля заканчэння першапачатковага тэрміну службы іх прадукту.Гэта пачынае мяняцца, і ў наступныя гады гэтаму пытанню спатрэбіцца больш увагі.
ПРАМЫСЛОВАСЦЬ ПЛАСТМАСАЎ
«Пластык» стаў некалькі памылковым спосабам апісання палімераў.Як правіла, яны атрымліваюцца з нафты або прыроднага газу, гэта малекулы з доўгім ланцугом з сотнямі і тысячамі звёнаў у кожным ланцугу.Доўгія ланцугі перадаюць важныя фізічныя ўласцівасці, такія як трываласць і трываласць, з якімі кароткія малекулы проста не могуць параўнацца.
"Пластык" - гэта скарочаная форма тэрміна "тэрмапластык", які апісвае палімерныя матэрыялы, якім можна надаваць форму і форму з дапамогай цяпла.
Сучасная палімерная прамысловасць была фактычна створана Уоллесам Карозерсам у DuPont у 1930-х гадах.Яго карпатлівая праца над поліамідамі прывяла да камерцыялізацыі нейлону, бо дэфіцыт шоўку падчас вайны прымусіў жанчын шукаць панчохі ў іншым месцы.
Калі падчас Другой сусветнай вайны іншыя матэрыялы сталі дэфіцытнымі, даследчыкі паглядзелі на сінтэтычныя палімеры, каб запоўніць прабелы.Напрыклад, пастаўкі натуральнага каўчуку для аўтамабільных шын былі спынены японскім заваяваннем Паўднёва-Усходняй Азіі, што прывяло да эквівалента сінтэтычнага палімера.
Абумоўленыя цікаўнасцю прарывы ў хіміі прывялі да далейшага развіцця сінтэтычных палімераў, у тым ліку шырока выкарыстоўванага цяпер поліпрапілена і поліэтылену высокай шчыльнасці.На некаторыя палімеры, напрыклад, на тэфлон, наткнуліся выпадкова.
У рэшце рэшт, спалучэнне патрэбы, навуковых дасягненняў і выпадковасці прывяло да поўнага набору палімераў, якія цяпер можна лёгка распазнаць як «пластык».Гэтыя палімеры былі хутка камерцыялізаваны, дзякуючы жаданні паменшыць вагу прадуктаў і забяспечыць недарагія альтэрнатывы натуральным матэрыялам, такім як цэлюлоза або бавоўна.
ВІДЫ ПЛАСТЫКІ
У вытворчасці сінтэтычных палімераў ва ўсім свеце дамінуюць поліалефіны - поліэтылен і поліпрапілен.
Поліэтылен бывае двух відаў: «высокай шчыльнасці» і «нізкай шчыльнасці».У малекулярным маштабе поліэтылен высокай шчыльнасці выглядае як расческа з раўнамерна размешчанымі кароткімі зубцамі.Версія з нізкай шчыльнасцю, з іншага боку, выглядае як грэбень з нерэгулярна размешчанымі зубцамі выпадковай даўжыні - чымсьці падобна на раку і яе прытокі, калі глядзець з вышыні.Нягледзячы на тое, што абодва яны поліэтыленавыя, з-за розніцы ў форме гэтыя матэрыялы паводзяць сябе па-рознаму пры фармаванні ў плёнкі або іншыя вырабы.
[Дыяграма: Размова]
Поліалефіны дамінуюць па некалькіх прычынах.Па-першае, іх можна вырабляць з выкарыстаннем адносна недарагога прыроднага газу.Па-другое, гэта самыя лёгкія сінтэтычныя палімеры, якія вырабляюцца ў вялікіх маштабах;іх шчыльнасць настолькі нізкая, што яны плаваюць.Па-трэцяе, поліалефіны супрацьстаяць пашкоджанням вадой, паветрам, тлушчам, ачышчальнымі растваральнікамі - усімі рэчамі, з якімі гэтыя палімеры могуць сутыкнуцца пры выкарыстанні.І, нарэшце, іх лёгка фармаваць у вырабы, і яны досыць трывалыя, каб вырабленая з іх упакоўка не дэфармавалася ў грузавіку, які ўвесь дзень сядзіць на сонцы.
Аднак гэтыя матэрыялы маюць сур'ёзныя мінусы.Яны вельмі павольна разбураюцца, што азначае, што поліалефіны будуць жыць у навакольным асяроддзі ад дзесяцігоддзяў да стагоддзяў.У той жа час хваля і вецер механічна сціраюць іх, утвараючы мікрачасціны, якія могуць праглынуць рыбы і жывёлы, прабіраючыся па харчовым ланцугу да нас.
