Van sy vroeë begin tydens en na die Tweede Wêreldoorlog het die kommersiële industrie vir polimere – langketting sintetiese molekules waarvan “plastiek” 'n algemene wanbenaming is – vinnig gegroei.In 2015 is meer as 320 miljoen ton polimere, vesels uitgesluit, regoor die wêreld vervaardig.
[Chart: The Conversation]Tot die afgelope vyf jaar het polimeerprodukontwerpers tipies nie oorweeg wat na die einde van hul produk se aanvanklike leeftyd gaan gebeur nie.Dit begin verander, en hierdie kwessie sal in die komende jare toenemende fokus verg.
DIE PLASTIEK INDUSTRIE
"Plastiek" het 'n ietwat verkeerde manier geword om polimere te beskryf.Tipies afgelei van petroleum of aardgas, is dit langkettingmolekules met honderde tot duisende skakels in elke ketting.Lang kettings dra belangrike fisiese eienskappe oor, soos sterkte en taaiheid, wat kort molekules eenvoudig nie kan ooreenstem nie.
"Plastiek" is eintlik 'n verkorte vorm van "termoplastiek", 'n term wat polimeriese materiale beskryf wat met hitte gevorm en hervorm kan word.
Die moderne polimeerbedryf is effektief geskep deur Wallace Carothers by DuPont in die 1930's.Sy moeisame werk aan poliamiede het gelei tot die kommersialisering van nylon, aangesien 'n oorlogstyd tekort aan sy vroue gedwing het om elders vir sykouse te soek.
Toe ander materiale skaars geword het tydens die Tweede Wêreldoorlog, het navorsers na sintetiese polimere gekyk om die gapings te vul.Die toevoer van natuurlike rubber vir voertuigbande is byvoorbeeld afgesny deur die Japannese verowering van Suidoos-Asië, wat gelei het tot 'n sintetiese polimeer-ekwivalent.
Nuuskierigheidsgedrewe deurbrake in chemie het gelei tot verdere ontwikkeling van sintetiese polimere, insluitend die nou algemeen gebruikte polipropileen en hoëdigtheid poliëtileen.Sommige polimere, soos Teflon, is per ongeluk raakgeloop.
Uiteindelik het die kombinasie van behoefte, wetenskaplike vooruitgang en serendipiteit gelei tot die volle reeks polimere wat u nou geredelik as "plastiek" kan herken.Hierdie polimere is vinnig gekommersialiseer, danksy 'n begeerte om produkte se gewig te verminder en om goedkoop alternatiewe vir natuurlike materiale soos sellulose of katoen te verskaf.
TIPES PLASTIEK
Die produksie van sintetiese polimere wêreldwyd word oorheers deur die poliolefiene-poliëtileen en polipropileen.
Poliëtileen kom in twee tipes voor: "hoë digtheid" en "lae digtheid."Op die molekulêre skaal lyk hoëdigtheid poliëtileen soos 'n kam met gereeld gespasieerde, kort tande.Die laedigtheid-weergawe, aan die ander kant, lyk soos 'n kam met onreëlmatige gespasieerde tande van ewekansige lengte - ietwat soos 'n rivier en sy sytakke as dit van hoog af gesien word.Alhoewel hulle albei poliëtileen is, laat die verskille in vorm hierdie materiale anders optree wanneer dit in films of ander produkte gevorm word.
[Tabel: Die gesprek]
Poliolefiene is om 'n paar redes dominant.Eerstens kan hulle met relatief goedkoop aardgas vervaardig word.Tweedens, dit is die ligste sintetiese polimere wat op groot skaal vervaardig word;hul digtheid is so laag dat hulle dryf.Derdens weerstaan poliolefiene skade deur water, lug, ghries, skoonmaakmiddels - alles dinge wat hierdie polimere kan teëkom wanneer dit gebruik word.Laastens is dit maklik om in produkte te vorm, terwyl dit robuust genoeg is dat verpakking wat daarvan gemaak is, nie sal vervorm in 'n afleweringsvragmotor wat heeldag in die son sit nie.
