Jak se plasty vyrábějí a k čemu se používají?

Po celuloidu následoval bakelit (vytvořený v roce 1907 Leo Baekelandem, první masově prodávaný syntetický plast z fosilních paliv), v roce 1929 polystyren, v roce 1930 polyester, v roce 1933 polyvinylchlorid (PVC) a polyethylen, v roce 1935 nylon a v roce 1941 polyethylentereftalát (PET), nylon v roce 1935 a polyethylentereftalát (PET) v roce 1941. Dodnes byly vytvořeny statisíce různých typů polymerů s nejrůznějšími vlastnostmi, které byly získány změnami chemické struktury polymerů; příkladem je polyethylen vyrobený z ethenu (C2H4), který se po přidání jednoho atomu uhlíku a vodíku změní na polypropylen s mnohem větší pevností.

Z ropy jste vytvořili ...

K výrobě plastů se používají organické materiály a přírodní suroviny: celulóza, uhlí, zemní plyn, ropa. Ta je složitou směsí různých složek, takže se nejprve zpracovává, než najde jedno z mnoha využití: destilace v rafinérii. Tento proces odděluje směsi složek s podobnými body varu, tzv. frakce. Každá frakce je směsí uhlovodíků (sloučenin tvořených atomy uhlíku a vodíku), které se liší velikostí a molekulární strukturou. Jedna z těchto frakcí, nafta (tj. parafín), se používá k výrobě plastů. Než se z něj vyrobí plast, parafín se rozkládá v procesu známém jako krakování. Tím vznikají jednoduché uhlovodíky (monomery): ethylen, propylen a butylen. Dalším krokem je adiční nebo kondenzační reakce. Při obou typech reakcí se používají různé katalyzátory, aby se z monomerů vytvořily dlouhé polymerní řetězce. Polymery se liší svými vlastnostmi, strukturou a velikostí částic (tj. délkou řetězce) v závislosti na typu monomerů použitých v polymeračním procesu. Je třeba poznamenat, že v této fázi se plasty ještě netvoří do specifických tvarů, např. obalů, ale do granulí, které budou později roztaveny.

Z funkčního hlediska se plasty obvykle dělí na duromery, plastomery a elastomery. Duromery (příkladem je výše zmíněný bakelit) mají vlastnosti kovů nebo keramiky: tvrdost, neohebnost, vysokou pevnost v tahu a tlaku. Obvykle se obtížně taví a často jsou křehké. Plastomery (příkladem je polypropylen používaný při výrobě přepravních obalů) se vyznačují nižší tuhostí než duromery; jsou hořlavé a vhodné pro zpracování tavením a vstřikováním, což umožňuje získat velmi složité tvary. Kromě polypropylenu (PP) patří do této skupiny také polyethylen (PE), ABS (akrylonitril-butadien-styren), PET, PVC, polystyren (PS) a expandovaný polystyren (EPS nebo lidově polystyren). Tyto plasty tvoří většinu plastů, které nás denně obklopují; odhaduje se, že jen tři z nich (PE, PP a PET) tvoří více než 75 % odpadu shromážděného v domácnostech. Elastomery (např. guma, kaučuk, silikon) jsou náchylné na mechanické síly, jako je tah nebo tlak. Pod vlivem těchto sil mění svůj tvar a po skončení působení se vracejí do původních rozměrů.

Všestrannost použití

Díky individuálním vlastnostem různých druhů plastů (plasticita, ale také tuhost nebo pružnost, křehkost nebo trvanlivost atd.) jsou různé plasty vhodné pro různé účely. Jejich přizpůsobení individuálním požadavkům průmyslu usnadňuje jejich snadné zpracování, zejména vstřikováním, vytlačováním, lisováním, odléváním a kalandrováním) a barvením. Různé typy zpracování plastů využívají také metody, jako je mimo jiné spékání, plastické opracování, laminování nebo svařování. Výše zmíněný polypropylen je lehký termoplastický polymer, který se často používá pro balení potravin, zdravotnických potřeb a oděvů. Díky své odolnosti vůči vysokým a nízkým teplotám se ideálně hodí jako materiál pro přepravní nebo skladovací obaly (včetně chladírenských). Lze jej sterilizovat a jeho odolnost vůči chemikáliím a trvanlivost umožňují praní v automatických pračkách.

