Geschiedenis en toekomst van kunststoffen
Wat zijn kunststoffen en waar komen ze vandaan?
Plastic is een woord dat oorspronkelijk buigzaam en gemakkelijk te vormen betekende. Het is pas onlangs een naam geworden voor een categorie materialen die polymeren worden genoemd. Het woord polymeer betekent uit vele onderdelen en polymeren zijn gemaakt van lange ketens van moleculen. Polymeren zijn rijk aan natuur. Cellulose, het materiaal dat de celwanden van planten vormt, is een veel voorkomend natuurlijk polymeer.
In de afgelopen anderhalve eeuw hebben mensen geleerd hoe ze synthetische polymeren kunnen maken, soms met behulp van natuurlijke stoffen zoals cellulose, maar vaker met behulp van de overvloedige koolstofatomen die worden geleverd door aardolie en andere fossiele brandstoffen. Synthetische polymeren bestaan uit lange ketens van atomen, gerangschikt in zich herhalende eenheden, vaak veel langer dan die in de natuur. Het is de lengte van deze kettingen en de patronen waarin ze zijn gerangschikt, die polymeren sterk, licht en flexibel maken. Met andere woorden, het is wat ze zo plastic maakt.
Deze eigenschappen maken synthetische polymeren buitengewoon nuttig, en sinds we hebben geleerd hoe we ze kunnen maken en manipuleren, zijn polymeren een essentieel onderdeel van ons leven geworden. Vooral in de afgelopen 50 jaar hebben kunststoffen onze wereld verzadigd en de manier waarop we leven veranderd.
Het eerste synthetische plastic
Het eerste synthetische polymeer werd in 1869 uitgevonden door John Wesley Hyatt, die werd geïnspireerd door het aanbod van een firma in New York van $ 10.000 voor iedereen die ivoor zou kunnen vervangen. De groeiende populariteit van biljart had de aanvoer van natuurlijk ivoor, verkregen door het slachten van wilde olifanten, onder druk gezet. Door cellulose, afkomstig van katoenvezels, te behandelen met kamfer, ontdekte Hyatt een plastic dat in verschillende vormen kon worden gemaakt en gemaakt om natuurlijke stoffen zoals schildpad, hoorn, linnen en ivoor te imiteren.
Deze ontdekking was revolutionair. Voor het eerst werd de menselijke productie niet beperkt door de grenzen van de natuur. De natuur leverde slechts zoveel hout, metaal, steen, been, slagtand en hoorn. Maar nu konden mensen nieuwe materialen maken. Deze ontwikkeling heeft niet alleen mensen geholpen, maar ook het milieu. Advertenties prezen celluloid als de redder van de olifant en de schildpad. Kunststoffen kunnen de natuurlijke wereld beschermen tegen de vernietigende krachten van menselijke behoeften.
De creatie van nieuwe materialen hielp ook mensen te bevrijden van de sociale en economische beperkingen die worden opgelegd door de schaarste aan natuurlijke hulpbronnen. Het goedkope celluloid maakte de materiële rijkdom wijdverspreider en verkrijgbaar. En de plastic revolutie was nog maar net begonnen.
De ontwikkeling van nieuwe plastics
In 1907 vond Leo Baekeland bakeliet uit, het eerste volledig synthetische plastic, wat betekent dat het geen moleculen bevat die in de natuur voorkomen. Baekeland was op zoek naar een synthetisch alternatief voor schellak, een natuurlijke elektrische isolator, om te voorzien in de behoeften van de snel opwindende Verenigde Staten. Bakeliet was niet alleen een goede isolator; het was ook duurzaam, hittebestendig en, in tegenstelling tot celluloid, bij uitstek geschikt voor mechanische massaproductie. Op de markt gebracht als het materiaal van duizend toepassingen, kon bakeliet in bijna alles worden gevormd of gegoten, wat eindeloze mogelijkheden biedt.
