Plasto
Plasto estas artefarita materialo, kemie organika polimero; kutime plasto estas moldebla, formebla. Kelkaj plastoj devenas de naturaj organikaj polimeroj (nafto, celulozo ktp), transformataj fare de kemia procezo; aliaj estas tute sintezaj.
Tia difino de plasto inkluzivas gumojn; tamen, gumoj povas esti tute naturaj, kaj artefaritaj gumoj estas ofte tre similaj al naturaj gumoj. Iuj preferas meti ĉiujn gumojn ekster la aron de plastoj.
Etimologio kaj nomo
La vorto plasto derivas el la greka πλαστικός (plastikos) signife "kapabla esti formigita aŭ modlita" kaj, siavice, el πλαστός (plastos) signife "modlita".[1][2]
La plasteco, aŭ modlebleco, de la materialo dum la fabrikado ebligas, ke ĝi estu fandita, premita aŭ ekstrudita en vario de formoj, tiaj kiaj: filmoj aŭ membranoj, fibroj, lamenoj, tuboj, boteloj, skatoloj, inter multaj aliaj.
La komuna nomo plasto ne estu konfuzita kun la teknika adjekta plasta. La adjekto estas aplikebla al ajna materialo kiu suferas plastan aliformiĝon, aŭ permanentan ŝanĝon de formoj, se distordita trans certa punkto. Por ekzemplo, aluminio kiu estas stampita aŭ forĝita, montras plastecon en tiu senco, sed ĝi ne estas plasta aŭ plasteca en la komuna senco. Kontraste, kelkaj plastoj, en siaj finaj formoj, rompiĝas antaŭ misformiĝi kaj tiel ne estas "plastaj" en la teknika senco.
Strukturo
Plej plastoj enhavas organikajn polimerojn.[3] La vasta majoritato de tiuj polimeroj estas formataj el ĉenoj de karbon-atomoj, 'pure' aŭ kun la aldono de: oksigeno, nitrogeno, aŭ sulfuro. La ĉenoj enhavas multajn ripetunuojn, formitajn el monomeroj. Ĉiu polimera ĉeno havas kelkajn milojn da ripetunuoj.
La spina ĉeno estas la parto de la ĉeno kiu estas en la "ĉefa vojo", kunliganta grandan nombron de ripetunuoj.
Por partikularigi la proprecojn de plasto, diversaj molekulaj grupoj "pendas" el tiu spina ĉeno. Tiuj pendantaj unuoj estas kutime "pendintaj" el la monomeroj, antaŭ la monomeroj mem estas kunligitaj por formi la polimeran ĉenon. Ĝi estas la strukturo de tiuj flankoĉenoj kiuj influas la proprecojn de la polimero.
La molekula strukturo de la ripetunuo povas esti fajne ŝanĝita por influi specifajn proprecojn de la polimero.
Historio
La transformado de naturaj organikaj polimeroj en novajn polimerajn materialojn okazis unue dum la 19a jarcento. La produktado de sintezaj plastoj komencis nur en la 20a jarcento.
