Plastik jest tak głęboko „zakorzeniony” w naszej rzeczywistości, że po prostu nie wyobrażamy sobie naszego istnienia bez niego. Zastanów się, ile rzeczy i przedmiotów wykonanych z tego syntetycznego materiału otacza nas w życiu codziennym. Z drugiej strony coraz więcej mówi dziś o zagrożeniach związanych z plastikowymi butelkami, naczyniami i innymi produktami, zarówno dla zdrowia ludzkiego, jak i środowiska. W tym artykule szczegółowo opisano tworzywa sztuczne, jego odmiany i oznaczenia, a także możliwości przetwarzania produktów z tworzyw sztucznych.
Co to jest plastik
Nazwy „plastik” i „plastik” pochodzą od słowa „plastik”. Oznacza to, że materiał ten w wyniku ogrzewania może uformować określony kształt i utrzymać go po schłodzeniu. Pod ogólną nazwą „tworzywa sztuczne” rozumie się szereg materiałów organicznych opartych na związkach o wysokiej masie cząsteczkowej - polimerach.
Produkcja syntetycznych tworzyw sztucznych opiera się na reakcjach polimeryzacji i polikondensacji niektórych substancji. Może to być benzen, fenol, etylen lub acetylen. Zestaw właściwości mechanicznych i fizycznych tworzyw sztucznych jest w przybliżeniu taki sam jak metali (gęstość, twardość, kruchość, odporność na ciepło itp.).
Na ogół tworzywa sztuczne charakteryzują się niską wytrzymałością, stosunkowo niską gęstością (nie więcej niż 1, 8 g / cm3) oraz wysoką odpornością na wilgoć, kwasy i niektóre rozpuszczalniki. Po podgrzaniu zwykle się rozkładają. Tworzywa sztuczne są znacznie bardziej kruche niż większość metali.
Trochę historii
Rok urodzenia plastiku należy uznać za rok 1855. „Ojcem” tego syntetycznego materiału jest Anglik Alexander Parks. To prawda, nazwał go parkesin.
Parkesin został uzyskany przez Parkesa z celulozy w wyniku traktowania tym ostatnim kwasem azotowym i rozpuszczalnikiem. Nowa rewolucyjna substancja nosi nazwę „kość słoniowa”. Parki planowały uruchomienie masowej produkcji Parkesine i założyły własną firmę Parkesine Company. Jednak firma szybko zbankrutowała, ponieważ jakość jej produktów nie była tak dobra.
W celach komercyjnych plastik zaczął być wykorzystywany dopiero po drugiej wojnie światowej. Masowa produkcja plastikowych butelek powstała w latach 60. Bardzo szybko stały się niezwykle popularne zarówno wśród konsumentów, jak i producentów.
Produkcja wyrobów z tworzyw sztucznych
Obecnie na świecie istnieje wiele przedsiębiorstw produkujących słodkie napoje, wodę mineralną i alkohol. Wszystkie z nich oczywiście potrzebują ogromnej ilości odpowiednich plastikowych pojemników. Jak działają plastikowe butelki? Jak skomplikowany jest ten proces produkcyjny?
Surowcem do produkcji plastikowych butelek jest granulowany politereftalan etylenu (w skrócie PET). Substancja jest ładowana do specjalnej maszyny (wtryskarki), gdzie uzyskuje się z niej preformę (preformę) o grubych ścianach i uformowanej szyjce. Następnie umieszcza się go w pożądanym kształcie i wprowadza się tam stalową rurkę. Przez nią powietrze jest doprowadzane do preformy pod wysokim ciśnieniem, co równomiernie rozprowadza stop wzdłuż ścian formy.
Ponadto forma jest chłodzona. Ostatnim etapem jest usunięcie wszystkich wad uzyskanych, gdy tworzywo sztuczne przepływa przez pęknięcia formy. Następnie gotową butelkę wyjmuje się z formy i wysyła do sortowania. Należy zauważyć, że w procesie produkcji plastikowych butelek około 25% produktu wchodzi w związek małżeński i jest poddawane recyklingowi.
Kolejną kluczową cechą produkcji tworzyw sztucznych jest ich energochłonność. Tak więc, aby wyprodukować tysiąc plastikowych butelek, musisz wydać do 10 kW energii elektrycznej.
Szkoda plastikowych butelek
Nadmierna taniość i łatwość użycia plastiku stały się istotnymi problemami dla ludzkości. Szkodliwość plastikowych butelek i innych produktów tego materiału jest kolosalna. Co więcej, zarówno dla ekologii, jak i dla zdrowia ludzkiego ciała.
