Istoria și viitorul materialelor plastice
Ce sunt materialele plastice și de unde provin?
Plastic este un cuvânt care inițial însemna „flexibil și ușor de modelat”. Abia recent a devenit un nume pentru o categorie de materiale numite polimeri. Cuvântul polimer înseamnă „din multe părți”, iar polimerii sunt compuși din lanțuri lungi de molecule. Polimerii abundă în natură. Celuloza, materialul care alcătuiește pereții celulari ai plantelor, este un polimer natural foarte comun.
În ultimul secol și jumătate, oamenii au învățat cum să producă polimeri sintetici, folosind uneori substanțe naturale precum celuloza, dar mai des folosind abundenții atomi de carbon furnizați de petrol și alți combustibili fosili. Polimerii sintetici sunt compuși din lanțuri lungi de atomi, dispuși în unități repetate, adesea mult mai lungi decât cele găsite în natură. Lungimea acestor lanțuri și modelele în care sunt așezate fac ca polimerii să fie puternici, ușori și flexibili. Cu alte cuvinte, acest lucru le face atât de plastice.
Aceste proprietăți fac polimerii sintetici extrem de utili și, de când am învățat cum să îi creăm și să-i manipulăm, polimerii au devenit o parte esențială a vieții noastre. Mai ales în ultimii 50 de ani, materialele plastice ne-au saturat lumea și au schimbat modul în care trăim.
Primul plastic sintetic
Primul polimer sintetic a fost inventat în 1869 de John Wesley Hyatt, care s-a inspirat din oferta unei firme din New York de 10.000 de dolari pentru oricine ar putea oferi un substitut pentru fildeș. Popularitatea crescândă a biliardului a pus presiune pe aprovizionarea cu fildeș natural, obținută prin sacrificarea elefanților sălbatici. Prin tratarea celulozei, derivată din fibră de bumbac, cu camfor, Hyatt a descoperit un plastic care putea fi realizat într-o varietate de forme și realizat pentru a imita substanțe naturale precum broasca țestoasă, cornul, inul și fildeșul.
Această descoperire a fost revoluționar. Pentru prima dată fabricația umană nu a fost constrânsă de limitele naturii. Natura a furnizat atât de mult lemn, metal, piatră, os, colț și corn. Dar acum oamenii ar putea crea materiale noi. Această dezvoltare a ajutat nu numai oamenii, ci și mediul. Reclamele lăudau celuloidul ca fiind salvatorul elefantului și al broaștei țestoase. Materialele plastice ar putea proteja lumea naturală de forțele distructive ale nevoilor umane.
Crearea de noi materiale a ajutat, de asemenea, să elibereze oamenii de constrângerile sociale și economice impuse de lipsa resurselor naturale. Celuloidul ieftin a făcut ca bogăția materială să fie mai răspândită și mai ușor de obținut. Și revoluția materialelor plastice abia începea.
Dezvoltarea noilor materiale plastice
În 1907 Leo Baekeland a inventat Bakelita, primul plastic complet sintetic, adică nu conține molecule găsite în natură. Baekeland căutase un înlocuitor sintetic pentru șelac, un izolator electric natural, pentru a satisface nevoile Statelor Unite care se electrizează rapid. Bakelita nu era doar un bun izolator; era, de asemenea, durabil, rezistent la căldură și, spre deosebire de celuloid, ideal pentru producția de masă mecanică. Comercializat ca „materialul a o mie de utilizări”, Bakelita ar putea fi modelată sau modelată în aproape orice, oferind posibilități infinite.
Succesele lui Hyatt și Baekeland au determinat companiile chimice majore să investească în cercetarea și dezvoltarea de noi polimeri. , iar noile materiale plastice s-au alăturat în curând celuloidului și bakelitei. În timp ce Hyatt și Baekeland căutau materiale cu proprietăți specifice, noile programe de cercetare au căutat noi materiale plastice de dragul lor și s-au îngrijorat că le vor găsi mai târziu. Materialele plastice au ajuns la vârstă
Al Doilea Război Mondial a necesitat o mare expansiune a industriei materialelor plastice în Statele Unite, deoarece industria s-ar putea dovedi la fel de importantă pentru victorie ca și succesul militar. Necesitatea de a păstra resursele naturale rare a făcut ca producția de alternativele sintetice o prioritate. Materialele plastice le-au furnizat acești înlocuitori. Nylonul, inventat de Wallace Carothers în 1935 ca mătase sintetică, a fost folosit în timpul războiului pentru parașute, frânghii, armuri, căptușeli pentru cască și m minereu. Plexiglasul a oferit o alternativă la sticlă pentru ferestrele aeronavelor. Un articol din revista Time a menționat că, din cauza războiului, „materialele plastice au fost transformate în noi utilizări, iar adaptabilitatea materialelor plastice a fost demonstrată din nou”. În timpul celui de-al doilea război mondial, producția de plastic din Statele Unite a crescut cu 300%.
Creșterea producției de plastic a continuat după încheierea războiului. După ce s-a confruntat cu Marea Depresiune și apoi cu cel de-al doilea război mondial, americanii au fost gata să cheltuiască din nou. , și o mare parte din ceea ce au cumpărat a fost din plastic. Potrivit autorului Susan Freinkel, „În produs după produs, piață după piață, materialele plastice au provocat materialele tradiționale și au câștigat, luând locul oțelului în mașini, hârtiei și sticlei în ambalaje și lemn în mobilier.„Posibilitățile materialelor plastice au oferit unor observatori o viziune aproape utopică asupra unui viitor cu bogăție materială abundentă, datorită unei substanțe sanitare ieftine, sigure, care ar putea fi modelate de oameni după fiecare capriciu al acestora.