De successen van Hyatt en Baekeland brachten grote chemische bedrijven ertoe te investeren in het onderzoek en de ontwikkeling van nieuwe polymeren en nieuwe kunststoffen sloten zich al snel aan bij celluloid en bakeliet. Terwijl Hyatt en Baekeland op zoek waren naar materialen met specifieke eigenschappen, zochten de nieuwe onderzoeksprogrammas nieuwe kunststoffen voor hun eigen bestwil en maakten ze zich zorgen over het vinden van toepassingen voor die later.
Kunststoffen worden volwassen
De Tweede Wereldoorlog maakte een grote uitbreiding van de kunststofindustrie in de Verenigde Staten noodzakelijk, aangezien de industrie misschien net zo belangrijk bleek voor de overwinning als militair succes. De noodzaak om schaarse natuurlijke hulpbronnen te behouden zorgde ervoor dat de productie van synthetische alternatieven een prioriteit. Kunststoffen leverden die vervangers. Nylon, uitgevonden door Wallace Carothers in 1935 als een synthetische zijde, werd tijdens de oorlog gebruikt voor parachutes, touwen, kogelvrije vesten, helmvoeringen en m erts. Plexiglas bood een alternatief voor glas voor vliegtuigramen. In een artikel in het tijdschrift Time werd opgemerkt dat als gevolg van de oorlog “kunststoffen een nieuwe bestemming hebben gekregen en het aanpassingsvermogen van kunststoffen opnieuw is aangetoond”. Tijdens de Tweede Wereldoorlog nam de plasticproductie in de Verenigde Staten met 300% toe.
De stijging van de plasticproductie zette zich voort na het einde van de oorlog. Na de Grote Depressie en daarna de Tweede Wereldoorlog waren Amerikanen klaar om weer geld uit te geven. , en veel van wat ze kochten, was gemaakt van plastic. Volgens auteur Susan Freinkel: “In product na product, markt na markt, daagde plastic traditionele materialen uit en won het, in de plaats van staal in autos, papier en glas in verpakkingen, en hout in meubels.”De mogelijkheden van plastic gaven sommige waarnemers een bijna utopische visie op een toekomst met overvloedige materiële rijkdom dankzij een goedkope, veilige, hygiënische substantie die door mensen naar ieders wens kon worden gevormd.
Toenemende bezorgdheid over kunststoffen.
Het smetteloze optimisme over plastic duurde niet lang. In de naoorlogse jaren was er een verschuiving in de Amerikaanse perceptie, omdat kunststoffen niet langer als ondubbelzinnig positief werden gezien. Plastic afval in de oceanen werd voor het eerst waargenomen in de jaren zestig, een decennium waarin Amerikanen zich steeds meer bewust werden van milieuproblemen. In het boek Silent Spring uit 1962 van Rachel Carson werden de gevaren van chemische pesticiden blootgelegd. In 1969 vond een grote olielekkage plaats voor de kust van Californië en de vervuilde Cuyahoga-rivier in Ohio vloog in brand, wat aanleiding gaf tot bezorgdheid over de vervuiling. Naarmate het bewustzijn over milieukwesties zich verspreidde, begon het aanhouden van plastic afval waarnemers lastig te vallen.
Plastic werd geleidelijk ook een woord dat werd gebruikt om iets te beschrijven dat goedkoop, dun of nep was. In The Graduate, een van de topfilms van 1968, werd Dustin Hoffmans personage door een oudere kennis aangespoord om carrière te maken in plastic. Het publiek kromp ineen met Hoffman bij wat zij zagen als misplaatst enthousiasme voor een branche die, in plaats van vol mogelijkheden, een symbool was van goedkope conformiteit en oppervlakkigheid.