Prawie wszystkie plastikowe pojemniki na produkty spożywcze zawierają różne szkodliwe substancje i toksyny. Najczęściej jest to ftalan i bisfenol-A. Poprzez żywność i napoje dostają się do układu pokarmowego i są przenoszone przez krew w całym ciele. Toksyny zawarte w plastikowych pojemnikach na żywność mogą wpływać na nasz organizm w następujący sposób:
- Powalić równowagę hormonalną.
- Gromadzą się w wątrobie, stopniowo niszcząc jej komórki.
- Zmniejsz obronę układu odpornościowego organizmu.
- Pogorszenie stanu serca i układu krążenia.
- Prowokują rozwój komórek rakowych.
Wiele osób pyta: czy można przechowywać napoje alkoholowe (na przykład piwo lub wino) w plastikowych butelkach? Odpowiedź jest jednoznaczna: nie. Alkohol jest aktywnym środkiem chemicznym. Alkohol, będąc w dłuższym kontakcie z polimerami, zaczyna z nimi oddziaływać. Rezultat tej interakcji, którą sam poczujesz, gdy spróbujesz wina z plastiku: w napoju będą oczywiście syntetyczne „nuty”.
To samo dzieje się z piwem. W plastikowych butelkach alkohol metylowy pobiera wszystkie szkodliwe toksyny, zamieniając się w prawdziwy „rozpuszczalnik organiczny”. Plastikowe pojemniki powodują maksymalne uszkodzenie ciała podczas nagrzewania. Na przykład styropian (jedna z odmian plastiku) po podgrzaniu do 35-40 stopni zmienia się w truciznę. Nawiasem mówiąc, w wielu krajach europejskich trudno będzie znaleźć piwo w plastiku na sprzedaż.
Dlatego napoje alkoholowe najlepiej przechowywać w szklanych lub porcelanowych naczyniach. Plastikowe butelki na wodę (niegazowane) są stosunkowo nieszkodliwe i nieszkodliwe. Jednak kategorycznie nie zaleca się ponownego użycia takich pojemników.
Szkodliwość plastikowych butelek i opakowań dla osoby zależy od oznakowania samego produktu. To pytanie jest warte bardziej szczegółowego omówienia.
Znakowanie tworzyw sztucznych do żywności
Nie jesteś jeszcze gotowy, aby całkowicie porzucić plastik? Następnie naucz się wybierać z niego produkty przy minimalnym uszczerbku na zdrowiu. Pomoże Ci w tym specjalne oznakowanie tworzyw sztucznych do żywności. Ma postać trójkąta, składającego się z trzech strzał. Umieszczona w nim cyfra, a także litery znajdujące się pod nią informują o tym, z jakiego tworzywa sztucznego został wykonany dany produkt.
Więc weź plastikowy pojemnik lub butelkę i dokładnie go zbadaj. Musi mieć jeden z następujących znaków:
- Nr 1 PET (lub PETE) - tereftalan polietylenu. Względnie nieszkodliwy. Najczęstszy rodzaj tworzywa sztucznego stosowany do butelkowania napojów bezalkoholowych i produktów o konsystencji płynnej. Do recyklingu.
- Nr 2 HDPE (lub PE HD) to polietylen o wysokiej gęstości. Tworzywa sztuczne o niskim poziomie zagrożenia, chociaż nie można wykluczyć możliwości uwolnienia formaldehydu, substancji wywołującej zaburzenia genetyczne i zmiany w tle hormonalnym. Często stosowany w produkcji torebek, jednorazowych zastaw stołowych, pojemników na mleko i produkty mleczne.
- Nr 3 PVC (lub V) - polichlorek winylu. Techniczne tworzywo sztuczne używane do produkcji plastikowych okien, rur, części mebli itp. Nie nadaje się do użytku spożywczego.
- Nr 4 LDPE - polietylen o niskiej gęstości. Worki na śmieci, płyty CD-ROM i linoleum są wykonane z tego taniego i stosunkowo bezpiecznego plastiku. Dla ludzi jest nieszkodliwy, ale powoduje znaczne szkody w środowisku.
- 5 PP - polipropylen. Ze wszystkich rodzajów tworzyw sztucznych jest uważany za najbezpieczniejszy. Często produkują zabawki dla dzieci, artykuły medyczne i pojemniki na żywność.
