Из чего состоит пластик: Пластик – наша общая ответственность

Содержание

Этапы изготовления пластиковых крышек и пробок для бутылок

Главная » Статьи » Этапы производства пластиковых бутылок и крышек

Материал

Пластиковые бутылки изготавливают из полиэтилентерефталата (аббревиатура названия данного полимера: ПЭТ). Это сложный полиэфир, в состав которого входят этиленгликоль и труднорастворимая (в том числе и в воде) терефталевая кислота. Результатом соответствующей химической реакции становится лёгкий, жёсткий и прочный материал без запаха и цвета, не выделяет токсические вещества. В России полиэтилентерефталат применяется для изготовления заготовок различного вида, которые называют «преформами».

Полиэтилентерефталат имеет выраженные термопластические свойства. Именно эти свойства сделали возможным производство бутылок путем формования преформ, после нагревания их в специальном аппарате в течение приблизительно 15 минут, внутренним надуванием. Нагревают преформы для того, чтобы материал, из которого они изготовлены, приобрёл тягучесть и пластичность. Последующую выдувку бутылки осуществляют автоматы. Преформу надевают горлышком вниз на специальную форсунку, затем происходит подача внутрь некоторого объёма сжатого воздуха, и бутылка приобретает свой стандартный вид.

Этапы производства

Пластиковые крышки для ПЭТ бутылок изготавливают на фабриках и заводах. Процесс довольно сложный, производство крышек от пластиковых бутылок состоит из нескольких этапов:

  • Производство начинается с доставки и размещения материала в специально отведенном помещении. Далее происходит всасывание сырья специальным шлангом и транспортировка его на производственный этап, называющийся пластификацией. На этом этапе сырьё подвергается плавлению, после его смешивают с подходящим красителем.
  • Подготовленный материал распределяется по специальным формам и под значительным давлением прессуется. Технология данного процесса налажена так, что любая пробка обладает однородным уровнем плотности.
  • Завершающий этап — кондиционирование и охлаждение произведенной продукции, а также её дальнейшая доставка в упаковочный цех при помощи транспортной ленты. В некоторых случаях перед упаковкой добавляют внутренние каучуковые прокладки и собирают пластиковые крышки для бутылок.  Их называют двухкомпонентными и применяют при упаковке сильногазированных жидкостей.

Производство колпачков для пластиковых бутылок предусматривает соответствие определенным требованиям, в число которых входит абсолютная экологичность и безопасность используемого для их изготовления материала. Пластиковые крышечки и пробки не должны пропускать углекислый газ. Если это условие не соблюдается, длительное хранение жидкости в подобной таре становится невозможным.

От качества крышек для пластиковых бутылок напрямую зависит качество сохранности, находящейся в пластиковой таре продукции. Поэтому выбирать их следует достаточно скрупулезно, доверяя исключительно проверенным поставщикам и магазинам, уже успевшим заслужить достойную репутацию.

В 2021 году производство пластиковых бутылок и крышек так же остается популярным, производители следят за высоким качеством, соответствие всем требованиям и безопасностью производимого продукта.

технология производства пластиковых бутылок :: ЯрПЭТ

Пластиковые бутылки для газированных напитков полностью состоят из полиэтилентерефталата с небольшим добавлением вторсырья.

Сырье

ПЭТ является полимером. Это вещество, состоящее из цепочки повторяющихся органических молекул с большим молекулярным весом. Как и большинство пластмасс, ПЭТ это производное нефтяных углеводородов. Он является продуктом этерификации терефталевой кислоты (C8H604) и этиленгликоля (C2H602).

Производственный процесс

Первый этап производственной линии – это получение ПЭТ. Как известно, в процессе полимеризации молекулы объединяются в более крупные. Когда смесь достигает требуемой вязкости, она охлаждается во избежание обесцвечивания и деполимеризации. При этом ПЭТ является термопластом, т.е. он не деформируется и не разрушается при повторном нагревании. Также ПЭТ – гигроскопичный полимер. При нагревании оставшаяся внутри вода гидролизует молекулы полимера и прочность бутылки снижается. Соответственно, перед формованием вся излишняя влага должна быть удалена.

После пластификации сырье полностью готово, и расплавленная пластмасса подвергается процессу обработки. Для этого расплав ПЭТ помещается в специальную форму, и в него вставляется стальной стержень. Далее воздух под высоким давлением «стреляет» через оправку, в этот момент происходит равномерное распределение расплава по стенкам формы. Давление воздуха должно быть одинаковым в любой точке и процедура должна быть выполнена максимально быстро, иначе пластиковая бутылка получится деформированной. Охлаждение формы происходит за счет обдувания воздухом либо жидкой двуокисью углерода. Вогнутая форма дна бутылка требуется для придания изделию устойчивости. Для того чтобы бутылка могла стоять на ровной поверхности, при формовании изделия в нижнюю часть заготовки помещается выпуклость.

Затем удаляются дефекты, полученные в результате протекания пластика через трещины формы. После охлаждения бутылки вынимаются из формы и отправляются на движущийся конвейер, на котором происходит сортировка продукции. Обычно от 10 до 25 процентов продукции забраковывается и отправляется на повторную переработку.

Некоторые основополагающие принципы производства

Полимеризация требует неукоснительного исполнения всех технологических требований. Эта реакция чрезвычайно деликатна, трудно регулировать условия и не прервать процесс слияния молекул. Все молекулы, образующиеся в ходе реакции, вступают в реакцию с побочными веществами, которые способны повлиять на свойства конечного продукта. Процесс полимеризации необратим. После окончания полимеризации невозможно удаление примесей, и при повторной процедуре переработки стоимость ПЭТ возрастает в два раза. Очищение полимеров – дорогостоящий процесс, при этом последующее качество продукта оставляет желать лучшего. Вариации процесса полимеризации можно контролировать при внесении изменений, которые легко обнаружить на обычных контрольных испытаниях.

При полимеризации терефталевой кислоты и этиленгликоля традиционно используются два вида примесей: диэтиленгликоль и ацетальдегид. Количество диэтиленгликоля сведено к минимуму, так что окончательные свойства продукта не изменяются. Ацетальдегид в больших количествах, который образуется в процессе полимеризации, а также при производстве бутылки, придает необычный привкус безалкогольному напитку. При использовании рациональных методов литья под давлением и следовании рецептуре концентрация ацетальдегида остается в норме и появление необычного привкуса не наблюдается даже при длительном хранении.

Полученная продукция должна соответствовать требованиям технического контроля. Образцы из партии проходят испытания на пластичность и ударопрочность, которые заключаются в броске пластиковой бутылки с определенной высоты. Результат будет демонстрировать степень прочности готового изделия. Кроме того, бутылки обязаны держать свою форму, а также противостоять давлению в горизонтальном положении. Как известно, безалкогольные напитки содержат углекислый газ. Если бы двуокись углерода могла свободно выходить через пластиковые стенки бутылки, то большинство напитков потеряли бы свою привлекательность. Поэтому бутылки обязательно проверяют на пропускаемость двуокиси углерода. В целом все тесты стремятся к согласованности размеров, форм и других факторов, способных повлиять на конечное качество продукции.

стройматериалы из пластиковых отходов / Новости экономики Красноярска и Красноярского края / Newslab.Ru

Переработка отходов из вторсырья — сравнительно молодой для Красноярска вид бизнеса, пока в нем заняты единицы компаний. О продукции одной из них — ПК «Енисей Полимер» — Newslab.ru уже писал. В этот раз мы побывали на ее производстве.

В промышленно развитых странах переработка отходов из вторичного сырья — весьма прибыльный бизнес. В том числе потому, что в нем высока экологическая составляющая, и он считается социально значимым. В связи с этим, в некоторых государствах его даже дополнительно дотируют и предоставляют различные финансовые преференции.

Производственная компания «Енисей Полимер»

Год создания: 2003
Профиль деятельности: переработка полиэтиленовых отходов, производство строительных материалов, искусственных дорожных неровностей (ИДН) из полимерно-песчаного композита

У нас это дело пока не имеет столь высокого статуса и льгот, да и сам бизнес начал развиваться совсем недавно. Те же мусороперерабатывающие и сортировочные заводы — первое звено в промышленной переработке отходов — стали худо-бедно появляться всего несколько лет назад. Поэтому компанию «Енисей Полимер», работающую с 2003 года, можно с полным основанием считать «ветераном» этого рынка в Красноярске.

Полиэтилен, песок и немного красителя

Материал, из которого «Енисей Полимер» производит свою продукцию — так называемый полимерно-песчаный композит. Один из его компонентов — полиэтиленовые отходы: ПВД и ПНД (полиэтилены высокого и низкого давления) и пленка стретч (упаковочный полиэтилен). Вторая составляющая — обычный речной песок. Наконец, 1% композитного материала составляет краситель.

Как вспоминает начальник производства компании Михаил Куделькин, на старте бизнеса основное сырье — полиэтиленовые отходы — приходилось добывать самостоятельно: собирать буквально где придется, например, брать отслужившее полиэтиленовое покрытие для теплиц у сельхозпредприятий.

«Мусоросортировочных заводов в Красноярске тогда еще не было, поэтому приходилось выкручиваться самим. В целом, это направление у нас тогда только начинало развиваться, но уже было понимание, что перспективы у него есть», — говорит Куделькин.

Сегодня у компании уже нет проблем с сырьем — отработавший пластик на производство поставляется с нескольких мусоросортировочных заводов Красноярска. Однако и этот процесс компании пришлось отлаживать самостоятельно.

«Я лично консультировал все наши мусоросортировочные заводы, поскольку у них не было понимания, какой именно пластик нужен для нашего производства. У нас к тому времени уже был опыт в сборе и сортировке подобных отходов. Сегодня наша компания является фактически единственным потребителем полиэтиленового сырья у красноярских мусоросортировочных заводов», — говорит начальник производства «Енисей Полимер».

Широкий ассортимент

В ассортименте продукции компании «Енисей Полимер» на данный момент около 30 позиций. По словам Михаила Куделькина, это солидный перечень не только для красноярского, но и для российского рынка.

«Мы постоянно мониторим сайты аналогичных производств, работающих в России, и пришли к выводу, что подобный ассортимент есть далеко не у всех предприятий. К примеру, в Красноярске есть ряд компаний, которые, как и мы, перерабатывают полиэтиленовые отходы, но все они специализируются на какой-то одной продукции — в основном на тротуарной плитке», — поясняет Куделькин.

Сейчас компания выпускает черепицу, тротуарную и террасную плитку различных цветов и конфигураций, колодезные люки, септики и биосептики, лотки и решетки водостока. Сравнительно недавняя продукция — «лежачие полицейские» и «зебры», на которые у компании большие надежды.

«Так называемые ИДН — искусственные дорожные неровности, которые мы производим из полимерно-песчаного композита, значительно превосходят по износоустойчивости и долговечности резиновые аналоги. К тому же они дешевле в изготовлении, монтаже и обслуживании — достаточно раз в два года очищать и обновлять покраску».

