Geschichte und Zukunft der Kunststoffe
Was sind Kunststoffe und woher kommen sie?
Kunststoff ist ein Wort, das ursprünglich „biegsam und leicht zu formen“ bedeutete. Es wurde erst kürzlich ein Name für eine Kategorie von Materialien, die als Polymere bezeichnet werden. Das Wort Polymer bedeutet „aus vielen Teilen“, und Polymere bestehen aus langen Ketten von Molekülen. Polymere sind reich an Natur. Cellulose, das Material, aus dem die Zellwände von Pflanzen bestehen, ist ein sehr verbreitetes natürliches Polymer.
In den letzten anderthalb Jahrhunderten hat der Mensch gelernt, wie man synthetische Polymere herstellt, manchmal unter Verwendung natürlicher Substanzen wie Cellulose. aber häufiger mit den reichlich vorhandenen Kohlenstoffatomen von Erdöl und anderen fossilen Brennstoffen. Synthetische Polymere bestehen aus langen Ketten von Atomen, die in sich wiederholenden Einheiten angeordnet sind und oft viel länger sind als die in der Natur vorkommenden. Es ist die Länge dieser Ketten und die Muster, in denen sie angeordnet sind, die Polymere stark, leicht und flexibel machen. Mit anderen Worten, es ist das, was sie so plastisch macht.
Diese Eigenschaften machen synthetische Polymere außerordentlich nützlich. Seit wir gelernt haben, sie herzustellen und zu manipulieren, sind Polymere zu einem wesentlichen Bestandteil unseres Lebens geworden. Insbesondere in den letzten 50 Jahren haben Kunststoffe unsere Welt gesättigt und unsere Lebensweise verändert.
Der erste synthetische Kunststoff
Das erste synthetische Polymer wurde 1869 von John Wesley Hyatt erfunden. der sich von dem Angebot einer New Yorker Firma in Höhe von 10.000 US-Dollar für jeden inspirieren ließ, der Elfenbein ersetzen konnte. Die wachsende Beliebtheit von Billard hatte die Versorgung mit natürlichem Elfenbein belastet, das durch das Schlachten wilder Elefanten gewonnen wurde. Durch die Behandlung von Zellulose aus Baumwollfasern mit Kampfer entdeckte Hyatt einen Kunststoff, der in verschiedenen Formen hergestellt und natürliche Substanzen wie Schildpatt, Horn, Leinen und Elfenbein imitiert werden konnte.
Diese Entdeckung war revolutionär. Zum ersten Mal war die menschliche Herstellung nicht an die Grenzen der Natur gebunden. Die Natur lieferte nur so viel Holz, Metall, Stein, Knochen, Stoßzahn und Horn. Aber jetzt könnten Menschen neue Materialien schaffen. Diese Entwicklung hat nicht nur den Menschen, sondern auch der Umwelt geholfen. In der Werbung wurde Zelluloid als Retter des Elefanten und der Schildkröte gelobt. Kunststoffe könnten die natürliche Welt vor den zerstörerischen Kräften menschlicher Bedürfnisse schützen.
Die Schaffung neuer Materialien trug auch dazu bei, die Menschen von den sozialen und wirtschaftlichen Zwängen zu befreien, die durch die Verknappung natürlicher Ressourcen entstehen. Preiswertes Zelluloid machte den materiellen Reichtum weiter verbreitet und erhältlich. Und die Kunststoffrevolution begann erst.
Die Entwicklung neuer Kunststoffe
1907 erfand Leo Baekeland Bakelit, den ersten vollsynthetischen Kunststoff, der keine in der Natur vorkommenden Moleküle enthielt. Baekeland hatte nach einem synthetischen Ersatz für Schellack gesucht, einen natürlichen elektrischen Isolator, um die Bedürfnisse der schnell elektrisierenden Vereinigten Staaten zu erfüllen. Bakelit war nicht nur ein guter Isolator; Es war auch langlebig, hitzebeständig und im Gegensatz zu Zelluloid ideal für die mechanische Massenproduktion geeignet. Bakelit wird als „Material für tausend Anwendungen“ vermarktet und kann zu fast allem geformt oder geformt werden, was endlose Möglichkeiten bietet.