Plastic Problems: Waste and Health
De reputatie van Plastic daalde verder in de jaren zeventig en tachtig toen de bezorgdheid over afval toenam. Plastic werd een speciaal doelwit omdat, hoewel zoveel plastic producten wegwerpbaar zijn, plastic voor altijd in het milieu meegaat. Het was de kunststofindustrie die recycling als oplossing aanbood. In de jaren tachtig leidde de kunststofindustrie een invloedrijke drive die gemeenten aanmoedigde om recyclebare materialen in te zamelen en te verwerken als onderdeel van hun afvalbeheersystemen. Recycling is echter verre van perfect, en de meeste kunststoffen belanden nog steeds op stortplaatsen of in het milieu. Plastic tassen in supermarkten zijn een doelwit geworden voor activisten die plastic wegwerpartikelen voor eenmalig gebruik willen verbieden, en verschillende Amerikaanse steden hebben al een verbod op tassen gepasseerd. Het ultieme symbool van het probleem van plastic afval is de Great Pacific Garbage Patch, die vaak wordt beschreven als een werveling van plastic afval ter grootte van Texas dat in de Stille Oceaan drijft.
De reputatie van plastic heeft eronder geleden. verder dankzij een groeiende bezorgdheid over de mogelijke bedreiging die ze vormen voor de menselijke gezondheid. Deze zorgen richten zich op de additieven (zoals het veelbesproken bisfenol A en een klasse chemicaliën die ftalaten worden genoemd) die tijdens het productieproces in kunststoffen terechtkomen, waardoor ze flexibeler, duurzamer en transparanter worden. Sommige wetenschappers en leden van het publiek zijn bezorgd over het bewijs dat deze chemicaliën uit plastic en in ons voedsel, water en lichamen lekken. In zeer hoge doses kunnen deze chemicaliën het endocriene (of hormonale) systeem verstoren. Onderzoekers maken zich vooral zorgen over de effecten van deze chemicaliën op kinderen en wat voortdurende accumulatie betekent voor toekomstige generaties.
De toekomst van kunststoffen
Ondanks het groeiende wantrouwen zijn kunststoffen van cruciaal belang voor het moderne leven. Kunststoffen maakten de ontwikkeling van computers, mobiele telefoons en de meeste levensreddende vorderingen van de moderne geneeskunde mogelijk. Plastic is licht van gewicht en goed voor isolatie en helpt bij het besparen van fossiele brandstoffen die worden gebruikt voor verwarming en transport. Misschien wel het belangrijkste, goedkope plastic verhoogde de levensstandaard en maakte materiële overvloed gemakkelijker beschikbaar. Zonder plastic zijn veel bezittingen die we als vanzelfsprekend beschouwen misschien buiten bereik van iedereen behalve de rijkste Amerikanen. Door natuurlijke materialen te vervangen door plastic zijn veel van onze bezittingen goedkoper, lichter, veiliger en sterker geworden.
Omdat het duidelijk is dat plastic een waardevolle plaats in ons leven heeft, proberen sommige wetenschappers plastic veiliger en meer te maken. duurzame. Sommige innovatoren ontwikkelen bioplastics, die gemaakt zijn van plantaardige gewassen in plaats van fossiele brandstoffen, om stoffen te creëren die milieuvriendelijker zijn dan conventionele plastics. Anderen werken eraan om kunststoffen te maken die echt biologisch afbreekbaar zijn. Sommige innovatoren zijn op zoek naar manieren om recycling efficiënter te maken, en ze hopen zelfs een proces te perfectioneren dat plastic weer omzet in de fossiele brandstoffen waaruit het is afgeleid. Al deze innovators erkennen dat kunststoffen niet perfect zijn, maar dat ze een belangrijk en noodzakelijk onderdeel van onze toekomst vormen.
Joseph L. Nicholson en George R. Leighton, “Plastics Come of Age”, Harpers Magazine, Augustus 1942, blz. 306.
Susan Freinkel, Plastics: A Toxic Love Story (New York: Henry Holt, 2011), blz. 4.