«Чтобы продемонстрировать достоинства нашей продукции, мы за свой счет установили „зебру“ на улице Щорса. Надеемся, что дорожники, городские власти по достоинству оценят наше изделие», — говорит Михаил Куделькин.

В этом году компания также планирует расширить ассортимент септиков: к колодцам метрового диаметра добавятся полутораметровые изделия. Сейчас в компании ждут изготовления соответствующей пресс-формы.

«Для каждой новой позиции необходимо заказывать специальную пресс-форму. Это само по себе недешево, к тому же единственное предприятие, которое их производит, находится в Самаре. Так что, расширение ассортимента — это каждый раз немалые затраты для компании, поэтому мы тщательно подходим к этому вопросу, предварительно изучаем потребности заказчика в новых изделиях», — отмечает Куделькин.

«Можем перерабатывать больше»

Компания «Енисей Полимер» в Красноярске

Адрес (офис): пр. им. газ. Красноярский рабочий,
д. 199, оф. 21 
Адрес (производство): Сосновоборск, ул. 9-ой пятилетки, 1Б 
Тел.: (391) 293-53-43,

На данный момент компания «Енисей Полимер» перерабатывает 35-40 тонн полиэтиленовых отходов в месяц. Кстати, об экологической составляющей: полиэтилен до 100 лет не разлагается под солнцем и не гниет в земле — это фактически «вечный» мусор, который можно только сжечь, что еще губительнее для экологии, или переработать. Михаил Куделькин отмечает, что «Енисей Полимер» готов перерабатывать значительно больший объем полиэтиленовых отходов, всё упирается только в потребности заказчиков.

«Даже наши нынешние мощности позволяют значительно увеличить объем переработки пластикового вторсырья и выпуска продукции. При необходимости мы готовы расширять их — наша производственная площадка под Сосновоборском позволяет это сделать. Была бы потребность, спрос на продукцию», — заключает Куделькин.

Краткая история завоевания мира пластиком.

Гребни — один из наших старейших инструментов, которые люди разных культур и эпох использовали для украшения, распутывания и избавления от вшей. Они происходят от самого основного человеческого инструмента — руки. И с тех пор, как люди начали использовать гребни вместо пальцев, дизайн гребней почти не изменился, что побудило сатирическую газету Onion опубликовать статью под названием «Технология расчесок: почему она так далеко от бритвы и зубных щеток?» Мастер каменного века, изготовивший самый древний из известных гребней — маленькую цифру с четырьмя зубьями, вырезанную из костей животных около восьми тысяч лет назад, — без труда поймет, что делать с ярко-синей пластиковой версией, стоящей у меня на столешнице в ванной.

На протяжении большей части истории гребни делались почти из любого материала, который был под рукой, включая кость, черепаховый панцирь, слоновую кость, резину, железо, олово, золото, серебро, свинец, тростник, дерево, стекло, фарфор, папье-маше. Но в конце девятнадцатого века этот арсенал возможностей начал исчезать с появлением совершенно нового вида материала — целлулоида, первого искусственного пластика. Расчески были одними из первых и самых популярных предметов из целлулоида. И, перейдя этот материальный Рубикон, гребенщики никогда не возвращались назад.С тех пор расчески обычно делают из того или иного пластика.

История преображения скромного гребня является частью гораздо большей истории о том, как пластик изменил нас самих. Пластмассы освободили нас от ограничений мира природы, от материальных ограничений и ограниченных запасов, которые долгое время ограничивали человеческую деятельность. Эта новая эластичность также раскрепостила социальные границы. Появление этих податливых и универсальных материалов дало производителям возможность создавать сокровищницу новых продуктов, расширяя возможности людей со скромным достатком стать потребителями.Пластмассы обещали новую материальную и культурную демократию. Гребень, самый древний из личных аксессуаров, позволял каждому сдержать это обещание.

Что такое пластик, это вещество, которое так глубоко проникло в нашу жизнь? Слово происходит от греческого глагола plassein , что означает «лепить или придавать форму». Пластмассы обладают способностью принимать форму благодаря своей структуре, этим длинным гибким цепочкам атомов или небольших молекул, связанных повторяющимся узором в одну великолепно гигантскую молекулу.«Вы когда-нибудь видели молекулу полипропилена?» однажды спросил меня энтузиаст пластмасс. «Это одна из самых красивых вещей, которые вы когда-либо видели. Это все равно, что смотреть на собор, который тянется на многие мили».

В мире после Второй мировой войны, где синтезированные в лаборатории пластмассы практически определили образ жизни, мы стали думать о пластмассах как о чем-то неестественном, однако природа вязала полимеры с самого начала жизни. Каждый живой организм содержит эти молекулярные гирляндные цепочки. Целлюлоза, из которой состоят клеточные стенки растений, представляет собой полимер.То же самое можно сказать и о белках, из которых состоят наши мышцы и наша кожа, и о длинных спиралевидных цепочках, удерживающих нашу генетическую судьбу, ДНК. Независимо от того, является ли полимер природным или синтетическим, его скелет, скорее всего, состоит из углерода — сильного, стабильного и дружелюбного атома, идеально подходящего для образования молекулярных связей. Другие элементы — обычно кислород, азот и водород — часто присоединяются к этому углеродному стержню, и выбор и расположение этих атомов порождают определенные разновидности полимеров. Внесите хлор в этот молекулярный конгалин, и вы получите поливинилхлорид, также известный как винил; метка на фторе, и вы можете получить этот гладкий антипригарный материал тефлон.

Растительная целлюлоза была сырьем для первых пластиков, и с приближением пика добычи нефти на нее снова смотрят как на основу для нового поколения «зеленых» пластиков. Но большая часть современных пластиков состоит из молекул углеводородов — пакетов углерода и водорода, полученных в результате переработки нефти и природного газа. Рассмотрим этилен, газ, выделяющийся при переработке обоих веществ. Это общительная молекула, состоящая из четырех атомов водорода и двух атомов углерода, связанных в химическом эквиваленте двойного рукопожатия.С небольшим химическим толчком эти атомы углерода освобождают одну связь, позволяя каждому протянуть руку и захватить углерод в другой молекуле этилена. Повторите процесс тысячи раз, и вуаля! У вас есть новая гигантская молекула — полиэтилен, один из самых распространенных и универсальных пластиков. В зависимости от того, как он обработан, в пластик можно обернуть бутерброд или привязать астронавта во время прогулки в глубоком космосе.

Этой депеше New York Times более ста пятидесяти лет, и тем не менее она звучит удивительно современно: газета предупреждала в 1867 году, что слонам грозит серьезная опасность быть «причисленными к вымершим видам» из-за людей. ненасытный спрос на слоновую кость в их бивнях.Слоновая кость в то время использовалась для самых разных вещей, от крючков для пуговиц до шкатулок, от клавиш пианино до гребней. Но одним из самых больших применений были бильярдные шары. Бильярд очаровал высшее общество как в Соединенных Штатах, так и в Европе. В каждом поместье, в каждом особняке был бильярдный стол, и к середине 1800-х годов росло беспокойство, что скоро не останется больше слонов, которые могли бы снабжать игровые столы шарами. Ситуация была самой ужасной на Цейлоне, где изготавливали лучшие бильярдные шары из слоновой кости.Там, в северной части острова, Times сообщила, что «после вознаграждения в несколько шиллингов за голову, предложенного властями, туземцы менее чем за три года отправили 3500 толстокожих». В общей сложности каждый год потреблялось не менее миллиона фунтов слоновой кости, что вызывало опасения нехватки слоновой кости. «Задолго до того, как слонов больше не будет, а мамонты иссякнут, — надеялась газета Times , — может быть найдена адекватная замена».

Слоновая кость была не единственным предметом в огромной кладовой природы, который начал заканчиваться.Ястребиных черепах, этого несчастного поставщика панциря, используемого для изготовления гребней, становилось все меньше. Даже рог крупного рогатого скота, еще один природный пластик, который использовался американскими производителями гребней еще до Войны за независимость, становился все менее доступным, поскольку владельцы ранчо перестали удалять рога у своего скота.

Согласно легенде, в 1863 году нью-йоркский поставщик бильярда разместил в газете объявление, в котором предлагалось «приличное состояние» — десять тысяч долларов золотом тому, кто найдет подходящую альтернативу слоновой кости.Джон Уэсли Хаятт, молодой печатник-подмастерье из северной части штата Нью-Йорк, прочитал объявление и решил, что может это сделать. У Хаятта не было формального образования в области химии, но у него были способности к изобретательству — в возрасте двадцати трех лет он запатентовал точилку для ножей. Устроившись в лачуге за своим домом, он начал экспериментировать с различными комбинациями растворителей и рыхлой смесью из азотной кислоты и хлопка. (С этой комбинацией азотной кислоты и хлопка, называемой пиропатроном, было сложно работать, потому что она была легко воспламеняющейся и даже взрывоопасной.Некоторое время он использовался в качестве заменителя пороха, пока его производители не устали от взрывов своих заводов.)

Работая в своей самодельной лаборатории, Хаятт опирался на десятилетия изобретений и инноваций, которые были вызваны не только ограниченным количеством природных материалов, но и их физическими ограничениями. Викторианская эпоха была очарована натуральными пластиками, такими как каучук и шеллак. Как указывал историк Роберт Фридель, они увидели в этих веществах первые намеки на то, как преодолеть досадные ограничения дерева, железа и стекла.Это были материалы, которые были податливы, но также поддавались закалке в готовую форму. В эпоху, уже быстро трансформируемую индустриализацией, это было заманчивое сочетание качеств, прислушивающееся как к солидному прошлому, так и к соблазнительно изменчивому будущему. Патентные книги девятнадцатого века полны изобретений, включающих сочетания пробки, опилок, каучука и камеди, даже крови и молочного белка, и все они предназначены для получения материалов, обладающих некоторыми качествами, которые мы сейчас приписываем пластику.Эти пластиковые прототипы нашли свое применение в нескольких предметах декора, таких как футляры для дагерротипов, но на самом деле они были лишь намеками на грядущие события. Существительное «пластик» еще не было придумано — и появится только в начале двадцатого века, — но мы уже мечтали о пластике.

Прорыв компании Hyatt произошел в 1869 году. После многих лет проб и ошибок компания Hyatt провела эксперимент, в результате которого был получен беловатый материал, который имел «консистенцию обувной кожи», но обладал способностью делать гораздо больше, чем подошва для пары обуви.Это было податливое вещество, которое можно было сделать твердым, как рог. Он отмахивался от воды и масел. Его можно было отлить в форму или спрессовать до толщины бумаги, а затем разрезать или распилить в пригодные для использования формы. Он был создан из природного полимера — целлюлозы в хлопке — но обладал универсальностью, которой не обладал ни один из известных природных пластиков. Брат Hyatt Исайя, прирожденный маркетолог, назвал новый материал целлулоидом , что означает «подобный целлюлозе».