- Nr 6 PS - polistyren. Jest stosowany w produkcji szerokiej gamy produktów - tacek na mięso i warzywa, paneli kanapkowych, kubków do jogurtu itp. Może uwalniać styren, uważany za niebezpieczny czynnik rakotwórczy. Eksperci zalecają minimalizowanie zużycia tego rodzaju plastiku.
- Nr 7 O (lub INNE) - wszystkie inne rodzaje tworzyw sztucznych (w szczególności poliamid i poliwęglan). Przy silnym ogrzewaniu wydzielają bisfenol-A, dość niebezpieczną substancję, która wywołuje zaburzenia hormonalne w organizmie człowieka.
Plastik i ekologia
Tworzywa sztuczne są prawdopodobnie jednym z najbardziej kontrowersyjnych materiałów. Z jednej strony jest to bardzo tani i wygodny materiał, który znalazł szerokie zastosowanie w medycynie. Produkty z tworzyw sztucznych pomagają codziennie ratować tysiące istnień ludzkich i to prawda. Ale z drugiej strony odpady z tworzyw sztucznych w ostatnich dziesięcioleciach szybko zanieczyszczają naszą planetę. Oto lista siedmiu imponujących faktów, które pomogą Ci zrozumieć skalę tego problemu środowiskowego:
- Całkowity rozkład jednej jednostki plastiku zajmuje do 500 lat.
- Do 40% wszystkich odpadów z tworzyw sztucznych to butelki.
- Kupując wodę w plastikowej butelce, około 90% płaci się wyłącznie za pojemniki.
- W Europie tylko 2, 5% całkowitej masy plastiku podlega recyklingowi.
- W Stanach Zjednoczonych liczba ta wynosi 27% i jest to nadal najwyższa liczba na świecie.
- Rocznie na całym świecie produkuje się 13 miliardów plastikowych butelek.
- Każdego roku do oceanu wyrzuca się około 150 ton różnych odpadów z tworzyw sztucznych.
Wyspy śmieciowe: Rozpoznaj skalę zanieczyszczenia
Zwróć szczególną uwagę na ostatni element. W 2014 r. Ekolodzy oszacowali, że na powierzchni oceanów znajdowało się około 270 tysięcy ton odpadów z tworzyw sztucznych. W 2017 roku dr Jennifer Lavers odkryła, że wybrzeże niezamieszkanej wyspy Handerson, położone na Oceanie Spokojnym, jest dosłownie zaśmiecone śmieciami. Wskaźnik zanieczyszczenia osiąga tutaj 670 obiektów na metr kwadratowy terytorium. Obie liczby są niesamowite!
W oceanach jest tyle plastikowych śmieci, że utworzyły one już kilka „miejsc” lub wysp: po dwie na oceanach Pacyfiku i Atlantyku, a jeszcze jedna znajduje się na Oceanie Indyjskim. Największym z nich jest tzw. Great Pacific Garbage Patch (Eastern Garbage Patch). Czasami nazywa się to również „Wschodnim kontynentem śmieciowym”.
Miejsce śmieci na Pacyfiku jest zlokalizowane między około 35 ° a 42 ° szerokości geograficznej północnej oraz między 135 ° a 155 ° długości zachodniej. Zajmuje stosunkowo stabilny odcinek oceanu o powierzchni 700 tysięcy kilometrów kwadratowych (jest to w przybliżeniu porównywalne z obszarem Turcji). Wyspa śmieci została odkryta w 1988 roku. Wiry systemu prądów Pacyfiku przynoszą tu śmieci i odpady z całej północnej części Oceanu Spokojnego, w tym z przybrzeżnych regionów USA i Japonii.
Oczywiście, plama na śmieci nie jest solidnym dywanem odpadów domowych. Według badań co najmniej 5 mg całego lub częściowo rozłożonego plastiku spada na metr kwadratowy powierzchni wody. Meduza i ryby często biorą ją za jedzenie, myląc ją z planktonem. Cierpią na zanieczyszczenia plastikowe oceanów i ptaków. Tak więc w żołądkach martwych albatrosów często znajdują się kapsle, zapalniczki i inne „korzyści” ludzkiej cywilizacji.
Odrzucenie plastiku i polietylenu: trendy środowiskowe XXI wieku
Gromadzenie się odpadów z tworzyw sztucznych w środowisku negatywnie wpływa na siedlisko wielu zwierząt, infekuje wodę i glebę. Co więcej, za głównych wrogów naszej planety uważa się dwie rzeczy - plastikowe butelki i jednorazowe torby plastikowe.
