จากจุดเริ่มต้นในช่วงแรกระหว่างและหลังสงครามโลกครั้งที่สอง อุตสาหกรรมเชิงพาณิชย์สำหรับโพลีเมอร์ซึ่งเป็นโมเลกุลสังเคราะห์ที่มีสายโซ่ยาวซึ่ง "พลาสติก" เป็นตัวเรียกชื่อผิดที่พบบ่อยได้เติบโตขึ้นอย่างรวดเร็วในปี 2558 มีการผลิตโพลีเมอร์มากกว่า 320 ล้านตัน ไม่รวมเส้นใยทั่วโลก
[แผนภูมิ: บทสนทนา] ในช่วงห้าปีที่ผ่านมา นักออกแบบผลิตภัณฑ์โพลีเมอร์มักไม่ได้พิจารณาว่าจะเกิดอะไรขึ้นหลังจากสิ้นสุดอายุการใช้งานเริ่มแรกของผลิตภัณฑ์สิ่งนี้เริ่มมีการเปลี่ยนแปลง และปัญหานี้จะต้องให้ความสำคัญเพิ่มขึ้นในปีต่อๆ ไป
อุตสาหกรรมพลาสติก
“พลาสติก” กลายมาเป็นวิธีการอธิบายโพลีเมอร์ที่เข้าใจผิดโดยทั่วไปได้มาจากปิโตรเลียมหรือก๊าซธรรมชาติ สิ่งเหล่านี้เป็นโมเลกุลสายโซ่ยาวที่มีการเชื่อมโยงนับร้อยถึงหลายพันจุดในแต่ละสายโซ่สายโซ่ยาวถ่ายทอดคุณสมบัติทางกายภาพที่สำคัญ เช่น ความแข็งแรงและความเหนียว ซึ่งโมเลกุลขนาดสั้นไม่สามารถเทียบเคียงได้
จริงๆ แล้ว "พลาสติก" เป็นรูปแบบย่อของ "เทอร์โมพลาสติก" ซึ่งเป็นคำที่อธิบายวัสดุโพลีเมอร์ที่สามารถขึ้นรูปและเปลี่ยนรูปร่างได้โดยใช้ความร้อน
อุตสาหกรรมโพลีเมอร์สมัยใหม่ก่อตั้งขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพโดย Wallace Carothers จาก DuPont ในช่วงทศวรรษที่ 1930การทำงานอย่างอุตสาหะของเขาเกี่ยวกับโพลีเอไมด์นำไปสู่การนำไนลอนไปใช้ในเชิงพาณิชย์ เนื่องจากการขาดแคลนผ้าไหมในช่วงสงครามทำให้ผู้หญิงต้องมองหาถุงน่องที่อื่น
เมื่อวัสดุอื่นๆ ขาดแคลนในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 นักวิจัยมองหาโพลีเมอร์สังเคราะห์เพื่อเติมเต็มช่องว่างตัวอย่างเช่น อุปทานยางธรรมชาติสำหรับยางรถยนต์ถูกตัดขาดโดยการพิชิตเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ของญี่ปุ่น ซึ่งนำไปสู่พอลิเมอร์สังเคราะห์ที่เทียบเท่ากัน
ความก้าวหน้าทางเคมีที่ขับเคลื่อนด้วยความอยากรู้อยากเห็นนำไปสู่การพัฒนาโพลีเมอร์สังเคราะห์เพิ่มเติม รวมถึงโพลีโพรพีลีนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันและโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูงโพลีเมอร์บางชนิด เช่น เทฟลอน สะดุดโดยบังเอิญ
ในที่สุด การผสมผสานระหว่างความต้องการ ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ และความบังเอิญทำให้เกิดพอลิเมอร์ครบชุด ซึ่งขณะนี้คุณสามารถรับรู้ได้ทันทีว่าเป็น "พลาสติก"โพลีเมอร์เหล่านี้ถูกจำหน่ายอย่างรวดเร็วด้วยความปรารถนาที่จะลดน้ำหนักของผลิตภัณฑ์ และจัดหาทางเลือกที่ไม่แพงให้กับวัสดุธรรมชาติ เช่น เซลลูโลสหรือฝ้าย