Несмотря на то, что целлулоид оказался прекрасной заменой слоновой кости, Hyatt, по-видимому, так и не получил приз в десять тысяч долларов.Возможно, это потому, что из целлулоида не получались очень хорошие бильярдные шары — по крайней мере, поначалу. Ей не хватало упругости и упругости слоновой кости, и она была очень неустойчивой. Первые шары, сделанные Хаяттом, издавали громкий треск, как выстрел из дробовика, когда они ударялись друг о друга. Один владелец салуна из Колорадо написал Хаятту, что «он не возражал, но каждый раз, когда шары сталкивались, каждый мужчина в комнате вытаскивал пистолет».

Тем не менее, это был идеальный материал для гребней. Как отметил Хаятт в одном из своих ранних патентов, целлулоид преодолел недостатки многих традиционных материалов для расчесок.Когда он намок, он не становился слизистым, как дерево, и не ржавел, как металл. Он не стал ломким, как резина, не потрескался и не обесцветился, как натуральная слоновая кость. «Очевидно, что ни один из других материалов… не позволил бы создать расческу, обладающую многими превосходными качествами и неотъемлемыми преимуществами расчески из целлулоида», — писал Хаятт в одной из своих патентных заявок. И хотя он был прочнее и устойчивее, чем большинство природных материалов, его можно было, приложив усилия, сделать похожим на многие из них.

Целлулоид

может иметь богатые кремовые оттенки и полосы лучших бивней с Цейлона, искусственный материал, продаваемый как французская слоновая кость.Он мог быть окрашен в коричневые и янтарные пятна, чтобы имитировать черепаховый панцирь; с прожилками, похожими на мрамор; наполненный яркими цветами коралла, лазурита или сердолика, чтобы они напоминали эти и другие полудрагоценные камни; или почернел, чтобы выглядеть как черное дерево или гагат. Целлулоид позволил изготавливать подделки настолько точные, что они обманывали «даже глаз эксперта», как хвасталась компания Hyatt в одной брошюре. «Как нефть пришла на помощь китам, — говорилось в брошюре, — так и целлулоид дал слонам, черепахам и коралловым насекомым передышку в их родных местах; погоня за веществами, которых становится все меньше.

Целлулоид появился в то время, когда страна переходила от аграрной экономики к индустриальной. Там, где когда-то люди выращивали и готовили себе еду и шили себе одежду, теперь они все чаще ели, пили, носили и использовали вещи, произведенные на фабриках. Мы быстро шли к тому, чтобы стать страной потребителей. Целлулоид был первым из новых материалов, которые уравняли правила игры для потребления, как отметил историк Джеффри Мейкл в своей проницательной культурной истории Американский пластик .«Заменив материалы, которые было трудно найти или которые были дорогими в обработке, целлулоид демократизировал множество товаров для расширяющегося ориентированного на потребление среднего класса». Обильные поставки целлулоида позволили производителям не отставать от быстро растущего спроса, одновременно снижая затраты. Как и другие пластмассы, которые последовали за ним, целлулоид предложил американцам возможность купить себе дорогу к новым местам в жизни.

Возможно, наибольшее влияние целлулоид оказал на основу для фотопленки.Здесь дар целлулоида к факсимиле достиг своего предельного выражения, полного превращения реальности в иллюзию, когда трехмерные существа из плоти и крови превратились в двухмерных призраков, мерцающих на экране. Здесь целлулоид также оказал мощное выравнивающее действие несколькими способами. Кино предлагало новый вид развлечений, доступный и разделяемый массами. За десять центов можно было купить день драмы, романтики, боевика, побега. Зрители от Сиэтла до Нью-Йорка взревели от выходок Бастера Китона и были в восторге, услышав первые слова Эла Джолсона в рации: «Подождите, подождите, вы еще ничего не слышали.«Массовая культура кино пронизывала классовые, этнические, расовые и региональные границы, вовлекая всех и каждого в общие истории и вселяя в нас ощущение, что сама реальность так же изменчива и эфемерна, как имена на афише кино. старая элита была свергнута, гламур, когда-то связанный с классом и социальным положением, теперь был доступен любому, у кого были хорошие скулы, некоторый талант и немного удачи. .В 1914 году Ирэн Кастл, танцовщица бальных танцев, ставшая кинозвездой, решила подстричь свои длинные волосы и сделать короткую стрижку «боб», что побудило поклонниц по всей стране резать собственные волосы ножницами. Нигде эти остриженные локоны не упали так сильно, как в Леоминстере, штат Массачусетс, который был столицей расчесок страны еще до Войны за независимость, а теперь стал колыбелью целлулоидной промышленности, большая часть которой была посвящена расческам. Почти в одночасье половина компаний по производству гребней в городе была вынуждена закрыться, в результате чего тысячи производителей гребней остались без работы.Сэм Фостер, владелец Foster Grant, одной из ведущих городских компаний по производству целлулоидных расчесок, посоветовал своим работникам не беспокоиться. «Мы сделаем что-нибудь еще», — заверил он их. Ему пришла в голову идея сделать солнцезащитные очки, создав совершенно новый массовый рынок. «Кто это стоит за этими Фостер Грантс?» Позже компания дразнила рекламу, в которой были фотографии таких знаменитостей, как Питер Селлерс, Миа Фэрроу и Ракель Уэлч, спрятанные за темными линзами. Заглянув в местную аптеку, любой мог приобрести такую ​​же гламурную загадочность.

При всей своей значимости целлулоид занимал довольно скромное место в материальном мире начала ХХ века, ограничиваясь в основном новинками и мелкими декоративно-утилитарными предметами, вроде расчески. Изготовление вещей из целлулоида было трудоемким процессом; гребни лепились небольшими партиями и их еще приходилось пилить и полировать вручную. И из-за того, что материал был таким изменчивым, фабрики были похожи на пороховые бочки. Рабочие часто работали под постоянными брызгами воды, но пожары все еще были обычным явлением.Только после разработки более взаимодействующих полимеров пластмассы действительно начали изменять внешний вид, ощущения и качество нашей жизни. К 1940-м годам у нас были и пластмассы, и машины для массового производства пластмассовых изделий. Машины для литья под давлением — теперь стандартное оборудование в производстве пластмасс — превращали сырой пластиковый порошок или гранулы в формованный готовый продукт за один раз. Одна машина, оснащенная формой с несколькими полостями, могла вытолкнуть десять полностью сформированных сот менее чем за минуту.

Компания DuPont, купившая одну из первых компаний по производству целлулоида в Леоминстере, в середине 1930-х опубликовала фотографии, показывающие ежедневную выработку пары гребенщиков, состоящей из отца и сына. На фотографиях отец стоит рядом с аккуратной стопкой из трехсот пятидесяти целлулоидных расчесок, а десять тысяч отлитых под давлением расчесок окружают сына. И хотя в 1930 году одна целлулоидная расческа стоила один доллар, к концу десятилетия можно было купить изготовленную машинным способом расческу из ацетата целлюлозы по цене от десяти центов до пятидесяти центов.С появлением массового производства пластмасс причудливые декоративные гребни и туалетные наборы из искусственной слоновой кости, столь популярные в эпоху целлулоида, постепенно исчезли. Теперь гребни были разобраны до самых важных элементов — зубьев и ручки — для выполнения своей основной функции.

Бакелит, первый по-настоящему синтетический пластик, полимер, полностью выкованный в лаборатории, проложил путь к успеху, подобному успеху сына DuPont, производящего формы для литья под давлением. Как и в случае с целлулоидом, бакелит был изобретен для замены дефицитного природного вещества: шеллака, продукта липких выделений самки лакового жука.Спрос на шеллак начал стремительно расти в начале двадцатого века, потому что это был превосходный электрический изолятор. Тем не менее пятнадцати тысячам жуков потребовалось шесть месяцев, чтобы сделать достаточное количество янтарной смолы, необходимой для производства фунта шеллака. Чтобы не отставать от быстрого роста электротехнической промышленности, требовалось что-то новое.

Как оказалось, пластик, изобретенный Лео Бэкеландом путем соединения формальдегида с фенолом, отработанным углем, и воздействия на смесь тепла и давления, был бесконечно более универсальным, чем шеллак.Хотя его можно было приложить усилия, чтобы имитировать натуральные материалы, у него не было целлулоидной способности к имитации. Вместо этого у него была собственная мощная идентичность, которая способствовала развитию отчетливо пластичного вида. Бакелит был темным, прочным материалом с гладкой машинной красотой, «упрощенной, как фраза Хемингуэя», по словам писателя Стивена Феничелла. В отличие от целлулоида, из бакелита можно было точно формовать и обрабатывать практически все, от трубчатых промышленных втулок размером с горчичное зерно до полноразмерных гробов.Современники приветствовали его «разнообразную приспособляемость» и поражались тому, как Бэкеланд превратил что-то столь дурно пахнущее и противное, как каменноугольная смола, давно выбрасываемое в процессе коксования, в это чудесное новое вещество.

Семьи собирались вокруг бакелитовых радиоприемников (чтобы послушать программы, спонсируемые бакелитовой корпорацией), ездили на машинах с бакелитовыми аксессуарами, поддерживали связь с бакелитовыми телефонами, стирали одежду в машинах с бакелитовыми лезвиями, разглаживали морщины утюгами в бакелитовой оболочке — и , конечно, укладывали волосы бакелитовыми гребнями.«С того момента, как человек чистит зубы по утрам щеткой с бакелитовой ручкой, до того момента, когда он вынимает последнюю сигарету из бакелитового мундштука, гасит ее в бакелитовой пепельнице и падает на бакелитовую кровать, все, что он прикасается, видит, использует этот материал для тысячи целей», — с энтузиазмом писал журнал Time в 1924 году в номере, на обложке которого красовался Бэкеланд.

Создание бакелита ознаменовало собой сдвиг в разработке новых пластиков.С тех пор ученые перестали искать материалы, которые могли бы подражать природе; скорее, они стремились «преобразовать природу новыми творческими способами». В 1920-е и 30-е годы из лабораторий по всему миру поступали новые материалы. Одним из них был ацетат целлюлозы, полусинтетический продукт (растительная целлюлоза была одним из его основных ингредиентов), который легко приспосабливался к целлулоиду, но не воспламенялся. Другим был полистирол, твердый, блестящий пластик, который мог приобретать яркие цвета, оставаться кристально чистым или надуваться воздухом, превращаясь в пенообразующий полимер, который DuPont позже зарегистрировал как Styrofoam.DuPont также представила нейлон, ответ на многовековой поиск искусственного шелка. Когда были представлены первые нейлоновые чулки, после кампании, рекламировавшей этот материал как «блестящий, как шелк» и «прочный, как сталь», женщины пришли в бешенство. Магазины распродавали товар за считанные часы, а в некоторых городах скудные запасы приводили к нейлоновым бунтам, полномасштабным дракам среди покупателей. По ту сторону океана британские химики открыли полиэтилен, прочный влагостойкий полимер, который стал непременным условием упаковки.В конце концов, мы получим пластики с такими свойствами, о которых природа и не мечтала: поверхности, к которым ничего не прилипнет (тефлон), ткани, способные остановить пулю (кевлар).

