Producendo milioni di tonnellate di prodotti in plastica ogni anno, fonte foto: Bert Kaufmann / Wikimedia, CC BY
Dalla seconda guerra mondiale e all'inizio, l'industria commerciale dei polimeri - le molecole sintetiche a catena lunga - "plastica" è un termine improprio comune - è cresciuta rapidamente. Nel 2015 sono stati prodotti oltre 320 milioni di tonnellate di polimeri in tutto il mondo, esclusa la fibra..
Negli ultimi cinque anni, i progettisti di prodotti polimerici non hanno inizialmente considerato cosa succede dopo la fine della loro vita utile, ma questa situazione sta iniziando a cambiare e riceverà maggiore attenzione nei prossimi anni.
Industria della plastica
"Plastica" è diventato un modo fuorviante di descrivere i polimeri, che di solito provengono da molecole a catena lunga di petrolio o gas naturale, con centinaia o migliaia di anelli in ogni catena: catene lunghe indicano che le molecole corte semplicemente non possono eguagliare. Proprietà fisiche importanti come resistenza e tenacità.
"Plastica" è in realtà un'abbreviazione di "termoplastico", un termine che descrive un materiale polimerico che può essere modellato e rimodellato utilizzando il calore.
L'industria moderna dei polimeri è in realtà Fondato da Wallace Karos negli anni '30 Il suo arduo studio sulle poliammidi portò alla commercializzazione del nylon, poiché le carenze di seta in tempo di guerra costrinsero le donne a cercare altri materiali per fare calze.
Quando altri materiali divennero scarsi durante la seconda guerra mondiale, i ricercatori cercarono polimeri sintetici per colmare il divario: per esempio, la conquista del Giappone del Sud-Est asiatico interruppe la fornitura di gomma naturale per i pneumatici automobilistici, portando a un polimero sintetico. Compare un sostituto.
CC-BY-ND Fonte: Plastics Europe
I progressi nella chimica hanno guidato l'ulteriore sviluppo di polimeri sintetici, tra cui polipropilene e polietilene ad alta densità, che sono ora ampiamente utilizzati.Alcuni polimeri sono stati scoperti per caso, come il Teflon.
Alla fine, La combinazione di domanda, avanzamento scientifico e scoperta casuale forma un set completo di prodotti polimerici che ora puoi facilmente identificare come "plastica" Questi polimeri vengono commercializzati rapidamente poiché cercano di ridurre il peso dei loro prodotti e offrono alternative economiche ai materiali naturali come la cellulosa o il cotone.
Tipo di plastica
I polimeri sintetici prodotti globalmente sono principalmente Poliolefina: polietilene e polipropilene.
Esistono due tipi di polietilene: "alta densità" e "bassa densità" A livello molecolare, l'HDPE sembra un pettine con denti corti regolarmente distanziati, mentre la versione a bassa densità sembra un pettine a denti lunghi con spaziatura irregolare; Visto da un'altezza, è un po 'come un fiume e i suoi affluenti, anche se sono tutti in polietilene, la differenza di forma fa sì che questi materiali si comportino diversamente quando sono stampati in film o altri prodotti.
CC-BY-ND Fonte: Scientific Progress (2017)
Ci sono molte ragioni per i vantaggi delle poliolefine. In primo luogo, possono essere prodotti utilizzando un gas naturale relativamente poco costoso, in secondo luogo sono i polimeri sintetici più leggeri prodotti su larga scala, la loro densità è così bassa da poter galleggiare.In terzo luogo, le poliolefine possono resistere all'acqua, all'aria, Grasso, danno detergente - tutti problemi che questi polimeri possono incontrare durante l'utilizzo. Infine, sono facilmente modellabili in prodotti, ma abbastanza forti da non deformare le casse che sono state trasportate dai camion di trasporto esposti al sole tutto il giorno.
Tuttavia, questi materiali presentano seri inconvenienti: il loro tasso di degradazione è molto lento, il che significa che le poliolefine esistono nell'ambiente naturale da decenni a secoli e allo stesso tempo le onde e l'erosione del vento le indossano meccanicamente, con conseguente Microparticelle che possono essere inghiottite da pesci e animali Queste particelle si muovono verso di noi lungo la catena alimentare.
A causa dei problemi di raccolta e pulizia, il riciclaggio delle poliolefine non è così semplice come ci si aspetterebbe: durante il ritrattamento, l'ossigeno e il calore possono causare danni a catena lunga, mentre cibo e altre sostanze possono contaminare le poliolefine. I gradi di poliolefina aumentano la resistenza e la durabilità, ma non possono sempre essere miscelati con altri tipi durante il riciclaggio.Poiché più importante, le poliolefine sono spesso combinate con altri materiali in confezioni multistrato; Sebbene queste strutture multistrato funzionino bene, non sono riciclabili.
A causa della crescente penuria di petrolio e gas naturale, la produzione di polimeri è stata criticata, tuttavia la percentuale di gas naturale o petrolio utilizzata per produrre polimeri è molto bassa: meno del 5% del petrolio o del gas naturale prodotto ogni anno viene utilizzato per produrre materie plastiche. L'etilene può essere estratto dall'etanolo della canna da zucchero, proprio come Braskem del Brasile sta facendo commercialmente.
CC-BY-ND Fonte: British Plastics Federation
Come usare la plastica
A seconda della funzione, il pacchetto La quantità totale di polimero consumata è compresa tra il 35% e il 45% della quantità totale di polimero sintetico. 2. Il polietilentereftalato domina il mercato delle bottiglie per bevande e delle fibre tessili.
Case ed edifici civili consumano il 20% del polimero totale prodotto, con tubi in PVC predominanti I tubi in PVC sono leggeri, possono essere incollati senza saldature o brasature e sono estremamente resistenti agli effetti dannosi del cloro nell'acqua, ma sfortunatamente gli atomi di cloro che danno questo vantaggio al PVC rendono il riciclo molto difficile-grande La maggior parte viene scartata alla fine della loro vita utile.
Il poliuretano è un gruppo completo di polimeri correlati, ampiamente utilizzato nei materiali isolanti in schiuma e nei rivestimenti architettonici per uso domestico ed elettrico.
L'industria automobilistica utilizza sempre più materiali termoplastici, principalmente per ridurre il peso e conseguire così standard di efficienza del carburante più elevati Il 16% del peso delle auto ordinarie è costituito da parti in plastica e, soprattutto, da parti interne e componenti.
CC-BY-ND Fonte: Scientific Progress (2017)
Più di 70 milioni di tonnellate di materiali termoplastici vengono utilizzati annualmente per tessuti, principalmente abbigliamento e tappeti. Oltre il 90% delle fibre sintetiche (principalmente polietereftalato) sono prodotte in Asia, mentre la crescita delle fibre sintetiche nell'abbigliamento è a scapito delle fibre naturali come il cotone e la lana, che richiedono la produzione di una grande quantità di terreni agricoli. A causa di requisiti prestazionali speciali come lo stretching, l'assorbimento dell'umidità e la traspirabilità, gli indumenti e i tappeti dell'industria tessile sintetica hanno registrato una crescita significativa.
Come nel caso del packaging, i tessuti non vengono solitamente riciclati: i cittadini ordinari degli Stati Uniti producono più di 90 chili di rifiuti tessili all'anno. Secondo Greenpeace, Nel 2016, la persona media acquista vestiti il 60% in più l'anno rispetto alla gente comune 15 anni fa, e gli abiti sono conservati per un periodo di tempo più breve..