Nhựa bao nhiêu tuổi: Khám phá tuổi và nguồn gốc của nó

Lịch sử của nhựa

Nhựa đã trở nên phổ biến trong xã hội hiện đại, được sử dụng trong mọi thứ, từ chai nước, bao bì thực phẩm đến quần áo, đồ điện tử, v.v. Tuy nhiên, nhựa là một phát minh tương đối mới, với việc áp dụng và kết hợp rộng rãi vào các sản phẩm hàng ngày chỉ diễn ra trong khoảng một thế kỷ qua.

Vào những năm 1860, các nhà khoa học bắt đầu thử nghiệm các chất được gọi là phenol và aldehyd. Thông qua một quá trình gọi là trùng hợp, các hóa chất này có thể được liên kết với nhau thành chuỗi dài, tạo ra vật liệu mới có đặc tính mới.

Một trong những polyme tổng hợp thành công về mặt thương mại đầu tiên là Parkesine, được cấp bằng sáng chế ở Anh vào năm 1856. Được làm từ cellulose được xử lý bằng axit nitric, Parkesine là dạng nhựa đầu tiên có thể đúc được khi đun nóng.

John Wesley Hyatt đã phát minh ra polyme tổng hợp đầu tiên vào năm 1869, được thúc đẩy bởi khoản khuyến khích $10.000 do một công ty ở New York đang tìm kiếm sản phẩm thay thế ngà voi đưa ra. Nhu cầu ngày càng tăng về bóng bi-a đã dẫn đến sự cạn kiệt ngà voi tự nhiên, thứ được mua bằng cách săn voi hoang dã. Hyatt tình cờ phát hiện ra nhựa bằng cách xử lý xenlulô lấy từ sợi bông bằng long não. Loại nhựa này có thể được đúc thành nhiều hình dạng khác nhau và mô phỏng các vật liệu tự nhiên như đồi mồi, sừng, vải lanh và ngà voi.

Năm 1893, Auguste Trillat, một nhà hóa học người Pháp, đã có một khám phá mang tính đột phá. Ông đã tìm ra cách tạo ra casein, một loại protein trong sữa, không hòa tan. Điều này được thực hiện bằng cách ngâm chúng trong formaldehyde, dẫn đến việc tạo ra một loại vật liệu mà sau này được bán trên thị trường là Galalith.

Trong những thập kỷ tiếp theo, những người tiên phong về nhựa khác như Leo Baekeland bắt đầu phát triển các loại nhựa mới sử dụng kỹ thuật trùng hợp tương tự. Việc phát minh ra Bakelite của Baekeland vào năm 1907 đã đánh dấu một bước ngoặt lớn. Bakelite không tốn kém để sản xuất và có thể dễ dàng đúc thành nhiều loại đồ vật. Không giống như celluloid, đặc tính cách nhiệt và cách điện của nó cũng khiến nó rất phù hợp cho các ứng dụng công nghiệp. Sự phát triển của Bakelite đã mở ra cánh cửa cho sự đổi mới về nhựa hơn nữa trong thế kỷ 20. Đó là buổi bình minh của một kỷ nguyên mới được xác định bởi sự phụ thuộc ngày càng tăng của chúng ta vào polyme tổng hợp trong hầu hết mọi khía cạnh của cuộc sống.

Từ Cellulose đến Polymer tiên tiến

Như chúng ta đã nói trước đây, vào giữa thế kỷ 19, sự phát triển của nhựa bắt đầu từ những vật liệu như Parkesine, có nguồn gốc từ cellulose, đánh dấu sự ra đời của polyme bán tổng hợp. Tuy nhiên, polyme tổng hợp hoàn toàn đầu tiên xuất hiện lần đầu tiên là Bakelite vào đầu thế kỷ 20, được tôn sùng vì đặc tính không bắt lửa và chịu nhiệt.

Sau khi Thế chiến thứ nhất kết thúc, những tiến bộ trong công nghệ kỹ thuật hóa học đã thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của các loại nhựa mới. Thời đại này đánh dấu sự xuất hiện của 5 loại nhựa chính mà chúng ta quen thuộc ngày nay. Điều này đã mở đường cho rất nhiều loại polyme tiên tiến, bao gồm:

• Nylon được biết đến với sức mạnh của nó và được sử dụng trong các sản phẩm từ vớ đến lông bàn chải đánh răng.
• Năm 1927, PVC (polyvinyl clorua) đã được sản xuất thương mại.
• Đến năm 1930, BASF bắt đầu sản xuất PS (polystyren), thường thấy trong bao bì và túi nhựa do tính linh hoạt của nó.
• Năm 1933 chứng kiến việc sản xuất HDPE (Polyetylen) của Imperial Chemical Industries. Nó có khả năng chống mài mòn và được sử dụng trong các thùng chứa và phụ tùng ô tô.
• PET (Polyethylene terephthalate) được DuPont cấp phép vào năm 1941 sau khi được các nhân viên của Hiệp hội Máy in Calico phát hiện ra nó.
• Việc sản xuất thương mại của PP (polypropylen) được khởi xướng vào năm 1957.
• Polyester được sử dụng trong dệt may và sợi thủy tinh.
• Kevlar® nổi tiếng với việc sử dụng nó trong áo chống đạn.
• Teflon™ (polytetrafluoroethylene) được biết đến với đặc tính chống dính trong dụng cụ nấu ăn.

Các loại và sự phát triển của nhựa

Nhựa nhiệt dẻo Vs Nhiệt

Vật liệu nhựa nói chung có thể được phân thành hai loại: nhựa nhiệt dẻo Và bình giữ nhiệt. Nhựa nhiệt dẻo, chẳng hạn như polyetylen, polypropylen và polystyren, có thể được nấu chảy và hóa rắn nhiều lần mà không làm suy giảm đáng kể tính chất của chúng. Điều này làm cho chúng trở nên lý tưởng để tái chế. Mặt khác, nhựa nhiệt rắn, như polyester, trải qua sự thay đổi hóa học khi chúng được nung nóng và hóa rắn, khiến chúng khó định hình lại và tái chế.

Đây là cách chúng tương phản:

Nhựa sinh học và đổi mới môi trường

Trong hành trình tìm kiếm các lựa chọn thay thế thân thiện với môi trường, bạn cũng có thể gặp phải các loại nhựa có thể phân hủy sinh học. Những loại nhựa này được thiết kế để phân hủy thành các thành phần vô hại khi tiếp xúc với các vi sinh vật như vi khuẩn hoặc nấm. Bằng cách khám phá tiềm năng của nhựa sinh học và nhựa phân hủy sinh học, các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ tạo ra một tương lai bền vững hơn cho nhựa, thân thiện với môi trường hơn.

Chương mới nhất về phát triển nhựa giải quyết các vấn đề về môi trường. Nhựa sinh học có nguồn gốc từ các nguồn sinh khối tái tạo như mỡ thực vật, tinh bột ngô hoặc rơm rạ. Chúng thường có chức năng tương tự như nhựa thông thường nhưng có thêm lợi ích là có thể phân hủy sinh học hoặc có thể phân hủy trong một số điều kiện nhất định. Những đổi mới trong không gian này bao gồm:

• Nhựa phân hủy sinh học: Chúng được thiết kế để phân hủy trong môi trường nhanh hơn nhựa truyền thống.
• Polyme tổng hợp: Một số có thể được thiết kế để có khả năng phân hủy sinh học, trong khi một số khác được phát triển để có độ bền hoặc tính linh hoạt vượt trội.

Sản xuất và ứng dụng nhựa

Khi khám phá lĩnh vực nhựa, bạn sẽ phát hiện ra rằng quy trình sản xuất của chúng có mối liên hệ sâu sắc với ngành hóa dầu và các ứng dụng của chúng trải dài từ các mặt hàng thông thường như túi nhựa đến các mục đích sử dụng thích hợp hơn trong công nghệ và đổi mới.

Quy trình sản xuất công nghiệp

Bạn có thể đã nhận thấy các sản phẩm làm từ nhựa hầu như có mặt ở khắp mọi nơi trong cuộc sống hàng ngày của bạn. Từ túi nhựa bạn sử dụng để đựng hàng tạp hóa đến đồ nội thất và đồ chơi, nhựa đã trở thành một mặt hàng chủ yếu trong sản xuất các sản phẩm khác nhau. Điều này là do nhựa có các đặc tính độc đáo như mật độ thấp, độ dẫn điện thấp, độ trong suốt và độ dẻo dai, cho phép nó được chế tạo thành nhiều loại sản phẩm.

Nhựa bắt đầu cuộc hành trình của họ trong Ngành công nghiệp hóa dầu, có nguồn gốc chủ yếu từ nhiên liệu hóa thạch chẳng hạn như dầu mỏ. Quá trình này bao gồm quá trình crackinh và chưng cất trong các nhà máy hóa chất, nơi nguyên liệu thô được chuyển thành nhựa - các khối tạo nên nhựa. Từ đây, các loại nhựa này được đúc và tạo hình bằng nhiều phương pháp khác nhau:

• ép phun: Lý tưởng để sản xuất số lượng lớn các sản phẩm nhựa tương tự như đồ chơi và lược.
• Đúc thổi: Thường được sử dụng để làm chai.
• Phun ra: Tạo điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất ống, dây điện và túi nhựa.