Несмотря на то, что они полностью синтетические, как и бакелит, многие из этих новых материалов существенно отличались друг от друга. Бакелит представляет собой термореактивный пластик, а это означает, что его полимерные цепи сцепляются друг с другом под воздействием тепла и давления, применяемых при формовании. Молекулы застывают так же, как тесто застывает в вафельнице. И как только эти молекулы связаны в гирляндную цепочку, их нельзя разорвать.Вы можете разбить кусок бакелита, но вы не можете расплавить его, чтобы превратить во что-то другое. Термореактивные пластмассы — это неизменные молекулы — громадины полимерного мира, поэтому вы все еще найдете винтажные бакелитовые телефоны, ручки, браслеты и даже расчески, которые выглядят почти как новые.

Полимеры, такие как полистирол, нейлон и полиэтилен, являются термопластами; их полимерные цепи образуются в результате химических реакций, которые происходят до того, как пластик приблизится к форме. Связи, скрепляющие эти гирляндные цепочки, слабее, чем в бакелите, и в результате эти пластмассы легко реагируют на тепло и холод.Они плавятся при высоких температурах (насколько это зависит от пластика), затвердевают при охлаждении, а при достаточном охлаждении могут даже замерзнуть. Все это означает, что, в отличие от бакелита, их можно формовать, плавить и переформовывать снова и снова. Их универсальность в изменении формы является одной из причин, по которой термопласты быстро вытеснили термореактивные и сегодня составляют около 90 процентов всех производимых пластиков.

Многие из новых термопластов в тот или иной момент нашли свое применение в сотах, которые благодаря литью под давлением и другим новым технологиям изготовления можно было производить быстрее и в гораздо больших количествах, чем когда-либо прежде — тысячи сот за один день.Это был небольшой подвиг сам по себе, но, умноженный на все предметы первой необходимости и предметы роскоши, которые затем можно было недорого производить массово, понятно, почему многие в то время считали пластик предвестником новой эры изобилия. Пластик, который производился так дешево и легко, стал спасением от бессистемного и неравномерного распределения природных ресурсов, которое сделало одни страны богатыми, другие обнищало и спровоцировало бесчисленные разрушительные войны. Пластмассы обещали материальную утопию, доступную всем.

По крайней мере, так обнадеживало видение пары британских химиков, писавших накануне Второй мировой войны. «Давайте попробуем представить себе обитателя «пластмассового века», — писали Виктор Ярсли и Эдвард Кузенс. «Этот «Пластиковый человек» попадет в мир цвета и ярких сияющих поверхностей… мир, в котором человек, как волшебник, делает то, что хочет, почти для каждой потребности». Они представляли, как он растет и стареет в окружении небьющихся игрушек, закругленных углов, не царапающих стен, недеформируемых окон, грязеотталкивающих тканей, легких автомобилей, самолетов и лодок.Унижения старости будут уменьшаться с помощью пластиковых очков и зубных протезов до тех пор, пока смерть не унесет пластикового человека, после чего он будет похоронен «гигиенически заключенным в пластиковый гроб».

Этот мир задержался. Большинство новых пластиков, открытых в 1930-х годах, были монополизированы военными в ходе Второй мировой войны. Стремясь сохранить драгоценный каучук, например, в 1941 году армия США издала приказ, согласно которому все гребни, выдаваемые военнослужащим, должны быть изготовлены из пластика, а не из твердой резины.Так что каждый военнослужащий, от рядового до генерала, в частях белого и черного цвета, имел в своем «гигиеническом наборе» пятидюймовую черную пластиковую карманную расческу. Конечно, пластмассы также использовались для гораздо более важных целей: они использовались для взрывателей минометов, парашютов, компонентов самолетов, корпусов антенн, стволов базук, корпусов орудийных турелей, вкладышей для шлемов и бесчисленного множества других применений. Пластмассы были необходимы даже для создания атомной бомбы: ученые Манхэттенского проекта полагались на исключительную устойчивость тефлона к коррозии при изготовлении контейнеров для летучих газов, которые они использовали.Производство пластмасс резко возросло во время войны, увеличившись почти в четыре раза с 213 миллионов фунтов в 1939 году до 818 миллионов фунтов в 1945 году.

Come VJ Day, однако весь этот производственный потенциал нужно было куда-то девать, и пластик ворвался на потребительские рынки. (Действительно, уже в 1943 году у DuPont было целое подразделение, работавшее над подготовкой прототипов предметов домашнего обихода, которые могли быть изготовлены из пластика, конфискованного для войны.) Всего через несколько месяцев после окончания войны тысячи людей выстроились в очередь, чтобы попасть в первый Национальная выставка пластмасс в Нью-Йорке, витрина новых продуктов, ставших возможными благодаря пластмассам, зарекомендовавшим себя на войне.Для публики, уставшей от двух десятилетий дефицита, шоу предложило захватывающую и блестящую предварительную версию полимеров. Там были оконные сетки всех цветов радуги, которые никогда не нужно было красить. Чемоданы достаточно легкие, чтобы их можно было поднять пальцем, но достаточно прочные, чтобы нести груз кирпичей. Одежда, которую можно протереть влажной тряпкой. Леска прочная, как сталь. Прозрачные упаковочные материалы, которые позволят покупателю увидеть, свежие ли продукты внутри. Цветы, будто вырезанные из стекла.Искусственная рука, которая выглядела и двигалась как настоящая. Это была эра изобилия, которую предвидели полные надежд британские химики. «Ничто не может остановить пластику», — ликовал председатель экспозиции.

Все эти бывшие солдаты с их стандартными гребнями возвращались домой, в мир не только материального изобилия, но и богатых возможностей, созданных законопроектом о военнослужащих, жилищных субсидий, благоприятной демографии и экономического бума, который оставил американцев на беспрецедентном уровне. располагаемого дохода.Производство пластмасс резко возросло после войны, причем кривая роста была круче, чем даже быстро растущий ВНП. Благодаря пластику у новоиспеченных американцев был бесконечный шведский стол доступных товаров на выбор. Поток новых продуктов и приложений был настолько постоянным, что вскоре стал нормой. Tupperware, несомненно, существовала всегда, наряду с прилавками Formica, стульями Naugahyde, красными акриловыми задними фонарями, пленкой Saran, виниловым сайдингом, пластиковыми бутылками, кнопками, куклами Барби, бюстгальтерами из лайкры, мячиками Wiffle, кроссовками, чашками-непроливайками и бесчисленным множеством других вещей.

Это распространение товаров способствовало быстрой социальной мобильности, имевшей место после войны. Теперь мы были нацией потребителей, обществом, которое все более демократизировалось благодаря нашей общей способности пользоваться удобствами и комфортом современной жизни. Не только по курице в каждой кастрюле, но и по телевизору и стереосистеме в каждой гостиной, по машине на каждой подъездной дорожке. Благодаря индустрии пластмасс у нас постоянно росла способность синтезировать то, что мы хотели или в чем нуждались, что сделало саму реальность бесконечно более открытой для возможностей, гораздо более податливой, как заметил историк Мейкл.Теперь полноправные жители Пластивилля, мы начали верить, что тоже пластмассовые. Как уверял читателей House Beautiful в 1953 году: «У вас будет больше шансов быть собой, чем у любого другого человека в истории цивилизации».

Перепечатано по договоренности с Houghton Mifflin Harcourt из Plastic: A Toxic Love Story Сьюзен Фрейнкель. Copyright © 2011 Сьюзен Фрейнкель.

Что такое пластик, как и зачем он был создан?

Что такое пластик? Термин «пластик» используется для обозначения категории материалов, называемых полимерами.Полимер означает «состоящий из многих частей». Он состоит из длинных цепочек молекул (Институт истории науки).

Пластик — это слово, которое изначально означало «гибкий и легко поддающийся обработке». (Институт истории науки).

Существуют полимеры природного происхождения и из возобновляемых источников, таких как целлюлоза. Однако в прошлом веке люди изучали и совершенствовали методы, позволяющие производить синтетические полимеры, часто используя большое количество атомов углерода, содержащихся в нефти и других ископаемых видах топлива (Институт истории науки).

Следующее видео, организованное National Geographic, показывает, что мы перешли от естественного мелкосерийного процесса к массовому производству синтетического пластика, который загрязняет нашу жизнь и окружающую среду.

Пластик и его негативное воздействие на окружающую среду

Большая проблема с пластиком, полученным из нефти, заключается в том, что он не компостируется. Он не поддается биологическому разложению, как натуральные материалы.

Пластик разлагается сотни лет.В отличие от других материалов, полученных из природного сырья, синтетический пластик, полученный в основном из нефти, не потребляется бактериями.

Даже если его закопать в землю или смешать с компостом, пластик не разложится, потому что бактерии кажутся умнее многих людей, раз они не потребляют пластик!

Бактерии кажутся умнее многих людей, поскольку они не потребляют пластик!

С пластиком происходит следующее: «Пластик разлагается под действием УФ-излучения или воздействия океана, и его кусочки становятся все меньше и меньше, пока не становятся невидимыми, но все же остаются частью нашей окружающей среды.(DNews, Искатель, 2015)

Итак, только через сотни лет пластик, который мы используем сегодня, исчезнет с Земли.

Большая часть пластика, который мы используем сегодня, предназначена для одноразового использования. Потребитель использует его один раз, а затем выбрасывает. Это серьезная проблема, особенно если учесть, сколько пластиковой упаковки выбрасывается каждый день.

Как вы можете видеть на видео ниже, наиболее распространенными пунктами назначения пластика, который мы сегодня потребляем, являются свалки, океаны и переработка.

Проблемы со здоровьем, связанные с пластиком

В дополнение к очевидным проблемам, связанным с неправильной утилизацией и пугающим накоплением в океанах и на свалках, пластик также вызывает ряд проблем в организме человека.

В исследовании «Пластик и здоровье: скрытые затраты на пластиковую планету» представлены тревожные откровения о разрушительном воздействии пластика на здоровье человека.

Исследователи отмечают, что «на каждом этапе своего жизненного цикла пластик представляет определенный риск для здоровья человека, возникающий как в результате воздействия самих пластиковых частиц, так и связанных с ними химических веществ.Большинство людей во всем мире проходят несколько этапов этого жизненного цикла». (Пластик и здоровье: скрытые издержки пластиковой планеты, 2016 г.).

Повреждение возникает из-за прямого воздействия и воздействия окружающей среды при вдыхании, проглатывании и контакте с кожей на различных этапах производства, потребления и утилизации пластика.

