Сколько лет пластику: раскрываем его возраст и происхождение

История пластика

Пластик стал повсеместным в современном обществе: он используется во всем: от бутылок с водой и упаковки пищевых продуктов до одежды, электроники и многого другого. Однако пластик — относительно новое изобретение, его широкое внедрение и внедрение в повседневные товары произошло примерно за последнее столетие.

В 1860-х годах ученые начали экспериментировать с веществами, известными как фенолы и альдегиды. Благодаря процессу, называемому полимеризацией, эти химические вещества могут быть связаны в длинные цепи, создавая новые материалы с новыми свойствами.

Одним из первых коммерчески успешных синтетических полимеров был паркезин, который был запатентован в Англии в 1856 году. Паркезин, изготовленный из целлюлозы, обработанной азотной кислотой, представлял собой раннюю форму пластика, который можно было формовать при нагревании.

Джон Уэсли Хаятт придумал первый синтетический полимер в 1869 году, благодаря стимулу $10 000, предложенному нью-йоркской компанией, ищущей заменитель слоновой кости. Растущий спрос на бильярдные шары привел к истощению запасов натуральной слоновой кости, которую добывали путем охоты на диких слонов. Компания Hyatt наткнулась на пластик, перерабатывая целлюлозу, полученную из хлопкового волокна, камфорой. Этому пластику можно было придавать различные формы и имитировать натуральные материалы, такие как черепаховый панцирь, рог, лен и слоновая кость.

В 1893 году французский химик Огюст Трилла сделал революционное открытие. Он нашел способ сделать казеин, молочный белок, нерастворимым. Это было сделано путем погружения их в формальдегид, что привело к созданию материала, который позже стал продаваться как Галалит.

В последующие десятилетия другие пионеры пластика, такие как Лео Бакеланд, начали разрабатывать новые типы пластмасс, используя аналогичные методы полимеризации. Поворотным моментом стало изобретение Бакеландом бакелита в 1907 году. Бакелит был недорог в производстве, и из него можно было легко изготавливать самые разнообразные предметы. В отличие от целлулоида, его тепловые и электроизоляционные свойства также сделали его подходящим для промышленного применения. Развитие бакелита открыло шлюзы для дальнейших инноваций в области пластика в 20 веке. Это был рассвет новой эры, определяемой нашей растущей зависимостью от синтетических полимеров практически во всех аспектах жизни.

От целлюлозы к современным полимерам

Как мы говорили ранее, в середине 19 века развитие пластмасс началось с таких материалов, как паркезин, полученный из целлюлозы, что ознаменовало появление полусинтетических полимеров. Однако первым полностью синтетическим полимером, появившимся на свет, стал Бакелит в начале 20 века почитался за негорючесть и термостойкость.

После окончания Первой мировой войны достижения в области химических технологий стимулировали быстрое распространение новых типов пластика. Эта эпоха ознаменовала появление пяти основных видов пластика, с которыми мы знакомы сегодня. Это проложило путь к множеству современных полимеров, в том числе:

• Нейлон известен своей прочностью и используется в изделиях от чулок до щетины зубных щеток.
• В 1927 году ПВХ (поливинилхлорид) производился серийно.
• К 1930 году BASF начал производство ПС (полистирол), который часто можно увидеть в упаковке и пластиковых пакетах из-за его гибкости.
• В 1933 году было произведено ПНД (полиэтилен) компанией Imperial Chemical Industries. Он обеспечивает устойчивость к износу и используется в контейнерах и деталях автомобилей.
• ПЭТ (Полиэтилентерефталат) была лицензирована DuPont в 1941 году после ее открытия сотрудниками Ассоциации принтеров Calico.
• Коммерческое производство ПП (полипропилен) было начато в 1957 году.
• Полиэстер используется в текстиле и стекловолокне.
• Кевлар® известен тем, что используется в бронежилетах.
• Тефлон™ (политетрафторэтилен), который известен своими антипригарными свойствами в кухонной посуде.

Виды и развитие пластмасс

Термопласты против термореактивных материалов

Пластиковые материалы обычно можно разделить на две категории: термопласты и реактопласты. Термопласты, такие как полиэтилен, полипропилен и полистирол, могут плавиться и затвердевать несколько раз без существенного ухудшения их свойств. Это делает их идеальными для переработки. С другой стороны, термореактивные пластмассы, такие как полиэстер, претерпевают химические изменения при нагревании и затвердевании, что затрудняет их изменение формы и переработку.