Die Erfolge von Hyatt und Baekeland veranlassten große Chemieunternehmen, in die Forschung und Entwicklung neuer Polymere zu investieren und neue Kunststoffe kamen bald zu Celluloid und Bakelit. Während Hyatt und Baekeland nach Materialien mit spezifischen Eigenschaften gesucht hatten, suchten die neuen Forschungsprogramme nach neuen Kunststoffen für sich selbst und machten sich Sorgen, später Verwendungen für sie zu finden.
Kunststoffe werden erwachsen
Der Zweite Weltkrieg erforderte eine starke Expansion der Kunststoffindustrie in den Vereinigten Staaten, da die Industrie für den Sieg ebenso wichtig sein konnte wie der militärische Erfolg. Die Notwendigkeit, die knappen natürlichen Ressourcen zu erhalten, machte die Produktion von Synthetische Alternativen haben Priorität. Kunststoffe lieferten diese Ersatzstoffe. Nylon, 1935 von Wallace Carothers als synthetische Seide erfunden, wurde während des Krieges für Fallschirme, Seile, Körperschutz, Helmauskleidungen und m verwendet Erz. Plexiglas bot eine Alternative zu Glas für Flugzeugfenster. In einem Artikel des Time Magazine wurde festgestellt, dass aufgrund des Krieges „Kunststoffe für neue Zwecke verwendet wurden und die Anpassungsfähigkeit von Kunststoffen erneut demonstriert wurde“. Während des Zweiten Weltkriegs stieg die Kunststoffproduktion in den USA um 300%.
Der Anstieg der Kunststoffproduktion setzte sich nach Kriegsende fort. Nach der Weltwirtschaftskrise und dem Zweiten Weltkrieg waren die Amerikaner bereit, wieder Geld auszugeben und vieles, was sie kauften, bestand aus Kunststoff. Laut der Autorin Susan Freinkel: „Bei Produkt für Produkt, Markt für Markt, forderten Kunststoffe traditionelle Materialien heraus und gewannen, indem sie Stahl in Autos, Papier und Glas in Verpackungen ersetzten Holz in Möbeln.„Die Möglichkeiten von Kunststoffen gaben einigen Beobachtern eine fast utopische Vision einer Zukunft mit reichlich materiellem Reichtum, dank einer kostengünstigen, sicheren und hygienischen Substanz, die von Menschen nach Belieben geformt werden kann.
Wachsende Bedenken hinsichtlich Kunststoffen
Der makellose Optimismus in Bezug auf Kunststoffe hielt nicht an. In den Nachkriegsjahren gab es eine Verschiebung der amerikanischen Wahrnehmung, da Kunststoffe nicht mehr als eindeutig positiv angesehen wurden. Plastikmüll in den Ozeanen wurde erstmals in den 1960er Jahren beobachtet, einem Jahrzehnt, in dem die Amerikaner zunehmend auf Umweltprobleme aufmerksam wurden. Rachel Carsons Buch Silent Spring aus dem Jahr 1962 enthüllte die Gefahren chemischer Pestizide. 1969 kam es vor der kalifornischen Küste zu einer großen Ölpest, und der verschmutzte Cuyahoga River in Ohio geriet in Brand, was zu Bedenken hinsichtlich der Umweltverschmutzung führte. Als sich das Bewusstsein für Umweltprobleme ausbreitete, begann das Fortbestehen von Plastikmüll die Beobachter zu beunruhigen.
Plastik wurde auch allmählich zu einem Wort, das verwendet wurde, um das zu beschreiben, was billig, dünn oder falsch war. In The Graduate, einem der Top-Filme des Jahres 1968, wurde Dustin Hoffmans Charakter von einem älteren Bekannten aufgefordert, Karriere in der Kunststoffbranche zu machen. Das Publikum schauderte zusammen mit Hoffman vor dem, was sie als fehlgeleitete Begeisterung für eine Branche betrachteten, die nicht voller Möglichkeiten war, sondern ein Symbol für billige Konformität und Oberflächlichkeit.