Это воздействие влияет, среди прочего, на «сердечно-сосудистую, почечную, желудочно-кишечную, неврологическую, репродуктивную и дыхательную системы; последствия включают рак, диабет, нейро-, репродуктивную токсичность и токсичность для развития», как видно из следующего рисунка, извлеченного из исследования (Пластик и здоровье: скрытые издержки пластиковой планеты, 2016).

Пластик и здоровье: скрытые издержки пластиковой планеты, 2016

Какие есть альтернативы?

Из-за упомянутых выше проблем, связанных с производством, потреблением и утилизацией пластика, исследователи пытаются открывать и заново открывать материалы.

В этом контексте появился биопластик, обещающий быть более устойчивым для окружающей среды и менее вредным для человеческого организма.

Но так ли это? Ознакомьтесь с нашей последовательностью статей, чтобы узнать больше о пластике, биопластике и его социальном и экологическом воздействии.

Что такое пластик? Часто задаваемые вопросы — Craftech Industries — Высокоэффективные пластмассы

Поскольку большую часть своей карьеры я проработал в индустрии пластмасс, можно было подумать, что у меня есть стандартный ответ на основной вопрос «Что такое пластик?» . (Вы знаете, чтобы вырваться на коктейльных вечеринках.) Итак, представьте мое удивление, когда я обнаружил, что спотыкаюсь в поисках ответа, когда кто-то на днях действительно спросил меня, что такое пластик.

Когда я пишу о пластике для блога, я фокусируюсь на конкретных материалах, которые наши клиенты находят полезными в своих приложениях.Так что я знаю намного больше, чем средний Джо, о пластиках, таких как G10/FR4, нейлон, полипропилен, PEEK, TPU, Vespel® и многих других. Я могу выдать список химически стойких или высокопрочных инженерных пластиков в любой момент. Но что определяет границы того, что мы называем «пластиком»? Этот вопрос стоил некоторого исследования.

Вот основные часто задаваемые вопросы, которые вам нужно знать, чтобы ответить на вопрос «Что такое пластик?»

1)  Какое определение слова «пластик» содержится в словаре? Какова этимология слова?

Термин «пластик» происходит от греческого «plastikos», что означает «способный к формованию или формованию».«По сути, пластик — это любой материал, которому можно придать форму. Это расширительное определение означает, что множество различных материалов, которые не обязательно похожи друг на друга, можно назвать «пластиками».

2)  Из чего сделан пластик?

Пластмассы изготавливаются из широкого спектра органических и неорганических соединений. В основном они синтетические и часто изготавливаются из нефтехимических продуктов, хотя многие пластмассы частично натуральные. «Биопластики» производятся из возобновляемых ресурсов биомассы, включая растительные жиры и масла, кукурузный крахмал или даже бактерии.Многие из этих биопластиков предназначены для биоразложения. Ознакомьтесь с постом прошлой недели об устойчивых пластиковых технологиях здесь.

3) Изготовлен ли пластик из нефти?

Не все пластмассы сделаны из нефти. На самом деле в США большая часть пластика создается из природного газа. Изготовление пластика из нефти на данный момент обходится дороже, чем производство его из природного газа из-за гидроразрыва пласта. Пластмассы составляют только около 5% от общего потребления нефти.

3) Какие виды пластика существуют?

Существует два типа пластмасс: термопласты и термореактивные полимеры.Термопласты не претерпевают химического изменения своего состава при нагревании. Это позволяет многократно плавить термопласты и изменять их форму. С другой стороны, термореактивные полимеры претерпевают изменения и поэтому могут формоваться только один раз. Оба типа пластика могут быть с пользой переработаны. Термопласты можно расплавлять и изменять форму, а термореактивные полимеры можно измельчать и использовать в качестве наполнителей.

4) В чем разница между мономером и полимером?

Полимеры на самом деле состоят из мономеров.В химии термин «мономер» относится только к небольшой молекуле. Эти молекулы могут быть соединены вместе для создания полимеров. Эта химическая реакция называется «полимеризацией». Многие люди используют термины «полимер» и «пластик» взаимозаменяемо, хотя не все полимеры являются пластиками. Янтарь и целлюлоза также являются полимерами.

5) В чем разница между гомополимерами и сополимерами?

Гомополимеры — это полимеры, состоящие только из мономера одного вида.Хорошо известные примеры включают полистирол и полиэтилен. Сополимеры – это полимеры, состоящие из более чем одного вида мономера. Они классифицируются в зависимости от того, как мономеры расположены в цепи. Классификация сополимеров включает чередующиеся сополимеры, периодические сополимеры и блок-сополимеры. Популярные сополимеры включают ABS и нейлон. Некоторые пластмассы бывают как гомо-, так и сополимерные (например, делрин/ацеталь и полипропилен), поэтому будьте осторожны при выборе материала, чтобы убедиться, что вы выбрали правильный.

6)  Для чего используется пластик?

Пластик имеет так много применений, что трудно сосчитать! Посмотрите это интересное слайд-шоу с канала Discovery, чтобы получить общее представление. Пластмассы широко используются в одежде, упаковке пищевых продуктов, электронике, машинах, автомобилях и многом другом!

У вас есть другие конкретные вопросы о пластике? Пожалуйста, дайте нам знать в разделе комментариев ниже.

Ищете дополнительную информацию о пластмассах и разработке пластмасс? Загрузите наш бесплатный глоссарий терминов по производству пластмасс.

Будущее пластмасс — Curious

Зачем нам биопластик?

От крошечных пуговиц на вашей рубашке до ручки в вашей руке, от клавиатуры, на которой вы печатаете, до упаковки, которую вы снимаете со своего бутерброда, интенсивное и широкое использование пластика в нашем обществе неоспоримо. Это произвело революцию в нашем образе жизни и является неотъемлемой частью нашей повседневной жизни.Цифры говорят сами за себя — в 1960 году в мире было произведено 7 миллионов тонн пластика. По прогнозам, к 2020 году его объем вырастет до 540 миллионов тонн. Но этот чудо-продукт, который во многом изменил нашу жизнь, имеет серьезные экологические недостатки как при его производстве, так и при утилизации.

Обычные пластмассы производятся с использованием нефти, угля или газа — все эти невозобновляемые ресурсы подвержены волатильности рынка с ростом стоимости и спроса в сочетании с истощающимися запасами.

Однако еще большую озабоченность вызывает утилизация этих продуктов. Ирония очевидна: продукты, предназначенные для одноразового использования (например, пищевая упаковка и полиэтиленовые пакеты) или для ограниченного или краткосрочного использования перед выбрасыванием, изготавливаются таким образом, чтобы они прослужили сто жизней. . Это означает, что каждый кусок пластика, на который вы когда-либо смотрели, использовали, открывали или выбрасывали, до сих пор остается где-то в мире.

Поскольку пластиковое загрязнение так долго разрушается, оно загрязняет землю и океан, где часто бывает смертельно опасным для дикой природы.Изображение предоставлено: Крис Крюг на Flickr.

В то время как некоторым пластмассам посчастливилось быть переработанными, большинство отправляется на свалку, а остальные предоставлены сами себе, свободно бродят по нашей окружающей среде, засоряя ручьи, реки, озера и океаны, загрязняя леса и почвы. Для него даже появился новый термин: «белое загрязнение».

Если вам кажется, что все это звучит немного удручающе, вы правы, так оно и есть. Но поскольку пластик слишком полезен и слишком укоренился в нашей жизни, чтобы от него отказываться, ученые работают над пластиком нового поколения, который может удовлетворить потребности производителей и общества, а также принести пользу окружающей среде.Эти продукты, известные как «биопластики», не только могут быть биоразлагаемыми и/или перерабатываемыми, но и полностью устойчивыми во всех сферах их жизненного цикла.

Что такое биопластики?

Термин «биопластик» относится не только к биоразлагаемым или компостируемым пластикам, изготовленным из натуральных материалов. Это название также применяется к пластмассам на нефтяной основе, которые являются разлагаемыми, пластмассам на растительной основе, которые не обязательно являются биоразлагаемыми, и пластмассам, которые содержат материалы как на нефтяной, так и на растительной основе, которые могут или не могут биоразлагаться.

По существу, биопластики бывают биологическими, биоразлагаемыми или и тем, и другим.

Термин «на биологической основе» означает, что материал или продукт, по крайней мере, частично получены из биомассы (растений). Примеры биомассы, используемой в биопластиках, включают кукурузу, сахарный тростник, тапиоку или другие формы целлюлозы.

Биоразлагаемый обычно относится к веществу, которое может быть разрушено микроорганизмами в окружающей среде в течение фиксированного периода времени. Для эффективного биоразложения требуются особые условия окружающей среды, включая температуру и уровень аэрации, позволяющие микроорганизмам преобразовывать природные материалы в другие природные вещества, такие как компост, вода и углекислый газ.

Биоразлагаемость биопластиков напрямую связана с химической структурой, а не обязательно с происхождением сырья.

Пластиковые столовые приборы из биоразлагаемого материала открывалка

Виды биопластика

Биопластики — это не одно вещество, а семейство продуктов, каждый из которых имеет разные свойства и области применения в зависимости от исходных материалов и производства.

В настоящее время семейство биопластиков можно разделить на три основные группы:

  • Группа 1: Пластмассы на биологической основе и биоразлагаемые
  • Группа 2: Небиоразлагаемые пластмассы на биологической или частично биологической основе, известные как «вставные»
  • Группа 3:  Пластмассы, изготовленные из ископаемого топлива и биоразлагаемые

Группа 1: Пластмассы на биологической основе

и биоразлагаемые

Примеры: полимолочная кислота (PLA) и полигидроксиалканоат (PHA)

Биопластики группы 1 состоят из продуктов на биологической основе и биоразлагаемых.Они могут быть изготовлены из различных природных источников, включая растения, целлюлозу, белок, хитин (панцири креветок) и бактерии.

Полученная из крахмала природных и возобновляемых ресурсов, таких как кукуруза, пшеница или картофель, полимолочная кислота, также известная как полилактид и обычно называемая PLA, в настоящее время является одной из самых популярных и многообещающих «зеленых» альтернатив пластику на рынке.

Создание PLA состоит из нескольких шагов. Сначала кукуруза подвергается мокрому помолу — механическому процессу, при котором крахмал вместе с другими полезными компонентами отделяется от ядра.Затем крахмал нагревают с ферментами или кислотой (или с обоими) до полного растворения. гидролизовать крахмала в декстрозу. Полученная декстроза может быть либо в кристаллической, либо в жидкой форме.

Через процесс ферментация , декстроза превращается в молочную кислоту, относительно простое органическое химическое соединение. Это та же самая молочная кислота, которая мучает ваши мышцы после энергичных упражнений, но производится в промышленных масштабах. Затем молочная кислота подвергается полимеризация заставить молекулы соединяться в длинные цепи или полимеры, которые соединяются вместе, образуя PLA.Это превращается в листы плоского пластика или гранулы, которые затем можно формовать в различные формы, включая контейнеры, пленки и волокна.