ประเภทของพลาสติก
การผลิตโพลีเมอร์สังเคราะห์ทั่วโลกถูกครอบงำโดยโพลีโอเลฟินส์-โพลีเอทิลีนและโพลีโพรพีลีน
โพลีเอทิลีนมีสองประเภท: “ความหนาแน่นสูง” และ “ความหนาแน่นต่ำ”ในระดับโมเลกุล โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูงดูเหมือนหวีที่มีฟันสั้นและเว้นระยะห่างสม่ำเสมอในทางกลับกัน รุ่นที่มีความหนาแน่นต่ำจะดูเหมือนรวงผึ้งที่มีฟันที่เว้นระยะไม่สม่ำเสมอและมีความยาวแบบสุ่ม ค่อนข้างจะเหมือนกับแม่น้ำและลำน้ำสาขาหากมองจากที่สูงแม้ว่าทั้งสองจะเป็นโพลีเอทิลีน แต่รูปร่างที่แตกต่างกันทำให้วัสดุเหล่านี้มีพฤติกรรมแตกต่างออกไปเมื่อขึ้นรูปเป็นฟิล์มหรือผลิตภัณฑ์อื่นๆ
[แผนภูมิ: การสนทนา]
โพลีโอเลฟินส์มีความโดดเด่นด้วยเหตุผลบางประการประการแรก สามารถผลิตได้โดยใช้ก๊าซธรรมชาติที่มีราคาไม่แพงนักประการที่สอง พวกมันเป็นโพลีเมอร์สังเคราะห์ที่เบาที่สุดที่ผลิตได้ในขนาดใหญ่ความหนาแน่นของมันต่ำมากจนลอยได้ประการที่สาม โพลีโอเลฟินส์ต้านทานความเสียหายจากน้ำ อากาศ จาระบี ตัวทำละลายในการทำความสะอาด ซึ่งเป็นทุกสิ่งที่โพลีเมอร์เหล่านี้อาจพบได้เมื่อใช้งานในที่สุด พวกมันก็ขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์ได้ง่าย แต่แข็งแรงพอที่จะทำให้บรรจุภัณฑ์ที่ทำจากพวกมันไม่เสียรูปในรถบรรทุกส่งของที่ต้องตากแดดทั้งวัน
อย่างไรก็ตาม วัสดุเหล่านี้มีข้อเสียอย่างร้ายแรงพวกมันสลายตัวอย่างช้าๆ อย่างเจ็บปวด ซึ่งหมายความว่าโพลีโอเลฟินส์จะอยู่รอดได้ในสิ่งแวดล้อมเป็นเวลาหลายทศวรรษถึงหลายศตวรรษในขณะเดียวกัน การกระทำของคลื่นและลมจะกัดกร่อนพวกมันโดยกลไก ทำให้เกิดอนุภาคขนาดเล็กที่ปลาและสัตว์สามารถกินเข้าไปได้ และเคลื่อนตัวขึ้นไปสู่ห่วงโซ่อาหารเข้าหาเรา
การรีไซเคิลโพลีโอเลฟินส์ไม่ได้ตรงไปตรงมาอย่างที่คิด เนื่องจากปัญหาในการเก็บรวบรวมและการทำความสะอาดออกซิเจนและความร้อนทำให้เกิดความเสียหายต่อโซ่ในระหว่างการแปรรูปใหม่ ในขณะที่อาหารและวัสดุอื่นๆ ปนเปื้อนโพลีโอเลฟินความก้าวหน้าทางเคมีอย่างต่อเนื่องทำให้เกิดเกรดโพลิโอเลฟินส์ใหม่ๆ ที่มีความแข็งแรงและความทนทานเพิ่มขึ้น แต่เกรดเหล่านี้ไม่สามารถผสมกับเกรดอื่นๆ ในระหว่างการรีไซเคิลได้เสมอไปยิ่งไปกว่านั้น โพลีโอเลฟินส์มักถูกรวมเข้ากับวัสดุอื่นๆ ในบรรจุภัณฑ์หลายชั้นแม้ว่าโครงสร้างหลายชั้นเหล่านี้จะทำงานได้ดี แต่ก็ไม่สามารถรีไซเคิลได้