Plastische Probleme: Abfall und Gesundheit
Der Ruf von Plastic ging in den 1970er und 1980er Jahren weiter zurück, als die Angst vor Abfällen zunahm. Kunststoff wurde zu einem besonderen Ziel, denn während so viele Kunststoffprodukte wegwerfbar sind, hält Kunststoff für immer in der Umwelt. Es war die Kunststoffindustrie, die Recycling als Lösung anbot. In den 1980er Jahren führte die Kunststoffindustrie eine einflussreiche Initiative an, die die Kommunen dazu ermutigte, recycelbare Materialien im Rahmen ihrer Abfallentsorgungssysteme zu sammeln und zu verarbeiten. Das Recycling ist jedoch alles andere als perfekt, und die meisten Kunststoffe landen immer noch auf Mülldeponien oder in der Umwelt. Plastiktüten für Lebensmittelgeschäfte sind zu einem Ziel für Aktivisten geworden, die Einwegkunststoffe verbieten möchten, und mehrere amerikanische Städte haben bereits Verbote für Tüten erlassen. Das ultimative Symbol für das Problem des Plastikmülls ist das Great Pacific Garbage Patch, das oft als Wirbel von Plastikmüll von der Größe von Texas beschrieben wurde, der im Pazifik schwimmt.
Der Ruf von Plastik hat gelitten Darüber hinaus dank der wachsenden Besorgnis über die potenzielle Bedrohung der menschlichen Gesundheit. Diese Bedenken konzentrieren sich auf die Additive (wie das viel diskutierte Bisphenol A und eine Klasse von Chemikalien, die als Phthalate bezeichnet werden), die während des Herstellungsprozesses in Kunststoffe gelangen und diese flexibler, haltbarer und transparenter machen. Einige Wissenschaftler und Mitglieder der Öffentlichkeit sind besorgt über Hinweise darauf, dass diese Chemikalien aus Kunststoffen in unsere Lebensmittel, Wasser und Körper gelangen. In sehr hohen Dosen können diese Chemikalien das endokrine (oder hormonelle) System stören. Die Forscher sind besonders besorgt über die Auswirkungen dieser Chemikalien auf Kinder und darüber, was eine fortgesetzte Akkumulation für zukünftige Generationen bedeutet.
Die Zukunft der Kunststoffe
Trotz des wachsenden Misstrauens sind Kunststoffe für das moderne Leben von entscheidender Bedeutung. Kunststoffe ermöglichten die Entwicklung von Computern, Mobiltelefonen und den meisten lebensrettenden Fortschritten der modernen Medizin. Kunststoffe sind leicht und gut zur Isolierung geeignet und helfen, fossile Brennstoffe zu sparen, die beim Heizen und Transportieren verwendet werden. Die vielleicht wichtigsten, kostengünstigsten Kunststoffe erhöhten den Lebensstandard und machten die Materialfülle leichter verfügbar. Ohne Plastik könnten viele Besitztümer, die wir für selbstverständlich halten, für alle außer den reichsten Amerikanern unerreichbar sein. Das Ersetzen natürlicher Materialien durch Kunststoff hat viele unserer Besitztümer billiger, leichter, sicherer und stärker gemacht.
Da klar ist, dass Kunststoffe einen wertvollen Platz in unserem Leben haben, versuchen einige Wissenschaftler, Kunststoffe sicherer und sicherer zu machen nachhaltig. Einige Innovatoren entwickeln Biokunststoffe, die aus pflanzlichen Pflanzen anstelle von fossilen Brennstoffen hergestellt werden, um Substanzen herzustellen, die umweltfreundlicher sind als herkömmliche Kunststoffe. Andere arbeiten daran, Kunststoffe herzustellen, die wirklich biologisch abbaubar sind. Einige Innovatoren suchen nach Wegen, um das Recycling effizienter zu gestalten, und sie hoffen sogar, einen Prozess zu perfektionieren, bei dem Kunststoffe wieder in die fossilen Brennstoffe umgewandelt werden, aus denen sie stammen. Alle diese Innovatoren erkennen an, dass Kunststoffe nicht perfekt sind, sondern ein wichtiger und notwendiger Bestandteil unserer Zukunft.
Joseph L. Nicholson und George R. Leighton, „Plastics Come of Age“, Harpers Magazine, August 1942, S. 306.
Susan Freinkel, Plastics: Eine giftige Liebesgeschichte (New York: Henry Holt, 2011), S. 4.