Nhựa trong công nghệ và đổi mới

Tính đa năng của nhựa không chỉ dừng lại ở những sản phẩm hàng ngày. Trên thực tế, nó cũng đóng một vai trò quan trọng trong công nghệ và đổi mới. Ví dụ, máy tính Và điện thoại thông minh dựa vào các thành phần nhựa để bảo vệ và cách nhiệt.

Nó được tìm thấy trong:

• Thiết bị điện tử: Cách điện cho dây điện và vỏ cho các thiết bị của bạn.
• Lĩnh vực y tế: Ống tiêm dùng một lần và bao bì vô trùng.

Tác động đến môi trường và quản lý chất thải

Những thách thức của ô nhiễm nhựa

Độ bền của nhựa khiến chúng vô cùng hữu ích nhưng nó cũng góp phần gây ra các vấn đề lớn về môi trường khi những vật liệu này trở thành ô nhiễm nhựa.

Ô nhiễm nhựa có thể làm ô nhiễm đất, nước và hệ sinh thái khi nó phân hủy thành các hạt ngày càng nhỏ hơn được gọi là vi nhựa. 

Ở các đại dương, rác thải nhựa đe dọa động vật hoang dã ở biển, khiến động vật nhầm nó với thức ăn hoặc vướng vào đó. Trên đất liền, nhựa có thể thấm hóa chất vào đất, dẫn đến khả năng ô nhiễm và ảnh hưởng xấu đến hệ sinh thái.

Chất thải nhựa cũng có thể tích tụ trong các bãi chôn lấp, mất nhiều thời gian để phân hủy do độ bền của nó. Khi không được quản lý đúng cách, túi nhựa bỏ đi và các vật dụng khác có thể chặn đường thủy và làm tắc cống, có khả năng dẫn đến lây lan các bệnh như sốt rét bằng cách tạo nơi sinh sản cho muỗi.

Tái chế và giảm thiểu rác thải nhựa

Đối với mỗi mảnh nhựa từng được tạo ra, tàn dư của nó vẫn có khả năng tồn tại do tính chất của nó. tuổi thọ. Nhưng bạn có thể tạo ra sự khác biệt thông qua việc tái chế và giảm thiểu rác thải nhựa. Quy trình tái chế nhựa có thể chuyển đổi chất thải thành vật liệu mới, giúp giảm nhu cầu về nhựa mới, tiết kiệm năng lượng và giảm lượng chất thải được đưa vào bãi chôn lấp hoặc dưới dạng vi nhựa trong môi trường tự nhiên.

Mặc dù thực tế chỉ có khoảng 9% chất thải nhựa được tái chế thành công nhưng tái chế vẫn là một chiến lược hữu ích để quản lý chất thải nhựa và giảm tác động của nó đến môi trường. Dưới đây là một số cách bạn có thể giúp đỡ:

• Giảm bớt: Cố gắng giảm thiểu việc tiêu thụ đồ nhựa dùng một lần bằng cách sử dụng túi, chai và hộp đựng có thể tái sử dụng.
• Tái sử dụng: Tái sử dụng các đồ nhựa cho mục đích sử dụng khác trước khi vứt bỏ chúng.
• Tái chế: Phân loại rác thải nhựa của bạn theo hướng dẫn của địa phương, đảm bảo rác thải được đưa vào thùng tái chế thích hợp.

Khám phá các giải pháp thay thế cho bãi chôn lấp và các phương pháp xử lý nhựa truyền thống là chìa khóa để giải quyết vấn đề ô nhiễm nhựa. Từ nhựa phân hủy sinh học đến các chương trình cải tiến chất thải thành năng lượng, các phương pháp tiếp cận thay thế mang lại cơ hội xử lý sạch hơn.

Các quy định, tiêu chuẩn và tương lai của nhựa

Các sáng kiến và hiệp định toàn cầu

Một cuộc họp đáng chú ý, Hội đồng Môi trường Liên Hợp Quốc (UNEA 5.2) vào tháng 2 đến tháng 3 năm 2022, đã tập hợp các quốc gia lại với nhau để giải quyết vấn đề cấp bách này. Trong sự kiện này, Hoa Kỳ cam kết hành động ở cấp độ trong nước và quốc tế để chống ô nhiễm nhựa.