บางครั้งโพลีเมอร์ถูกวิพากษ์วิจารณ์ว่าผลิตจากปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติที่หายากมากขึ้นอย่างไรก็ตาม สัดส่วนของก๊าซธรรมชาติหรือปิโตรเลียมที่ใช้ในการผลิตโพลีเมอร์นั้นต่ำมากน้อยกว่า 5% ของน้ำมันหรือก๊าซธรรมชาติที่ผลิตในแต่ละปีถูกนำมาใช้เพื่อผลิตพลาสติกนอกจากนี้ เอทิลีนยังสามารถผลิตได้จากเอทานอลจากอ้อย เช่นเดียวกับที่ Braskem ผลิตในเชิงพาณิชย์ในบราซิล
พลาสติกถูกนำมาใช้อย่างไร
ขึ้นอยู่กับภูมิภาค บรรจุภัณฑ์ใช้โพลีเมอร์สังเคราะห์ 35% ถึง 45% ของโพลีเมอร์สังเคราะห์ที่ผลิตทั้งหมด โดยที่โพลิโอเลฟินส์ครองตลาดโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต ซึ่งเป็นโพลีเอสเตอร์ ครองตลาดขวดเครื่องดื่มและเส้นใยสิ่งทอ
อาคารและการก่อสร้างใช้โพลีเมอร์อีก 20% ของการผลิตทั้งหมด โดยที่ท่อพีวีซีและสารเคมีที่เกี่ยวข้องกันมีอิทธิพลเหนือท่อพีวีซีมีน้ำหนักเบา สามารถติดกาวได้แทนที่จะบัดกรีหรือเชื่อม และทนทานต่อผลเสียหายของคลอรีนในน้ำได้อย่างมากน่าเสียดายที่อะตอมของคลอรีนที่ให้ข้อดีนี้แก่ PVC ทำให้การรีไซเคิลเป็นเรื่องยากมาก โดยส่วนใหญ่จะถูกทิ้งเมื่อหมดอายุการใช้งาน
โพลียูรีเทน ซึ่งเป็นกลุ่มโพลีเมอร์ที่เกี่ยวข้องกันทั้งหมด ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในฉนวนโฟมสำหรับบ้านและเครื่องใช้ไฟฟ้า เช่นเดียวกับในการเคลือบสถาปัตยกรรม
ภาคยานยนต์ใช้เทอร์โมพลาสติกในปริมาณที่เพิ่มขึ้น เพื่อลดน้ำหนักเป็นหลัก และด้วยเหตุนี้จึงบรรลุมาตรฐานประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงที่ดียิ่งขึ้นสหภาพยุโรปประมาณการว่า 16% ของน้ำหนักรถยนต์โดยเฉลี่ยเป็นส่วนประกอบที่เป็นพลาสติก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนภายในและส่วนประกอบต่างๆ
เทอร์โมพลาสติกมากกว่า 70 ล้านตันต่อปีถูกใช้ในสิ่งทอ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นเสื้อผ้าและพรมเส้นใยสังเคราะห์มากกว่า 90% ซึ่งส่วนใหญ่เป็นโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลตผลิตขึ้นในเอเชียการเติบโตของการใช้เส้นใยสังเคราะห์ในเสื้อผ้าทำให้ต้องสูญเสียเส้นใยธรรมชาติ เช่น ผ้าฝ้ายและขนสัตว์ ซึ่งต้องใช้พื้นที่เพาะปลูกจำนวนมากเพื่อผลิตอุตสาหกรรมเส้นใยสังเคราะห์มีการเติบโตอย่างมากสำหรับเสื้อผ้าและพรม เนื่องจากความสนใจในคุณสมบัติพิเศษ เช่น ความยืดหยุ่น การดูดซับความชื้น และการระบายอากาศ
เช่นเดียวกับในกรณีของบรรจุภัณฑ์ สิ่งทอมักไม่ได้รับการรีไซเคิลพลเมืองสหรัฐฯ โดยเฉลี่ยสร้างขยะสิ่งทอมากกว่า 90 ปอนด์ในแต่ละปีจากข้อมูลของกรีนพีซ ผู้คนโดยเฉลี่ยในปี 2559 ซื้อสินค้าเสื้อผ้าเพิ่มขึ้น 60% ทุกปีมากกว่าคนทั่วไปเมื่อ 15 ปีก่อน และเก็บเสื้อผ้าในระยะเวลาสั้นลง
เวลาโพสต์: Jul-03-2023