Polyethylen (PE) v provedení HDPE (polyethylen vysoké hustoty) a LDPE (polyethylen nízké hustoty) se vyrábí z vysoce elastických uhlovodíků. Často se používá k výrobě plastových sáčků, lahví, víček a fólií. Oblíbený PET je lehký materiál, který se obvykle používá k výrobě obalového materiálu, lahví na šumivé nápoje ((je dostatečně pevný, aby vydržel tlak dvou atmosfér) a nádob na potraviny, ale vyrábí se z něj také oblíbené fleecové mikiny nebo květinové obaly. Všechny tyto příklady ukazují, kolik možností využití plasty mají. Všestrannost plastů způsobila, že v posledních desetiletích masivně vytlačily přírodní suroviny, jako je dřevo, sklo a kovy. Plasty jsou oblíbené v obalové technice (pro lahve, obaly z pružných fólií, tuhé extrudované obaly atd.), ve stavebnictví (jako podlahové krytiny, rámy oken a dveří, střešní krytiny, podlahové lišty), v domácnostech (např. domácí spotřebiče), v automobilovém průmyslu (díly karoserie a vnitřní vybavení), v elektronice (součástky), v zemědělství (fólie, drenážní trubky z PVC, květináče) a v textilním průmyslu, kde se neustále zvyšuje nabídka materiálů ze syntetických vláken, jako jsou nylonová, akrylová, polyamidová a polyesterová vlákna.

Recyklace plastů

To, co je velkou výhodou plastů - jejich trvanlivost díky nedostatku organismů schopných strávit tak složité materiály - se často stává jejich prokletím. Plastové reklamní fólie, které v takovém množství znečišťují naše trávníky, lesy a jezera, se v přírodních podmínkách rozkládají až 300 let. Je to dáno extrémně dlouhou dobou biologického rozkladu jednotlivých plastových materiálů. Během tohoto procesu navíc do půdy pronikají některé toxické látky, které se do některých plastů přidávají jako látky zlepšující vlastnosti plastů (např. změkčovadla nebo stabilizátory). Díky technologickému pokroku a rostoucímu povědomí spotřebitelů o otázkách životního prostředí ustupují stávající způsoby likvidace plastů (spalování a skládkování) udržitelnějším procesům recyklace a biologického rozkladu.

Plastový odpad se recykluje, aby se snížilo množství plastů v životním prostředí a aby se dal druhý život již použitým a opotřebovaným výrobkům. Recyklační procesy produkují regranulát, který se pak používá jako vstupní materiál pro další plastové výrobky. Recyklace je však až poslední a zdaleka ne nejdůležitější fází využití plastů; nebyla by možná bez řádného - tj. odděleného - sběru a separace jednotlivých plastů v recyklačních závodech. Oddělené plasty se pak předem rozdrtí a důkladně promyjí a vysuší. Tím se od plastů oddělí nečistoty. Surovina pak prochází mlýnem, čímž vzniká tzv. mletí. Po tomto mletí následuje tepelné zpracování v extrudéru. Získaný recyklovaný materiál - regranulát - se často kombinuje s primárním granulátem, který vznikl adiční nebo kondenzační reakcí. Alternativním způsobem řešení problému plastů znečišťujících životní prostředí je využití biomasy pro jejich výrobu, tj. organické hmoty rostlinného nebo živočišného původu, kterou lze zpracovat na výrobu různých chemických produktů, včetně plastů. Příkladem takového plastu je polylaktid, který se vyrábí z kyseliny mléčné získané z mléka, cukru nebo škrobu. Takové materiály se za vhodných podmínek (např. v kompostérech) rozkládají na jednoduché složky přírodního původu.

Shrnutí

Výroba plastů je složitý proces, který vyžaduje použití mnoha energeticky náročných technologií a má také negativní dopad na životní prostředí. Od doby, kdy se člověk naučil plasty vyrábět, probíhá neustálá přetahovaná mezi jejich zastánci a odpůrci. Ti první zdůrazňují mimořádnou rozmanitost a všestrannost plastů, díky nimž jsou nenahraditelné prakticky ve všech oblastech života, zatímco ti druzí varují, že nebudeme mít možnost je dále používat, pokud jim dovolíme, aby naši planetu zničily dříve. Zdá se, že pravda je jako obvykle někde uprostřed: plastů se nemůžeme vzdát, ale musíme je vyrábět a likvidovat udržitelným způsobem s ohledem na blaho budoucích generací.

Autor příspěvku: Mgr:

Monika Sojka - marketingová specialistka