Điều đáng nói là vào năm 2018, 127 quốc gia đã thực hiện các quy định về sử dụng túi nhựa, một số quy định nhắm vào cả quy trình sản xuất. Có thể bạn sẽ tò mò về hiệp ước toàn cầu đang được đàm phán để giảm bớt gánh nặng rác thải nhựa đối với môi trường của chúng ta.

Đổi mới trong sản xuất và sử dụng nhựa

Hiểu biết về tương lai của nhựa cũng liên quan đến việc xem xét những đổi mới trong sản xuất và sử dụng nhựa. Một sự phát triển đầy hứa hẹn là tái chế nguyên liệu, bao gồm việc chuyển đổi chất thải nhựa thành chất thải ban đầu. tài nguyên thiên nhiên. Nhiệt phânchẳng hạn, sử dụng nhiệt để phân hủy chất thải nhựa thành các hóa chất và nhiên liệu có giá trị.

Hơn nữa, một số tiêu chuẩn ISO đặc biệt tập trung vào vòng đời của nhựa và tác động của nó đối với môi trường. Các tiêu chuẩn này bao gồm các lĩnh vực thiết yếu như đánh giá cuối vòng đời, ghi nhãn, tái chế, ủ phân, v.v.

Các câu hỏi thường gặp

Hai loại nhựa chính là gì?

Nhựa có thể được phân loại chủ yếu thành hai loại: nhựa nhiệt dẻo và polyme nhiệt rắn. Nhựa nhiệt dẻo, chẳng hạn như polyetylen và polypropylen, là những vật liệu có thể tan chảy và định hình lại nhiều lần. Mặt khác, các polyme nhiệt rắn như Bakelite và Vulcanite, một khi được nung nóng và hình thành, không thể nấu chảy lại và đúc lại.

Điều gì được coi là phát minh nhựa đầu tiên?

Phát minh nhựa tổng hợp đầu tiên được ghi nhận là của Alexander Parkes, người đã phát triển một loại vật liệu gọi là Parkesine vào năm 1862. Parkesine được làm từ cellulose được xử lý bằng axit nitric và dung môi. Phát minh này đã đặt nền móng cho sự phát triển của nhựa.

Nhựa bắt đầu được sử dụng thương mại từ khi nào?

Việc sử dụng nhựa thương mại bắt đầu vào đầu thế kỷ 20, với Bakelite là loại nhựa tổng hợp hoàn toàn đầu tiên được đưa ra thị trường vào năm 1907. Đặc tính chịu nhiệt của nó khiến nó trở nên phổ biến trong nhiều ứng dụng, bao gồm cả chất cách điện và hàng gia dụng.

Lịch sử của nhựa là gì?

Lịch sử của nhựa bắt đầu từ những vật liệu tự nhiên có đặc tính dẻo, chẳng hạn như cao su và xenlulo. Năm 1862, Parkesine, loại nhựa nhân tạo đầu tiên, được phát minh. Bakelite, được tạo ra vào năm 1907 bởi Leo Baekeland, đánh dấu sự ra đời của ngành nhựa hiện đại. Sau Thế chiến thứ hai, sự mở rộng của công nghệ hóa học đã dẫn đến sự gia tăng nhanh chóng các loại nhựa mới, thúc đẩy sự phát triển của ngành nhựa toàn cầu.

Một số ứng dụng phổ biến của nhựa là gì?

Nhựa được sử dụng trong hầu hết mọi khía cạnh của cuộc sống hiện đại do khả năng thích ứng của nó. Các ứng dụng phổ biến bao gồm vật liệu đóng gói, hộp đựng, đồ nội thất, đồ chơi, thiết bị y tế và thiết bị điện tử. Bản chất nhẹ và bền của nó khiến nó trở nên lý tưởng cho các ứng dụng này.

Ai đã vô tình phát minh ra nhựa và nó xảy ra như thế nào?

Nhựa không phải được phát minh một cách tình cờ mà nó là kết quả của quá trình nghiên cứu khoa học có chủ ý. Leo Baekeland, nhà hóa học người Mỹ gốc Bỉ, đã tạo ra loại nhựa tổng hợp hoàn toàn đầu tiên, Bakelite, trong quá trình tìm kiếm vật liệu cách điện. Chính nhờ các thí nghiệm có kiểm soát của ông để tìm ra chất thay thế tổng hợp cho shellac mà Bakelite đã được phát minh ra.