Вот как они контрастируют:

Биопластики и экологические инновации

В поисках экологически чистых альтернатив вы также можете столкнуться с биоразлагаемым пластиком. Эти пластмассы предназначены для распада на безвредные компоненты при воздействии таких микроорганизмов, как бактерии или грибки. Исследуя потенциал биопластиков и биоразлагаемых пластиков, исследователи надеются создать более устойчивое будущее для пластиков, которое будет менее вредным для окружающей среды.

Последняя глава в развитии пластика посвящена экологическим проблемам. Биопластики получают из возобновляемых источников биомассы, таких как растительные жиры, кукурузный крахмал или солома. Они часто обладают той же функциональностью, что и обычные пластмассы, но обладают дополнительным преимуществом: биоразлагаемость или компостируемость при определенных условиях. К инновациям в этой сфере относятся:

• Биоразлагаемый пластик: Они разработаны так, чтобы разлагаться в окружающей среде быстрее, чем традиционные пластмассы.
• Синтетические полимеры: Некоторые из них могут быть биоразлагаемыми, тогда как другие разработаны с учетом их превосходной прочности или гибкости.

Производство и применение пластика

Изучая сферу пластмасс, вы обнаружите, что процессы их производства глубоко переплетены с нефтехимической промышленностью, а их применение варьируется от обычных предметов, таких как пластиковые пакеты, до более нишевых применений в технологиях и инновациях.

Промышленные производственные процессы

Возможно, вы заметили, что изделия из пластика встречаются практически повсюду в вашей повседневной жизни. От пластиковых пакетов, которые вы используете для продуктов, до мебели и игрушек, пластик стал основным продуктом производства различных продуктов. Это связано с тем, что пластик обладает уникальными свойствами, такими как низкая плотность, низкая электропроводность, прозрачность и прочность, что позволяет производить из него самые разнообразные изделия.

Пластмассы начать свое путешествие в нефтехимическая промышленность, полученный в основном из ископаемое топливо например, нефть. Этот процесс включает в себя крекинг и дистилляцию на химических заводах, где сырье превращается в смолы — строительные блоки пластика. Отсюда эти смолы формуются различными методами:

• Литье под давлением: Идеально подходит для производства больших объемов пластиковых изделий, таких как игрушки и расчески.
• Выдувное формование: Обычно используется для изготовления бутылок.
• Экструзия: Облегчает производство труб, проволоки и пластиковых пакетов.

Пластмассы в технологиях и инновациях

Универсальность пластика не ограничивается повседневными товарами. Фактически, он также играет значительную роль в технологиях и инновациях. Например, компьютеры и смартфоны полагайтесь на пластиковые компоненты для защиты и изоляции.

Он находится в:

• Электроника: Изоляция для проводов и чехлы для ваших гаджетов.
• Медицинская сфера: Одноразовые шприцы и стерильная упаковка.

Влияние на окружающую среду и управление отходами

Проблемы пластикового загрязнения

Долговечность пластика делает его невероятно полезным, но он также способствует возникновению серьезных экологических проблем, когда эти материалы в конечном итоге превращаются в пластиковое загрязнение.

Пластиковое загрязнение может загрязнять землю, воду и экосистемы, поскольку оно распадается на все более мелкие частицы, известные как микропластик. 

В океанах пластиковые отходы угрожают морской фауне: животные принимают их за еду или запутываются в них. На суше пластик может выщелачивать химические вещества в почву, что приводит к потенциальному загрязнению и неблагоприятному воздействию на экосистемы.

Пластиковые отходы также могут накапливаться на свалках, разлагаясь долго из-за своей долговечности. При отсутствии надлежащего обращения выброшенные пластиковые пакеты и другие предметы могут блокировать водные пути и канализацию, что потенциально может привести к распространению таких заболеваний, как малярия, поскольку они создают питательную среду для комаров.

Переработка и сокращение пластиковых отходов

Для каждого куска пластика, когда-либо изготовленного, его остатки, вероятно, все еще существуют из-за его долголетие. Но вы можете изменить ситуацию, перерабатывая и сокращая количество пластиковых отходов. Процессы переработки пластика могут превращать отходы в новые материалы, помогая снизить спрос на новые пластмассы, сэкономить энергию и уменьшить количество, которое попадает на свалки или в виде микропластика в естественную среду.