Характеристики PLA аналогичны характеристикам обычных нефтехимических пластиков (таких как PET), а еще одним преимуществом является возможность переработки на существующем оборудовании для производства пластмасс.

Наряду с возобновляемыми базовыми материалами одним из сильных экологических преимуществ PLA является его способность полностью биоразлагаться.Поскольку он сделан из растительных источников, он является готовой едой для бактерий и других микробов. Однако из-за производственного процесса, если его поместить в компостную корзину на заднем дворе или отправить на свалку, он будет вести себя так же, как любой обычный нефтепластик, то есть исчезнет через много десятилетий. Чтобы реализовать свой биоразлагаемый потенциал, PLA требует определенных условий компоста. К сожалению, их можно найти только на промышленных предприятиях по компостированию, которых относительно немного.

Растущая популярность

PLA привела к тому, что его использование расширилось от упаковки пищевых продуктов до широкого спектра областей, включая медицинские, текстильные, автомобильные, косметические и бытовые применения.

Другим биопластиком «Группы 1» является полигидроксиалканоат, или ПГА. PHA представляют собой встречающиеся в природе полимеры, которые могут быть получены различными способами с помощью определенных штаммов бактерий. Во-первых, бактерии подвергаются воздействию ограниченного количества основных питательных веществ, таких как кислород и азот, что способствует росту PHA — гранул пластика — внутри их клеток в качестве запасов пищи и энергии.

Также была идентифицирована отдельная группа бактерий , которые не требуют ограничения питательных веществ для производства ПГА, но накапливают их в периоды быстрого роста. Затем PHA в обеих этих группах можно собирать или перед сбором можно синтезировать в различные химические формы с помощью генной инженерии.

Первоначально коммерциализации ПГА препятствовали высокие производственные затраты, низкие выходы и ограниченная доступность, что делало его неспособным конкурировать с нефтехимическими аналогами.Однако в результате недавних открытий были обнаружены определенные бактерии, способные производить ПГА из ряда источников углерода, включая сточные воды, растительные масла, жирные кислоты, алканы и простые углеводы. Это значительно расширяет их привлекательность — например, использование отходов в качестве источника углерода для производства ПГА будет иметь двойное преимущество: снижение стоимости ПГА и снижение стоимости утилизации отходов.

В 2013 году американская компания объявила, что она усовершенствовала процесс еще больше, устранив необходимость в растительных сахарах, маслах, крахмалах или целлюлозе, вместо этого используя «биокатализатор», полученный из микроорганизмов, который преобразует воздух, смешанный с парниковыми газами, такими как метан. или углекислый газ прямо в пластик.

Продвигая этот поток исследований PHA еще дальше, ученые берут гены этих бактерий, выращивающих пластик, и вставляют их в растения кукурузы, которые затем выращивают пластик в своих собственных клетках. Фермеры, выращивающие эти генетически модифицированные растения кукурузы, эффективно «выращивают» урожай пластика.

PHA полностью биоразлагаем в правильных условиях, не токсичен и может использоваться в самых разных областях, от упаковки пищевых продуктов до медицинских имплантатов.

Группа 2: небиоразлагаемые пластмассы на биологической основе или частично на биологической основе — «вставные»

Примеры: биополиэтилен (ПЭ), биополипропилен (ПП) и биополиэтилентерефалат (ПЭТФ)

Капельные добавки — это биопластики на биологической основе или частично на биологической основе, но не поддающиеся биологическому разложению.Проще говоря, «вставные» решения представляют собой гибридные версии традиционных пластиков. Они отличаются от своих традиционных аналогов только частично возобновляемой сырьевой базой, сохраняя при этом ту же функциональность.

Лидером в этой области является ПЭТ частично на биологической основе, на долю которого уже приходится примерно 40 % мировых производственных мощностей по производству биопластиков.

Многие традиционные виды пластика, такие как полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП) и поливинилхлорид (ПВХ), фактически могут быть изготовлены из возобновляемых ресурсов, таких как биоэтанол.

Популярным примером вставного пластика является «бутылка для растений», которую в настоящее время использует один из ведущих мировых производителей безалкогольных напитков. При производстве бутылки на 30% используются материалы растительного происхождения, при этом сохраняются те же характеристики, что и у традиционной бутылки, а также она полностью пригодна для вторичной переработки. Есть надежда, что со временем возобновляемый компонент бутылки будет увеличиваться, а материалы на основе ископаемого топлива уменьшаться.

Drop-in — самая быстрорастущая группа производителей биопластика.Интерес отрасли основан на двух основных преимуществах:

  1. Капсулы обладают теми же свойствами и функциональностью, что и их нефтехимические аналоги, а это означает, что их можно перерабатывать, использовать и перерабатывать на существующих предприятиях и по тем же маршрутам, что и обычные пластмассы. Это снижает потребность в новой или дополнительной инфраструктуре и снижает затраты на всех уровнях.
  2. Возобновляемая (или частично возобновляемая) основа этих продуктов снижает их углеродный след, а также снижает производственные затраты.

Группа 3: Биоразлагаемые пластмассы на основе ископаемого топлива

Примеры: полибутират (PBAT) и поликапролактон (PCL)

Последняя группа биопластиков — это новые полимеры, основанные на ископаемом топливе, но все еще поддающиеся биологическому разложению, и включают такие продукты, как полибутират-адипат-терефталат, более известный как полибутират или ПБАТ. Используемые в основном в сочетании с крахмалом или другими биопластическими материалами, они улучшают характеристики конечного продукта в зависимости от применения благодаря своей биоразлагаемости и механическим свойствам.Хотя в настоящее время все еще производятся гибриды с нефтехимическими пластиками, новые версии на биологической основе или частично на биологической основе находятся в разработке.

PBAT является случайным сополимер состоит из бутиленадипата и терефталата. Он полностью биоразлагаем при правильных условиях компостирования и обладает многими свойствами, подобными полиэтилену низкой плотности, такими как высокая эластичность, устойчивость к излому и гибкость. Это делает его жизнеспособной альтернативой для использования в таких продуктах, как пакеты, обертки и другая упаковка.Он особенно подходит для мешков для мусора или одноразовой упаковки из-за его способности разлагаться в компосте в течение нескольких недель. PBAT также можно использовать в качестве добавки, придающей жесткому биопластику большую гибкость при сохранении биоразлагаемых свойств конечного продукта.

Электронный микроскоп биоразлагаемой альтернативы полиэтилену. открывалка

Бумажная упаковка иногда покрывается полиэтиленом, что затрудняет переработку. Это изображение биоразлагаемой альтернативы, полученное под электронным микроскопом. Источник изображения: BASF на Flickr.

Рыночный спрос

Спрос на биопластик растет.Достижения в области технологий позволили повысить качество продукции и ее универсальность при одновременном снижении производственных затрат. Это, в сочетании с ростом стоимости ископаемого топлива, привело к тому, что все больше компаний вышли на рынок биопластика, что способствовало дальнейшим исследованиям и конкуренции. Возобновляемость и доступность сырья, различные варианты утилизации биопластиков в сочетании с растущим потребительским спросом на экологически безопасные продукты привели к тому, что некоторые утверждают, что отрасль достигла своего апогея. переломный момент ’.

В настоящее время биопластики составляют около 1 процента от общего объема рынка пластмасс, что является крошечной каплей в пластиковом океане. Тем не менее, аналитики прогнозируют сильный рост в секторе. Опубликованные обзоры рынка по проектам биопластиков показывают темпы роста от 15 до 35 процентов в период с 2010 по 2020 год. К 2018 году мощность производства биопластиков составит более 6,7 млн ​​тонн. Ожидается, что лучшими производителями будут такие вставные материалы, как био-ПЭТ и био-ПЭ, за которыми следует ПЛА. Это отражает переход отрасли от полностью компостируемых продуктов к тем, в которых уже налажены потоки вторичной переработки.Хотя PLA поддается компостированию, небольшое количество промышленных предприятий по компостированию в настоящее время снижает его привлекательность.

 

Исследование, проведенное в 2010 году, показало, что потенциал технического замещения биопластиками обычных пластиков может достигать 90 процентов. Это означает, что биопластики могут в конечном итоге заменить большую часть обычных пластиков, которые в настоящее время используются в повседневной жизни. Поскольку растущая коммерциализация биопластиков продолжает приводить к снижению затрат и улучшению технологических возможностей, реальность такой цифры может начать казаться более достижимой, хотя до нее еще далеко.

Мы все должны начать жить в более разумном мире материалов. [Биопластиковые] инновации — это не полное решение проблемы пластиковых отходов, но это важное начало. Брендан Моррис, генеральный директор Plantic

Что еще мы можем сделать?

Биопластики — отличная инновация, но они не единственное решение проблемы пластикового загрязнения нашей окружающей среды.Изменение поведения потребителей — то, как мы думаем о пластике, используем его и утилизируем, — необходимо для достижения долгосрочных изменений.

Ниже приведены несколько простых советов, которые помогут сократить использование пластика в вашей жизни.

Будьте активны

Потратьте время на то, чтобы узнать полную «стоимость» пластика и сообщить семье и друзьям, как они тоже могут сократить свои отходы. Попробуйте реализовать четыре «R»: отказаться, сократить, повторно использовать, переработать. Каждая мелочь помогает.

Скажи нет пластиковым пакетам

Ежегодно во всем мире используется более триллиона пластиковых пакетов — принесите свою многоразовую сумку или просто скажите «нет, спасибо» на кассе.

Принеси свою бутылку

Принесите свою собственную многоразовую бутылку для напитков и/или кофейную чашку вместо покупки одноразовых пластиковых бутылок.

Выберите меньше упаковки

Вы когда-нибудь покупали товар, и вам приходилось разворачивать несколько слоев пластика, прежде чем вы смогли его использовать? Старайтесь покупать продукты с меньшим количеством пластиковой упаковки или, что еще лучше, выбирайте продукты из картона или других перерабатываемых материалов.Поддержите компании, которые пытаются свести свою упаковку к минимуму.

Упакуйте «зеленый» обед

Вместо того, чтобы заворачивать бутерброды и закуски в полиэтиленовую пленку, упакуйте их в многоразовые контейнеры.

Купить многоразовые продукты

По возможности покупайте товары (такие как зажигалки, ручки и т. д.), которые можно заправлять, а не одноразовые.

  • Вам нужна сумка для этого?

    Во всем мире потребители используют примерно один триллион пластиковых пакетов в год.Да — триллион. Это соответствует примерно двум миллионам пакетов каждую минуту. Учитывая, что средний пакет используется всего 12 минут, прежде чем его утилизируют, и что менее 5% этих пакетов перерабатываются, это означает, что большое количество пластика отправляется на свалку или становится белым загрязнением окружающей среды.