Jen kelkaj gravaj datoj:
- 1835: Henri Victor Regnault, franca kemiisto, malkovris en botelo de vinila klorido lasita sub la suno blankan mason (polivinil-kloridon), sed ne komprenis ĝian utilecon
- 1842: Charles Goodyear, usonano, eltrovis la vulkanizadon, procezon kiu plibonigas la naturan gumon
- 1855: Georges Audemars, sviso, eltrovis procezon por krei "artefaritan silkon" (poste: rayon) el celulozo
- 1856: Alexander Parkes, brito, patentis procezon por transformi celulozon en novan materialon, nomatan "parkesine" (esence, nitrocelulozo, produktata de celulozo kaj nitrata acido)
- 1869: John Wesley Hyatt, usona presisto, eksperimentis per parkesino kaj per iuj ŝanĝoj igis ĝin komerce taŭga sub la nova nomo "celluloid" (celuloido); la komerca produkto estas moligita per plantaj oleoj kaj kamforo
- 1897: Wilhelm Krische kaj Friedrich Adolph Spitteler, respektive germano kaj sviso, eltrovis la galaliton, malmolan plaston devenantan de kazeino
- 1909: Leo Hendrik Baekeland, belgo loĝanta en Usono, produktis la bakeliton, la unuan sintezan plaston, el fenolo kaj formaldehido
- ekde 1920: Hermann Staudinger, germana kemiisto, studis la kemian aranĝon de plastoj
- 1926: Waldo Semon, usonano, malkovris miksaĵon kiu igas polivinil-kloridon prilaborebla; en la antaŭaj jardekoj pluraj homoj interesiĝis pri tiu plasto sensukcese
Dum la postaj jardekoj, amaso da novaj plastoj estis eltrovita. Antaŭ 1960, la homaro konis preskaŭ ĉiujn plastojn uzatajn nuntempe.
Tipoj
Bioplasto
Pli detalaj informoj troveblas en artikolo Bioplasto.
Bioplasto estas ĝenerala nomo por plasto derivita de renovigebla vivanta materialo, kiel vegetaj oleoj aŭ grasoj, maiza amelo, piza amelo aŭ unuĉelaj organismoj. Bioplasto povas esti produktita de plantaj kromproduktoj de la agrikultura industrio, aŭ per reciklado de uzitaj plastaj ujoj en kemia proceso kiu asimilas mikroorganismojn [4][5][6].
Male al bioplasto, la pli ofta plasto estas produktita de naftaj produktoj. En la produktadprocezo de la plasto konata de ĉiutaga vivo, la uzo de granda kvanto de fosiliaj brulaĵoj estas postulata. Kiel rezulto, multaj forcej-efikaj gasoj estas elsenditaj en la atmosferon. La produktado de bioplastoj estas karakterizita per reduktita emisio de forcej-efikaj gasoj kaj aliaj malpurigaĵoj. Iuj specoj de bioplastoj havas rapidan putriĝon [7][8]. PLA estas speco de bioplasto.
Media rezulto
Plej plastoj estas daŭreblaj kaj degradiĝas tre malrapide, ĉar ties kemia strukturo faras ilin rezistantaj al multaj naturaj procezoj de degradado. Estas diferencaj ĉirkaŭkalkuloj pri kiom multe da plastorubo estis produktita en la lasta jarcento. Laŭ unu ĉirkaŭkalkulo, mil milionoj da tunoj da plastorubo estis forĵetitaj ekde la 1950-aj jaroj.[9] Aliaj ĉirkaŭkalkulas akumulatan homan produktadon de 8.3 mil milionoj da tunoj da plasto el kio 6.3 mil milionoj da tunoj estas rubo, kun recikliga proporcio de nur 9%.[10] Multo de tius materialo povaa daŭri dum jarcentoj aŭ eĉ plie, pro la pruvita daŭrado de strukture similaj naturaj materialoj kiel sukceno.
La Neprofitcela organizaĵo Ocean Conservancy informis, ke Ĉinio, Indonezio, Filipinoj, Tajlando kaj Vjetnamio forĵetis pli da plasto en la maron ol la aliaj landoj kombinitaj.[11] La riveroj Jangzio, Induso, Flava Rivero, Hai, Nilo, Gango, Perla Rivero, Amuro, Nigero, kaj la Mekongo "transportas 88–95% de la tutmonda [plasto] alŝarĝita en la maro."[12][13]
La restado de plastaĵoj, partikulare mikroplastaĵoj, ene de la manĝoĉeno estas pliiĝanta. En la 1960-aj jaroj mikroplastaĵoj estis jam observitaj en la intestoj de marbirdoj, kaj ekde tiam ili estis trovitaj en pliiĝantaj koncentradoj.[14] La longdaŭraj efikoj de plasto ene de la manĝoĉeno estas ankoraŭ malbone komprenitaj. En 2009, oni ĉirkaŭkalkulis, ke 10% de la nuntempa nuntempa rubo estas plasto,[15] kvankam ĉirkaŭkalkuloj varias depende de la regiono.[14] Dume, 50–80% de la rubo en mara areoj estas plasto.[14]
Antaŭ la Protokolo de Montrealo, KFK-oj estis ofte uzataj en la fabrikado de polistireno, kaj tiel la produktado de polistireno kontribuis al la Ozontavola detruo.