Перапрацоўка поліалефінаў не такая простая, як хацелася б, з-за праблем са зборам і ачысткай.Кісларод і цяпло выклікаюць пашкоджанне ланцуга падчас паўторнай апрацоўкі, а ежа і іншыя матэрыялы забруджваюць поліалефін.Пастаянны прагрэс у хіміі прывёў да стварэння новых гатункаў поліалефінаў з падвышанай трываласцю і даўгавечнасцю, але яны не заўсёды могуць змешвацца з іншымі гатункамі падчас перапрацоўкі.Больш за тое, поліалефіны часта камбінуюць з іншымі матэрыяламі ў шматслаёвай ўпакоўцы.Хоць гэтыя шматслойныя канструкцыі працуюць добра, іх немагчыма перапрацаваць.
Часам палімеры крытыкуюць за тое, што яны вырабляюцца з усё больш дэфіцытнай нафты і прыроднага газу.Аднак доля прыроднага газу або нафты, якая выкарыстоўваецца для вытворчасці палімераў, вельмі нізкая;менш за 5% нафты або прыроднага газу, якія здабываюцца кожны год, выкарыстоўваюцца для вытворчасці пластмас.Акрамя таго, этылен можна вырабляць з этанолу цукровага трыснёга, як камерцыйна гэта робіцца Braskem у Бразіліі.
ЯК ВЫКАРЫСТОЎВАЮЦЬ ПЛАСТЫК
У залежнасці ад рэгіёна ўпакоўка спажывае ад 35% да 45% вырабленага сінтэтычнага палімера, дзе дамінуюць поліалефіны.Поліэтылентэрэфталат, поліэстэр, дамінуе на рынку бутэлек для напояў і тэкстыльных валокнаў.
Будаўніцтва спажывае яшчэ 20% ад агульнага аб'ёму вырабленых палімераў, дзе дамінуюць трубы ПВХ і іх хімічныя сваякі.Трубы ПВХ лёгкія, іх можна склейваць, а не паяць або зварваць, і яны моцна супрацьстаяць разбуральнаму ўздзеянню хлору ў вадзе.На жаль, атамы хлору, якія надаюць ПВХ гэтую перавагу, вельмі ўскладняюць яго перапрацоўку - большасць з іх выкідваецца ў канцы тэрміну службы.
Паліурэтаны, цэлае сямейства роднасных палімераў, шырока выкарыстоўваюцца ў пенаізаляцыі для дамоў і бытавой тэхнікі, а таксама ў архітэктурных пакрыццях.
Аўтамабільны сектар выкарыстоўвае ўсё большую колькасць тэрмапластаў, перш за ўсё, каб паменшыць вагу і, такім чынам, дасягнуць больш высокіх стандартаў паліўнай эфектыўнасці.Паводле ацэнак Еўрапейскага саюза, 16% вагі сярэдняга аўтамабіля складаюць пластыкавыя кампаненты, у першую чаргу ўнутраныя дэталі і кампаненты.
Больш за 70 мільёнаў тон тэрмапластаў у год выкарыстоўваецца ў тэкстыльных вырабах, у асноўным у вопратцы і дывановых пакрыццях.Больш за 90% сінтэтычных валокнаў, у асноўным поліэтылентэрэфталату, вырабляецца ў Азіі.Рост выкарыстання сінтэтычных валокнаў у вопратцы адбыўся за кошт натуральных валокнаў, такіх як бавоўна і поўсць, для вытворчасці якіх патрабуецца значная колькасць сельгасугоддзяў.Прамысловасць сінтэтычных валокнаў стала рэзка развівацца ў вытворчасці адзення і дывановых пакрыццяў дзякуючы цікавасці да асаблівых уласцівасцей, такіх як эластычнасць, вільгацепранікальнасць і паветрапранікальнасць.
Як і ў выпадку з упакоўкай, тэкстыль звычайна не перапрацоўваецца.Сярэдні грамадзянін ЗША стварае больш за 90 фунтаў тэкстыльных адходаў кожны год.Па дадзеных Greenpeace, сярэдні чалавек у 2016 годзе штогод купляў на 60% больш адзення, чым сярэдні чалавек 15 гадоў таму, і захоўваў адзенне меншы перыяд часу.
Час публікацыі: 3 ліпеня 2023 г