W różnych regionach i krajach od dawna wprowadzono środki mające na celu zmniejszenie zanieczyszczenia tworzywami sztucznymi Ziemi. Przede wszystkim mają na celu zbieranie plastikowych butelek, sortowanie i przetwarzanie, a także ogólne zmniejszenie zużycia produktów z tworzyw sztucznych na świecie.
Według ekologów, każdego roku ludzkość używa około 4 bilionów plastikowych torebek na potrzeby domowe! Od 2017 r. Około 40 krajów na całym świecie całkowicie zrezygnowało z produkcji i eksploatacji. Wśród nich - i dość „zaawansowane” pod względem środowiskowym, państwo (Francja, Dania, Australia, Finlandia) i, co zaskakujące, kraje trzeciego świata (na przykład Rwanda i Tanzania).
Ale w ten czy inny sposób ludzkość nie jest jeszcze gotowa do całkowitego porzucenia plastiku i polietylenu. Dlatego scentralizowany odbiór plastikowych butelek (i innych odpadów), a także ich sortowanie i dalsze przetwarzanie, odgrywa niezwykle ważną rolę w każdym kraju. Tak więc w USA specjalne pojemniki do zbierania produktów z tworzyw sztucznych są instalowane w prawie każdym punkcie wywozu śmieci.
Recykling tworzyw sztucznych
Jak wspomniano powyżej, okres całkowitego rozkładu plastikowych pojemników może trwać do 500 lat. Jest oczywiste, że nasza planeta może zmienić się w jeden globalny wysypisko, nawet zanim zdąży całkowicie „strawić” wszystkie złoża plastiku, które ludzkość już wyprodukowała.
Dlatego tak ważne jest przemysłowe przetwarzanie produktów z tego materiału. Ponadto surowce PET mogą być ponownie wykorzystywane nieograniczoną liczbę razy. Istnieją również specjalne technologie, które umożliwiają pozyskiwanie paliwa samochodowego z surowców z tworzyw sztucznych.
Ale najczęściej tworzywa sztuczne są przetwarzane w tak zwany „granulat”. Proces ten obejmuje kilka kolejnych etapów:
- Odbiór plastikowych butelek i innych pojemników, a także ich sortowanie.
- Czyszczenie produktów PET z gruzu i brudu (niezwykle ważny etap, ponieważ złej jakości usuwanie zanieczyszczeń i kleju z butelek negatywnie wpływa na jakość produktu końcowego).
- Zastosowanie sprzętu do kruszenia i przekształcania plastiku w małe okruchy.
- Ponowne czyszczenie (płukanie) plastikowych wiórów z brudu.
- Suszenie i obróbka cieplna miękiszu (aglomeracja).
- Granulacja uzyskanego materiału na cząstki o pożądanej wielkości.
Następnie zapoznamy się z głównym i dodatkowym sprzętem do obróbki tworzyw sztucznych.
Niezbędny sprzęt
Do pierwszego etapu obróbki tworzyw sztucznych (sortowania i prasowania) niezbędne są tylko dwie jednostki:
- Przenośnik (lub stół sortujący).
- Naciśnij maszynę.
Etykiety, nakrętki i pierścienie do butelek w tym przypadku z reguły są usuwane ręcznie.
Do dalszego przetwarzania potrzebny jest szerszy zakres sprzętu. To jest:
- Wibracyjny ekran (usuwa zanieczyszczenia i cząstki stałe).
- Przenośnik (sortuje surowiec).
- Kruszarka (rozdrabnia tworzywa sztuczne na małe frakcje).
- Wirówka (suchy plastik).
- Wytłaczarka (przetwarza miękisz z tworzywa sztucznego na granulat lub inny produkt o danym kształcie).
Lista dodatkowego wyposażenia obejmuje:
- Dozownik
- Spłucz kąpiel.
- Ślimak cierny.
- Pojemność do namaczania fleks.
Minimalny koszt jednej linii technologicznej wynosi około 4 milionów rubli. Sprzęt domowy jest znacznie tańszy (około 1, 5 miliona rubli). Częściej jednak ulega awariom i charakteryzuje się niższą wydajnością. Wiodące firmy w produkcji urządzeń do przetwórstwa tworzyw sztucznych: Herbold, Sorema, Redoma, Shredder.