Preocupări crescânde cu privire la materiale plastice
Optimismul fără cusur cu privire la plastic nu a durat. În anii postbelici a existat o schimbare a percepțiilor americane, deoarece materialele plastice nu mai erau văzute ca pozitive fără ambiguități. Resturile de plastic din oceane au fost observate pentru prima dată în anii 1960, un deceniu în care americanii au devenit din ce în ce mai conștienți de problemele de mediu. Cartea lui Rachel Carson din 1962, Silent Spring, a expus pericolele pesticidelor chimice. În 1969, o mare deversare de petrol a avut loc în largul coastei Californiei, iar râul Cuyahoga poluat din Ohio a luat foc, ridicând îngrijorări cu privire la poluare. Pe măsură ce gradul de conștientizare cu privire la problemele de mediu s-a răspândit, persistența deșeurilor de plastic a început să-i tulbure pe observatori.
Plasticul a devenit, de asemenea, treptat un cuvânt folosit pentru a descrie ceea ce era ieftin, slab sau fals. În The Graduate, unul dintre filmele de top din 1968, personajul lui Dustin Hoffman a fost îndemnat de o cunoștință mai în vârstă să facă o carieră în plastic. Publicul s-a îngrozit împreună cu Hoffman de ceea ce au văzut ca un entuziasm neplăcut pentru o industrie care, mai degrabă decât să fie plină de posibilități, a fost un simbol al conformității și superficialității ieftine.
Probleme de plastic: deșeuri și sănătate
Reputația Plasticului a scăzut și mai mult în anii 1970 și 1980, pe măsură ce anxietatea cu privire la deșeuri a crescut. Plasticul a devenit o țintă specială, deoarece, în timp ce atât de multe produse din plastic sunt de unică folosință, plasticul durează pentru totdeauna în mediu. Industria materialelor plastice a oferit reciclarea ca soluție. În anii 1980, industria masei plastice a condus un impuls influent, încurajând municipalitățile să colecteze și să proceseze materiale reciclabile ca parte a sistemelor lor de gestionare a deșeurilor. Cu toate acestea, reciclarea este departe de a fi perfectă, iar majoritatea materialelor plastice ajung în continuare în depozitele de deșeuri sau în mediu. Pungile de plastic din magazinele alimentare au devenit o țintă pentru activiștii care doresc să interzică materialele plastice de unică folosință de unică folosință, iar mai multe orașe americane au trecut deja interdicțiile de sac. Simbolul suprem al problemei deșeurilor de plastic este Great Pacific Garbage Patch, care a fost adesea descris ca un vârtej de gunoi de plastic de dimensiunea Texasului care plutea în Oceanul Pacific.
Reputația materialelor plastice a suferit mai mult datorită îngrijorării tot mai mari cu privire la potențiala amenințare pe care o reprezintă pentru sănătatea umană. Aceste preocupări se concentrează asupra aditivilor (cum ar fi mult discutatul bisfenol A și o clasă de substanțe chimice numite ftalați) care intră în materialele plastice în timpul procesului de fabricație, făcându-le mai flexibile, durabile și transparente. Unii oameni de știință și membri ai publicului sunt îngrijorați de dovezile conform cărora aceste substanțe chimice se scurge din plastic și în alimentele, apa și corpurile noastre. În doze foarte mari, aceste substanțe chimice pot perturba sistemul endocrin (sau hormonal). Cercetătorii își fac griji în special cu privire la efectele acestor substanțe chimice asupra copiilor și la ceea ce înseamnă acumularea continuă pentru generațiile viitoare. Materialele plastice au făcut posibilă dezvoltarea computerelor, telefoanelor mobile și a majorității progreselor de salvare a vieții medicinii moderne. Ușoare și bune pentru izolare, materialele plastice contribuie la economisirea combustibililor fosili folosiți la încălzire și la transport. Poate că plasticul cel mai important și ieftin a ridicat nivelul de trai și a făcut ca abundența materialelor să fie mai ușor disponibilă. Fără materiale plastice, multe bunuri pe care le considerăm de la sine înțelese ar putea fi la îndemâna tuturor, cu excepția celor mai bogați americani. Înlocuirea materialelor naturale cu plastic a făcut multe dintre bunurile noastre mai ieftine, mai ușoare, mai sigure și mai puternice.
Deoarece este clar că materialele plastice au un loc valoros în viața noastră, unii oameni de știință încearcă să facă materialele plastice mai sigure și mai sigure. durabil. Unii inovatori dezvoltă bioplastice, care sunt realizate din culturi vegetale în loc de combustibili fosili, pentru a crea substanțe mai ecologice decât materialele plastice convenționale. Alții lucrează la fabricarea materialelor plastice care sunt cu adevărat biodegradabile. Unii inovatori caută modalități de eficientizare a reciclării și chiar speră să perfecționeze un proces care să transforme materialele plastice înapoi în combustibili fosili din care au fost derivate. Toți acești inovatori recunosc că materialele plastice nu sunt perfecte, ci că sunt o parte importantă și necesară a viitorului nostru.
Joseph L. Nicholson și George R. Leighton, „Materialele plastice vin de vârstă”, revista Harper, August 1942, p. 306.
Susan Freinkel, Plastics: A Toxic Love Story (New York: Henry Holt, 2011), p. 4.