Несмотря на то, что только около 9% пластиковых отходов успешно перерабатывается, переработка остается полезной стратегией управления пластиковыми отходами и снижения их воздействия на окружающую среду. Вот несколько способов, которыми вы можете помочь:

• Уменьшать: Постарайтесь свести к минимуму потребление одноразового пластика, используя многоразовые пакеты, бутылки и контейнеры.
• повторное использование: Используйте пластиковые предметы для других целей, прежде чем выбрасывать их.
• Перерабатывать: Разделяйте пластиковые отходы в соответствии с местными правилами и отправляйте их в соответствующий контейнер для переработки.

Изучение альтернатив свалкам и традиционным методам утилизации пластика является ключом к решению проблемы пластикового загрязнения. Альтернативные подходы, от биоразлагаемых пластиков до инновационных схем переработки отходов в энергию, открывают возможности для более чистой утилизации.

Правила, стандарты и будущее пластика

Глобальные инициативы и соглашения

Одна примечательная встреча, Ассамблея Организации Объединенных Наций по окружающей среде (UNEA 5.2) в феврале-марте 2022 года, собрала страны вместе для решения этой насущной проблемы. В ходе этого мероприятия Соединенные Штаты обязались принять меры на внутреннем и международном уровнях по борьбе с пластиковым загрязнением.

Также стоит отметить, что к 2018 г. 127 стран ввели правила использования пластиковых пакетов, некоторые из которых также касаются производственного процесса. Возможно, вам будет интересно узнать глобальный договор Ведутся переговоры, чтобы облегчить бремя пластиковых отходов для нашей окружающей среды.

Инновации в производстве и использовании пластика

Понимание будущего пластмасс также предполагает изучение инноваций в производстве и использовании пластмасс. Одним из многообещающих направлений развития является переработка сырья, которая предполагает преобразование пластиковых отходов в их первоначальный вид. природные ресурсы. Пиролиз, например, использует тепло для расщепления пластиковых отходов на ценные химикаты и топливо.

Более того, несколько стандартов ISO конкретно посвящены жизненному циклу пластика и его влиянию на окружающую среду. Эти стандарты охватывают такие важные области, как оценка окончания срока службы, маркировка, переработка, компостирование и многое другое.

Часто задаваемые вопросы

Каковы два основных типа пластика?

Пластмассы можно разделить на два типа: термопласты и термореактивные полимеры. Термопласты, такие как полиэтилен и полипропилен, представляют собой материалы, которые можно плавить и многократно менять форму. С другой стороны, термореактивные полимеры, такие как бакелит и вулканит, после нагревания и формирования невозможно переплавить и переформовать.

Что считается первым изобретением пластика?

Первое изобретение синтетического пластика приписывают Александру Парксу, который в 1862 году разработал материал под названием паркезин. Паркезин изготавливался из целлюлозы, обработанной азотной кислотой и растворителем. Это изобретение положило начало развитию пластмасс.

Когда пластик начал использоваться в коммерческих целях?

Коммерческое использование пластмасс началось в начале 20 века, а бакелит стал первым полностью синтетическим пластиком, появившимся на рынке в 1907 году. Его термостойкие свойства сделали его популярным для широкого спектра применений, включая электроизоляторы и предметы домашнего обихода.

Какова история пластика?

История пластика началась с натуральных материалов, обладающих пластическими свойствами, таких как каучук и целлюлоза. В 1862 году был изобретен паркезин — первый искусственный пластик. Бакелит, созданный в 1907 году Лео Бакеландом, ознаменовал зарождение современной индустрии пластмасс. После Второй мировой войны развитие химических технологий привело к быстрому увеличению производства новых видов пластмасс, что способствовало росту мировой индустрии пластмасс.

Каковы распространенные способы использования пластика?

Пластик используется практически во всех аспектах современной жизни благодаря своей адаптируемости. Обычное использование включает упаковочные материалы, контейнеры, мебель, игрушки, медицинские приборы и электронику. Его легкий и прочный характер делает его идеальным для таких применений.

Кто случайно изобрел пластик и как это произошло?

Пластик был изобретен не столько случайно, сколько в результате целенаправленных научных исследований. Лео Бакеланд, бельгийско-американский химик, в поисках изоляционного материала создал первый полностью синтетический пластик бакелит. Именно в результате его контролируемых экспериментов по поиску синтетического заменителя шеллака был изобретен бакелит.