Hierdie materiale het egter ernstige nadele.Hulle breek pynlik stadig af, wat beteken dat poliolefiene vir dekades tot eeue in die omgewing sal oorleef.Intussen skuur golf- en windaksie hulle meganies af, wat mikropartikels skep wat deur visse en diere ingeneem kan word, wat hul pad op in die voedselketting na ons toe maak.
Die herwinning van poliolefiene is nie so eenvoudig as wat 'n mens sou wou hê nie, weens die versameling en skoonmaakprobleme.Suurstof en hitte veroorsaak kettingskade tydens herverwerking, terwyl voedsel en ander materiale die poliolefien besoedel.Voortgesette vooruitgang in chemie het nuwe grade poliolefiene geskep met verbeterde sterkte en duursaamheid, maar dit kan nie altyd met ander grade meng tydens herwinning nie.Wat meer is, poliolefiene word dikwels gekombineer met ander materiale in meerlaagverpakking.Alhoewel hierdie meerlaagkonstruksies goed werk, is dit onmoontlik om te herwin.
Polimere word soms gekritiseer omdat hulle uit toenemend skaars petroleum en aardgas vervaardig word.Die fraksie van óf aardgas óf petroleum wat gebruik word om polimere te vervaardig is egter baie laag;minder as 5% van óf olie óf aardgas wat elke jaar geproduseer word, word aangewend om plastiek te genereer.Verder kan etileen uit suikerriet-etanol vervaardig word, soos kommersieel deur Braskem in Brasilië gedoen word.
HOE PLASTIEK GEBRUIK WORD
Afhangende van die streek, verbruik verpakking 35% tot 45% van die sintetiese polimeer wat in totaal geproduseer word, waar die poliolefiene oorheers.Poliëtileentereftalaat, 'n poliëster, oorheers die mark vir drankbottels en tekstielvesels.
Bou en konstruksie verbruik nog 20% van die totale geproduseerde polimere, waar PVC-pyp en sy chemiese neefs oorheers.PVC-pype is liggewig, kan eerder vasgeplak as gesoldeer of gesweis word, en weerstaan grootliks die skadelike effekte van chloor in water.Ongelukkig maak die chlooratome wat PVC hierdie voordeel verleen, dit baie moeilik om te herwin - die meeste word aan die einde van die lewe weggegooi.
Poliuretane, 'n hele familie van verwante polimere, word wyd gebruik in skuimisolasie vir huise en toestelle, sowel as in argitektoniese bedekkings.
Die motorsektor gebruik toenemende hoeveelhede termoplastiek, hoofsaaklik om gewig te verminder en dus groter brandstofdoeltreffendheidstandaarde te bereik.Die Europese Unie skat dat 16% van die gewig van 'n gemiddelde motor plastiekkomponente is, veral vir binne-onderdele en -komponente.
Meer as 70 miljoen ton termoplastiek per jaar word gebruik in tekstiele, meestal klere en matte.Meer as 90% van sintetiese vesels, hoofsaaklik poliëtileentereftalaat, word in Asië vervaardig.Die groei in die gebruik van sintetiese vesel in klere het geskied ten koste van natuurlike vesels soos katoen en wol, wat aansienlike hoeveelhede landbougrond vereis om geproduseer te word.Die sintetiese veselbedryf het dramaties gegroei vir klere en matte, danksy belangstelling in spesiale eienskappe soos rek, vogafvoer en asemhaling.
Soos in die geval van verpakking, word tekstiele nie algemeen herwin nie.Die gemiddelde Amerikaanse burger genereer elke jaar meer as 90 pond tekstielafval.Volgens Greenpeace het die gemiddelde persoon in 2016 elke jaar 60% meer kledingstukke gekoop as wat die gemiddelde persoon 15 jaar vroeër gedoen het, en hou die klere vir 'n korter tydperk.
Postyd: Jul-03-2023