מההתחלה המוקדמת שלה במהלך מלחמת העולם השנייה ואחריה, התעשייה המסחרית לפולימרים-מולקולות סינתטיות ארוכות-שרשרת בהן "פלסטיק" הן לא נכון-שכיחות שכיחה שגדלה במהירות.בשנת 2015, מעל 320 מיליון טונות של פולימרים, למעט סיבים, יוצרו ברחבי העולם.
[תרשים: השיחה] עד לחמש השנים האחרונות, מעצבי מוצרי פולימרים בדרך כלל לא שקלו מה יקרה לאחר תום תקופת החיים הראשונית של המוצר שלהם.זה מתחיל להשתנות, והנושא הזה ידרוש מיקוד הולך וגובר בשנים הבאות.
תעשיית הפלסטיק
"פלסטיק" הפך לדרך מעט מוטעית לתאר פולימרים.בדרך כלל מופקים מנפט או גז טבעי, אלו מולקולות ארוכות שרשרת עם מאות עד אלפי חוליות בכל שרשרת.שרשראות ארוכות משדרות תכונות פיזיקליות חשובות, כמו חוזק וקשיחות, שמולקולות קצרות פשוט לא יכולות להתאים.
"פלסטיק" הוא למעשה צורה מקוצרת של "תרמופלסטי", מונח המתאר חומרים פולימריים שניתן לעצב ולעצב מחדש באמצעות חום.
תעשיית הפולימרים המודרנית נוצרה למעשה על ידי Wallace Carothers ב-DuPont בשנות ה-30.עבודתו הקפדנית על פוליאמידים הובילה למסחור של ניילון, שכן מחסור בזמן מלחמה במשי אילץ נשים לחפש גרביים במקומות אחרים.
כאשר חומרים אחרים הפכו נדירים במהלך מלחמת העולם השנייה, החוקרים הסתכלו על פולימרים סינתטיים כדי למלא את החסר.לדוגמה, אספקת הגומי הטבעי לצמיגי רכב נותקה בעקבות הכיבוש היפני של דרום מזרח אסיה, מה שהוביל למקבילה של פולימר סינתטי.
פריצות דרך מונעות סקרנות בכימיה הובילו לפיתוח נוסף של פולימרים סינתטיים, כולל פוליפרופילן בשימוש נרחב ופוליאתילן בצפיפות גבוהה.כמה פולימרים, כמו טפלון, נתקלו במקרה.
בסופו של דבר, השילוב של צורך, התקדמות מדעית וסרנדיפיות הובילו לחבילת הפולימרים המלאה שכעת אתה יכול לזהות בקלות כ"פלסטיק".פולימרים אלו הוסרו במהירות, הודות לרצון להפחית את משקל המוצרים ולספק חלופות זולות לחומרים טבעיים כמו תאית או כותנה.
סוגי פלסטיק
הייצור של פולימרים סינתטיים ברחבי העולם נשלט על ידי הפוליאולפינים-פוליאתילן ופוליפרופילן.
פוליאתילן מגיע בשני סוגים: "צפיפות גבוהה" ו"צפיפות נמוכה. "בסולם המולקולרי, פוליאתילן בצפיפות גבוהה נראה כמו מסרק עם שיניים קצרות וקצרות.הגרסה בצפיפות נמוכה, לעומת זאת, נראית כמו מסרק עם שיניים ברווחים לא סדירים באורך אקראי - קצת כמו נהר ויובליו אם רואים אותו מלמעלה.למרות ששניהם פוליאתילן, ההבדלים בצורת גורמים לחומרים אלה להתנהג באופן שונה כאשר הם מעוצבים לסרטים או למוצרים אחרים.
[תרשים: השיחה]
ראשית, ניתן לייצר אותם באמצעות גז טבעי זול יחסית.שנית, הם הפולימרים הסינתטיים הקלים ביותר המיוצרים בקנה מידה גדול;הצפיפות שלהם כל כך נמוכה שהם צפים.שלישית, פוליאולפינים מתנגדים לנזק על ידי מים, אוויר, שומן, ממיסים לניקוי - כל הדברים שפולימרים אלה יכולים להיתקל בהם בעת השימוש.לבסוף, קל לעצב אותם למוצרים, בעוד שהם חזקים מספיק כדי שהאריזה העשויה מהם לא תתעוות במשאית משלוחים שיושבת בשמש כל היום.