Klimata ŝanĝo
En 2019, la Centro por Internacia Media Juro publikigis novaj informon pri la efiko de plasto sur la klimata ŝanĝo. Laŭ la informo plasto kontribuas al la forcejaj gasoj en la ekvivalento de 850 mil milionoj da tunoj de karbona dioksido (CO2) al la atmosfero en 2019. En nuntempa tendenco, jaraj elsendoj kreskiĝos ĝis 1.34 mil milionoj da tunoj ĉirkaŭ 2030. Ĉirkaŭ 2050 plasto povos estis elsendanta 56 mil milionoj da tunoj da forcejaj gasoj, tiom multe kiom ĝis 14 procento de la cetera karbonbudĝeto de la Tero.[16]
La efiko de plastoj sur la tutmonda varmigo estas miksita. Plastoj estas ĝenerale faritaj el petrolo. Se plasto estas bruligita, ĝi pliigas la karbonelsendojn; se ĝi estas metita sur rubejo, ĝi iĝas karbonujo[17] kvankam biodegradebla plasto estas okaziginta elsendojn de metano.[18] Pro la malpezeco de plasto kontraŭ vitro aŭ metalo, plasto povas malpliigi la konsumadon de energio. Por ekzemplo, pakado de trinkaĵoj en plastujoj de PET pli ol de vitro aŭ metalo estas ĉirkaŭkalkulita kiel savanta 52% en transportado de energio.[19]
Produktado de plasto
_bowl,_by_GEECO,_Made_in_England,_c1950.jpg)
Produktado de plasto el kruda nafto postulas 62 ĝis 108 MJ/Kg (enkalkulante averaĝan efikon de la usonaj benzinejoj je 35%). Produktado de siliko kaj de duonkondukiloj por la moderna elektronika ekipaĵaro estas eĉ pli energikonsumanta: 230 ĝis 235 MJ/Kg de siliko, kaj ĉirkaŭ 3,000 MJ/Kg de duonkondukiloj.[20] Tio estas multe pli malpeza ol la energio necesa por produkti multajn aliajn materialojn, ekz. fero (el ercoj de fero) postulas 20-25 MJ/Kg de energio, vitro (el sablo ktp.) 18–35 MJ/Kg, ŝtalo (el fero) 20–50 MJ/Kg, papero (el ligno) 25–50 MJ/Kg.[21]
Ruboforbruligo de plasto
Kontrolita alt-temperatura ruboforbruligo, super 850 °C dum tiom malmulte kiom ĝis du sekundoj, plenumita per laŭ elekto aldona varmigado, povas rompi la toksajn dioksinojn kaj furanojn el bruligita plasto, kio estas amplekse uzata en municipaj stacioj de ruboforbruligo. Municipaj stacioj de forbruligo de solidoj normale inkludas ankaŭ traktadon de fluaj gasoj por malpliigi la pliiĝintajn poluantojn. Tio necesas ĉar nekontrolita ruboforbruligo de plasto produktas poliklorinajn dibenzo-p-dioksinojn, nome kancerigenajn (kancerkaŭzantaj kemiaĵoj). La problemo okazas ĉar la varmenhavo de la rubo varias.[22] Subĉiela ruboforbruligo de plasto okazas je pli malaltaj temperaturoj, kaj normale liberigas toksajn fumojn.
Referencoj
Vidu ankaŭ