    В Австралии несколько штатов и территорий за последние несколько лет ввели запрет на легкие сумки для покупок (из полиэтилена высокой плотности — HDPE). Южная Австралия лидировала в 2009 году, за ней последовали Северная территория и Австралийская столичная территория в 2011 году и Тасмания в 2013 году.С момента введения запрета каждый штат или территория сообщили о высоком уровне соблюдения требований, сокращении количества мусора из пластиковых пакетов и растущей поддержке запрета потребителями.

    Нам также необходимо обратить внимание на другие сумки, которые сейчас используются вместо традиционных сумок для покупок из полиэтилена высокой плотности. Другой альтернативой, которую крупные сети супермаркетов предлагают покупателям, забывшим свои сумки, является «сумка для покупок в бутике» из полиэтилена низкой плотности (LDPE), которую они обычно продают примерно за 15 центов. Они сделаны из более толстого и прочного пластика, аналогичного тем, которые до сих пор предлагаются бесплатно универмагами и другими непродовольственными розничными торговцами, и покупателям рекомендуется использовать пакеты несколько раз.Другой вариант — «зеленый» пакет из нетканого полипропилена, который обычно стоит около одного доллара.

    Важно помнить, что при производстве этих более прочных и прочных сумок используется больше ресурсов. Чтобы их общее воздействие на окружающую среду было ниже, чем у традиционных пакетов для покупок из полиэтилена высокой плотности, их необходимо использовать повторно несколько раз, чтобы учесть дополнительные ресурсы, которые идут на их производство. Хозяйственные сумки из полиэтилена низкой плотности необходимо использовать четыре раза, «зеленые» пакеты — 11 раз, а хлопковую сумку — 131 раз.Если покупатель в конечном итоге покупает «бутиковый» пакет из ПЭНП, берет в нем продукты домой, а затем просто использует его в качестве вкладыша для мусорного ведра, то он на самом деле оказывает большее воздействие на окружающую среду, чем если бы он использовал традиционный пакет из ПЭВП.

    «Зеленые» пакеты из нетканого полипропилена могут быть возвращены в некоторые супермаркеты для переработки, когда они изнашиваются, однако это очень трудоемкий процесс, так как швы, скрепляющие пакет, не могут быть переработаны и поэтому быть удалены. Стоимость заработной платы в Австралии делает этот процесс невыгодным, поэтому старые сумки отправляют в Китай, где работу выполняют люди, получающие гораздо меньшую заработную плату.

    Таким образом, положительный экологический результат имеет свою цену. Лучший способ сократить использование пластиковых пакетов — сказать «нет, спасибо», когда вам предложат пакет на кассе.

Свежие продукты в продуктовом магазине. открывалка

Выбор, который вы делаете в магазинах и дома, может помочь уменьшить загрязнение окружающей среды пластиком. Изображение предоставлено: ornello_pics на Flickr.

Заключение

Идея биопластиков представляет значительный интерес и важность в современном мире. Разработка продукта, который не только удовлетворяет потребности производителей и потребителей, но и активно снижает загрязнение окружающей среды, является ключевой задачей исследователей и ученых в этой отрасли.Нынешнее поколение биопластиков, хотя и далеко от совершенства, имеет некоторые замечательные черты, и продолжающиеся исследования в этой области позволят добиться дальнейших прорывов и улучшений. Однако биопластики — не единственное решение. Потребители должны признать, что множество положительных сторон, которые пластик приносит в нашу жизнь, уравновешиваются таким же количеством отрицательных сторон. Изменения в том, как мы покупаем, потребляем и утилизируем пластик, так же важны, как и любой научный прорыв.

 

Мир пластмасс в цифрах

С момента своего зарождения во время и после Второй мировой войны коммерческая промышленность полимеров — длинноцепочечных синтетических молекул, для которых «пластик» является распространенным неправильным названием, — быстро росла.В 2015 году в мире было произведено более 320 миллионов тонн полимеров без учета волокон.

До последних пяти лет разработчики изделий из полимеров обычно не задумывались о том, что произойдет после окончания первоначального срока службы их изделий. Ситуация начинает меняться, и в предстоящие годы этот вопрос потребует повышенного внимания.

Производство пластмасс

«Пластик» стал несколько ошибочным способом описания полимеров. Обычно получаемые из нефти или природного газа, они представляют собой длинноцепочечные молекулы с сотнями или тысячами звеньев в каждой цепи.Длинные цепи передают важные физические свойства, такие как прочность и ударная вязкость, с которыми короткие молекулы просто не могут сравниться.

«Пластик» на самом деле является сокращенной формой термина «термопласт», который описывает полимерные материалы, которым можно придавать форму и форму с помощью нагревания.

Современная полимерная промышленность была фактически создана Уоллесом Карозерсом из DuPont в 1930-х годах. Его кропотливая работа над полиамидом привела к коммерциализации нейлона, поскольку нехватка шелка во время войны вынуждала женщин искать чулки в других местах.

Когда во время Второй мировой войны других материалов стало не хватать, исследователи обратились к синтетическим полимерам, чтобы заполнить пробелы. Например, поставки натурального каучука для автомобильных шин были прерваны японским завоеванием Юго-Восточной Азии, что привело к созданию синтетического полимерного эквивалента.

Прорывы в химии, вызванные любопытством, привели к дальнейшему развитию синтетических полимеров, включая широко используемые в настоящее время полипропилен и полиэтилен высокой плотности. На некоторые полимеры, такие как тефлон, наткнулись случайно.

В конце концов, сочетание потребности, научных достижений и счастливой случайности привело к полному набору полимеров, которые теперь можно легко распознать как «пластики». Эти полимеры были быстро коммерциализированы благодаря желанию уменьшить вес продуктов и предоставить недорогие альтернативы натуральным материалам, таким как целлюлоза или хлопок.

Типы пластика

В мировом производстве синтетических полимеров преобладают полиолефины – полиэтилен и полипропилен.

Полиэтилен

бывает двух типов: «высокой плотности» и «низкой плотности». В молекулярном масштабе полиэтилен высокой плотности выглядит как расческа с равномерно расположенными короткими зубьями. Версия с низкой плотностью, с другой стороны, выглядит как гребень с неравномерно расположенными зубьями случайной длины — что-то вроде реки и ее притоков, если смотреть с высоты. Хотя они оба полиэтиленовые, различия в форме заставляют эти материалы вести себя по-разному при формовании пленок или других изделий.

Полиолефины доминируют по нескольким причинам. Во-первых, их можно производить с использованием относительно недорогого природного газа. Во-вторых, это самые легкие синтетические полимеры, производимые в больших масштабах; их плотность настолько мала, что они плавают. В-третьих, полиолефины устойчивы к воздействию воды, воздуха, жиров, чистящих растворителей — всему, с чем эти полимеры могут столкнуться при использовании. Наконец, их легко превратить в продукты, и в то же время они достаточно прочны, чтобы упаковка, сделанная из них, не деформировалась в грузовике доставки, стоящем на солнце весь день.

Однако эти материалы имеют серьезные недостатки. Они разлагаются очень медленно, а это означает, что полиолефины могут сохраняться в окружающей среде от десятилетий до столетий. Тем временем воздействие волн и ветра механически стирает их, создавая микрочастицы, которые могут быть проглочены рыбами и животными, продвигаясь вверх по пищевой цепочке к нам.

Переработка полиолефинов не так проста, как хотелось бы, из-за проблем со сбором и очисткой. Кислород и тепло вызывают повреждение цепи во время переработки, а продукты питания и другие материалы загрязняют полиолефин.Непрерывный прогресс в области химии позволил создать новые сорта полиолефинов с повышенной прочностью и долговечностью, но они не всегда могут смешиваться с другими сортами при переработке. Более того, полиолефины часто комбинируют с другими материалами в многослойной упаковке; хотя эти многослойные конструкции работают хорошо, их невозможно переработать.

Полимеры иногда критикуют за то, что они производятся из все более дефицитных нефти и природного газа. Однако доля природного газа или нефти, используемых для производства полимеров, очень мала; менее 5 процентов нефти или природного газа, добываемых каждый год, используется для производства пластмасс.Кроме того, этилен можно производить из этанола сахарного тростника, как это делает компания Braskem в Бразилии.

Как используется пластик

В зависимости от региона на упаковку расходуется от 35 до 45 процентов всего производимого синтетического полимера, где преобладают полиолефины. Полиэтилентерефталат, полиэфир, доминирует на рынке бутылок для напитков и текстильных волокон.

Строительство потребляет еще 20 процентов от общего объема производимых полимеров, где преобладают трубы из ПВХ и его химические аналоги.Трубы из ПВХ легкие, их можно склеивать, а не паять или сваривать, они отлично противостоят разрушительному воздействию хлора в воде. К сожалению, атомы хлора, которые придают ПВХ это преимущество, очень затрудняют его переработку — большая часть выбрасывается в конце срока службы.

Полиуретаны, целое семейство родственных полимеров, широко используются в пеноизоляции домов и бытовой техники, а также в архитектурных покрытиях.

Автомобильный сектор использует все больше термопластов, прежде всего для снижения веса и, следовательно, для достижения более высоких стандартов эффективности использования топлива.По оценкам Европейского союза, 16 процентов веса среднего автомобиля составляют пластиковые компоненты, в первую очередь детали и компоненты салона.

Более 70 миллионов тонн термопластов в год используется в производстве текстиля, в основном одежды и ковровых покрытий. Более 90 процентов синтетических волокон, в основном полиэтилентерефталата, производится в Азии. Рост использования синтетических волокон в одежде произошел за счет натуральных волокон, таких как хлопок и шерсть, для производства которых требуется значительное количество сельскохозяйственных угодий.В индустрии синтетических волокон для одежды и ковровых покрытий наблюдается резкий рост благодаря интересу к особым свойствам, таким как эластичность, впитывание влаги и воздухопроницаемость.

Как и в случае с упаковкой, текстиль обычно не перерабатывается. Средний гражданин США производит более 90 фунтов текстильных отходов каждый год. По данным Greenpeace, средний человек в 2016 году покупал на 60 процентов больше предметов одежды каждый год, чем средний человек 15 лет назад, и хранил одежду в течение более короткого периода времени.

Как делают пластик?

Как производятся пластмассы?

Сорок лет назад все, что сделано из пластмассы, считалось «дешевый.» Это, конечно, не так сегодня, когда пластмассы используются в тысячи продуктов, начиная от компьютеров, автомобильных запчастей и важных медицинских оборудования до игрушек, посуды, спортивного инвентаря и даже одежды. И пластмассовая промышленность продолжает быстро расти. Откуда же взялся пластик?

Что такое пластмассы?