עם זאת, לחומרים אלה יש חסרונות רציניים.הם משפילים לאט באטיות, כלומר, פוליאולפינים ישרדו בסביבה במשך עשרות שנים עד מאות שנים.בינתיים, פעולת הגלים והרוח שוחקים אותם באופן מכני, ויוצרים מיקרו-חלקיקים שניתן לבלוע על ידי דגים ובעלי חיים, ועושים את דרכם במעלה שרשרת המזון לקראתנו.
מיחזור פוליאולפינים אינו פשוט כמו שרוצים בגלל בעיות איסוף וניקוי.חמצן וחום גורמים נזק לשרשרת במהלך עיבוד מחדש, ואילו מזון וחומרים אחרים מזהמים את הפוליולפין.התקדמות מתמשכת בכימיה יצרה דרגות חדשות של פוליאולפינים עם חוזק ועמידות משופרים, אך אלה לא תמיד יכולים להתערבב עם דרגות אחרות במהלך המיחזור.מה שכן, פוליאולפינים משולבים לרוב עם חומרים אחרים באריזה רב שכבתי.אמנם מבנים רב שכבתיים אלה עובדים היטב, אך אי אפשר למחזר אותם.
פולימרים זוכים לפעמים לביקורת על כך שהם מופקים מנפט וגז טבעי שהולכים ומתמעטים.עם זאת, החלק של הגז הטבעי או הנפט המשמש לייצור פולימרים הוא נמוך מאוד;פחות מ-5% מהנפט או הגז הטבעי המיוצרים מדי שנה מועסקים לייצור פלסטיק.יתר על כן, ניתן לייצר אתילן מאתנול של קני סוכר, כפי שנעשה באופן מסחרי על ידי Braskem בברזיל.
כיצד משתמשים בפלסטיק
בהתאם לאזור, האריזה צורכת 35% עד 45% מהפולימר הסינטטי המיוצר בסך הכל, שם שולטים הפוליאולפינים.פוליאתילן טרפתלט, פוליאסטר, שולט בשוק של בקבוקי משקה וסיבי טקסטיל.
בניין ובנייה צורכים עוד 20% מסך הפולימרים המיוצרים, שם שולטים צינורות PVC ובני דודיו הכימיים.צינורות PVC הם קלים, ניתנים להדבקה במקום להלחם או לרתך, ומתנגדים מאוד להשפעות המזיקות של הכלור במים.למרבה הצער, אטומי הכלור המעניקים יתרון זה ל-PVC מקשים מאוד על מיחזור - רובם נזרק בסוף החיים.
פוליאוריטן, משפחה שלמה של פולימרים קשורים, נמצאים בשימוש נרחב בבידוד קצף לבתים ומכשירי חשמל, כמו גם בציפויים אדריכליים.
מגזר הרכב משתמש בכמויות הולכות וגדלות של תרמופלסטיים, בעיקר כדי להפחית משקל ולפיכך להשיג תקני יעילות דלק גבוהים יותר.האיחוד האירופי מעריך כי 16% מהמשקל של רכב ממוצע הוא רכיבי פלסטיק, בעיקר עבור חלקים ורכיבים פנימיים.
למעלה מ-70 מיליון טון של תרמופלסטיים בשנה משמשים בטקסטיל, בעיקר ביגוד ושטיחים.יותר מ- 90% מהסיבים הסינתטיים, ברובם טרשתלטים פוליאתילן, מיוצרים באסיה.הגידול בשימוש בסיבים סינתטיים בבגדים הגיע על חשבון סיבים טבעיים כמו כותנה וצמר, הדורשים לייצור כמויות משמעותיות של אדמות חקלאיות.בתעשיית הסיבים הסינתטיים חלה צמיחה דרמטית לבגדים ושטיחים, הודות להתעניינות בתכונות מיוחדות כמו מתיחה, פגום לחות ויכולת נשימה.
כמו במקרה של אריזות, טקסטיל לא נהוג למחזר.אזרח ארה"ב ממוצע מייצר יותר מ-90 פאונד של פסולת טקסטיל מדי שנה.לפי גרינפיס, אדם ממוצע ב-2016 קנה 60% יותר פריטי לבוש מדי שנה מאשר אדם ממוצע 15 שנים קודם לכן, ושומר על הבגדים לפרק זמן קצר יותר.
זמן פרסום: יולי-03-2023