Студенты могут удивиться, узнав, что гуттаперча, шеллак и рога животных — все это встречается в природе. вещества — использовались в качестве пластического материала до того, как появились первые синтетические пластмассы. произведено.Гуттаперчу получают из сока некоторых деревьев, а шеллак изготавливают из выделения мелких щитовок. Однако прежде чем использовать рог, его необходимо «пластифицированный» или смягченный кипячением в воде или замачиванием в щелочной среде. решение.

Первый синтетический пластик был изготовлен из целлюлоза растительного происхождения. В 1869 году Джон Уэсли Хаятт, американский печатник и изобретатель, обнаружили, что нитрат целлюлозы можно использовать в качестве недорогого заменителя слоновой кости. смесь можно пластифицировать добавлением камфоры. Целлулоид, как этот новый материал был назван, стал единственным пластиком коммерческого значения за 30 лет. Он использовался для оправы для очков, расчески, бильярдные шары, воротники рубашек, пуговицы, зубные протезы и фотографические фильм.

В 1951 году два молодых химика-исследователя компании Phillips Нефтяная компания в Бартлсвилле, штат Оклахома, сделала открытия, которые произвели революцию в мир пластмасс. Сегодня открытые ими пластмассы — полипропилен и полиэтилен — используются для производства подавляющего большинства из тысяч пластмасс продукты по всему миру.(Подробнее об их открытиях читайте в «Serendipity, Наука и открытия» в этой публикации.)

Источник современного разнообразия пластиков? Нефть.

Нефть для пластмасс

Технологический путь от нефтяного месторождения до готового пластика продукт имеет множество увлекательных побочных поездок. Вот маршрут, пройденный в процесс переработки нефти в пластик:

  1. Нефть добывается и транспортируется на нефтеперерабатывающий завод.
  2. Сырая нефть и природный газ перерабатываются в этан, пропан, сотни других продуктов нефтехимии и, конечно же, топливо для вашего автомобиля.
  3. Этан и пропан «расщепляются» до этилена и пропилена с использованием высокотемпературных печей.
  4. Катализатор смешивают с этиленом или пропиленом в реакторе, в результате получается «пух», порошкообразный материал (полимер), напоминающий белье. моющее средство.
  5. Пух смешивают с добавками в смесителе непрерывного действия.
  6. Полимер подается в экструдер, где он расплавляется.
  7. Расплавленный пластик охлаждается, затем подается в гранулятор, который разрезает продукт в мелкие гранулы.
  8. Пеллеты отгружаются покупателям.
  9. Потребители производят пластмассовые изделия с использованием такие процессы, как экструзия, литье под давлением, выдувное формование и т. д.

Методы обработки пластмасс

Экструзионное формование – основной процесс, используемый для формования пластмассы. Нагретый пластиковый компаунд непрерывно продавливается через формующую матрицу, изготовленную в желаемой формы (как выдавливание зубной пасты из тюбика, получается длинная, обычно узкое непрерывное произведение).Сформированный пластик охлаждается под обдувом воздухом или на водяной бане. и затвердевает на движущейся ленте. Стержни, трубки, трубы, Slinkys©, а также листы и тонкие пленки (такие как как пищевые обертки) экструдируются, затем скручиваются или нарезаются до нужной длины.

Пластиковые волокна также производятся методом экструзии. Жидкая смола выдавливается тысячи крошечных отверстий, называемых фильерами, для производства тонких нитей, из которых пластик ткани ткут.

Литье под давлением – второй по распространенности процесс формования пластмасс.Пластмасса, нагретая до полужидкого состояния, выливается в форму под большим давлением. давлением и быстро затвердевает. Затем форма открывается, и деталь высвобождается. Этот процесс можно повторять столько раз, сколько необходимо, и особенно подходит для массового производства методы. Литье под давлением используется для изготовления самых разных пластиковых изделий, от маленьких стаканчиков до и игрушки для крупных объектов весом 30 фунтов и более.

Выдувное формование – давление используется для формирования полых предметов, таких как бутылка газировки или бутылка молока на два галлона, прямым или косвенным методом.в метод прямого выдувного формования, частично сформированная, нагретая пластиковая форма вставляется в плесень. В форму вдувается воздух, заставляя ее расширяться до формы формы. в непрямой метод, пластиковый лист или специальная форма нагреваются, а затем зажимаются между матрицей и прикрытие. Воздух нагнетается между пластиком и крышкой и вдавливает материал в форма штампа.

Занятия в классе

Пластмассы: представьте себе жизнь без них

Предположим, вы могли бы войти в машину времени и вернуться 60 или 100 лет.Вы можете легко убедить себя провести день без машин, телефонов и телевидение — 90 245, может быть, 90 246, даже компьютеры — может быть развлечением. Ты думал а по мелочи? Маленькие вещи часто являются тем, чего не хватает больше всего.

Представьте себе день, когда вы не прикасаетесь к пластиковым предметам!

Люди чистили зубы до того, как появился выбор красного, синего или фиолетового цвета. пластиковые зубные щетки, но вы бы действительно хотели, чтобы они были сделаны из металла или дерева? Молоко и Раньше шампунь продавали в стеклянных бутылках, и это не было проблемой, если только вы уронил один и он сломался.Какой беспорядок!

Слово «пластик» происходит от греческого слова plastikos , что означает «способный быть формованная». Эта характеристика, или то, что ученые называют «свойством», делает пластик идеально подходит для таких вещей, как фигурки и куклы. Какие другие свойства делает пластик, что делает его хорошим выбором для конкретных продуктов? Попробуйте эти эксперименты, затем используйте то, что вы узнали, чтобы перечислить 10 или даже 20 хороших кандидатов на пластик.

Материалы

  • куска алюминия, пластика и дерева примерно одинакового размера (примерно 2″ в длину, 1 дюйм в ширину и 1/8 дюйма в толщину (могут подойти линейки или мерки)
  • две стопки книг по 6 дюймов
  • консервированный товар весом 2 фунта
  • веревка длиной 4 фута
  • теннисный мяч
  • пластиковый и бумажный продуктовый мешок.

Поместите две стопки книг на расстоянии около 9 дюймов друг от друга. Положите алюминиевую полосу на книги, делая уровневый мост. Положите нить параллельно полосе. Далее положить консервы хорошо в середине полосы. Используйте струну для измерения отклонения (изгиба) в полоску и запишите свое наблюдение.

Повторите процесс с деревом и пластиком, затем обсудите то, что вы заметили относительно прочность и жесткость каждого материала.(какой материал вы бы выбрать для зубной щетки ручку? Как насчет щетинок зубной щетки?)

Затем замочите теннисный мяч в воде, пока он не станет полностью мокрым. Поместите его первым в пластиковый пакет, а затем бумажный, оставив в каждом на 5 минут, прежде чем встряхнуть каждый мешок энергично. Какая сумка останется сухой? Не вызывает ли вода провисание бумажного пакета? даже сломать? Какой вывод вы можете сделать о том, как каждый материал отталкивает или поглощает воды? Какую сумку вы бы выбрали для упаковки мороженого?

Информация или данные, которые вы собрали в результате своих экспериментов, ученый использует, чтобы решить, какой материал использовать в инженерном проекте!

(Работа выполнена инженерами компании Phillips Petroleum.)

Источники

Гидеон, Джойс Киркпатрик. Пластмасса Пионеры: Компания Phillips 66 . Компания Филипс Петролеум. 28 декабря 1990 г.

«Жизнь прошлого». Расследование Земля . Компания Хоутон Миффлин. Бостон, Массачусетс. 1993.

«Пластмассы: производство». Комптона Живая энциклопедия . В сети. Америка онлайн. 22 апреля 1997 г.

Новый универсальный полный словарь Вебстера .Новый мир Словари/Саймон и Шустер. Нью Йорк, Нью Йорк. 1993.

 

Как избежать токсичных химических веществ в пластмассах

 
Почти невозможно избежать пластмасс в нашей повседневной жизни, потому что они буквально повсюду. Пластиковая упаковка, пластиковые контейнеры, пластиковые игрушки — список можно продолжить. Но дело в том, что исследования показывают, что пластик насыщен токсичными химическими веществами, которые могут нанести вред нашему здоровью.

Фталаты

Фталаты — это смягчители пластмасс, используемые для уменьшения хрупкости.Поскольку эти химические вещества не связаны прочно с другими молекулами пластика, они часто «мигрируют», перемещаясь из пластика и попадая в наши тела.

Фталаты являются эндокринными разрушителями, которые связаны с репродуктивными пороками развития у мальчиков, снижением фертильности, нарушениями развития, астмой и усилением аллергических реакций. Они также были определены проектом TENDR (Ориентация на экологические риски для развития нервной системы) как «яркий пример химических веществ, вызывающих новые опасения в отношении развития мозга».

Эти химические вещества были запрещены в косметике в Европейском Союзе, а некоторые фталаты были запрещены в детских игрушках в США в 2008 году. К сожалению, фталаты до сих пор так часто используются в продуктах США, что исследования показывают, что эти химические вещества присутствуют в моче детей. Тестировали 99% людей.

БФА и заменители БФА

Самым известным токсичным химическим веществом в пластмассах является бисфенол-А, или BPA, который является гормональным разрушителем, связанным с целым рядом проблем со здоровьем.Хорошая новость заключается в том, что в 2012 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) запретило использование BPA в детских бутылочках и детских поильниках. Однако, вероятно, его все еще можно найти во многих других видах пластика.

Плохая новость заключается в том, что исследования показывают, что замещающий его BPS, другой химикат из семейства бисфенолов, также может быть токсичным, проявляя некоторые из тех же гормональных нарушений, что и BPA. В дополнение к BPA и BPS, исследования показывают, что пластмассовые пиявки впитывают синтетические имитаторы эстрогена в пищу или жидкости, хранящиеся внутри них, что связано с раком, бесплодием, сердечными заболеваниями и другими проблемами со здоровьем.

ПВХ

Поливинилхлорид, или ПВХ, широко известен как наиболее токсичный пластик для здоровья и окружающей среды. При своем производстве он выделяет диоксины, фталаты, винилхлорид, этилендихлорид, свинец, кадмий и другие ядохимикаты. Он может выделять многие из этих вредных химических веществ в воду или пищу, которые он содержит, и именно так эти химические вещества попадают в наш организм.

Как избежать этого

Хорошей новостью является то, что существует множество способов уменьшить количество пластика, с которым контактируете вы и ваша семья.И помните, что каждые шага, которые вы предпринимаете, чтобы избавиться от токсичных химических веществ, могут оказать положительное влияние на ваше здоровье, уменьшив «нагрузку на тело» или количество химических веществ, присутствующих в вашем теле.

Несколько идей для начала:

  • Выбирайте бутылочки из нержавеющей стали, такие как эти от Pura Stainless, которые подойдут для всей семьи, от младенцев до детей и взрослых.
  • Ищите пищевые продукты, хранящиеся в стекле вместо пластика, а также храните остатки дома в стеклянных или керамических контейнерах.
  • Избегайте пластика, помеченного символом переработки.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.