В каком году был изобретен пластик: История появления пластика | Блог ZEERO

кто и в каком году придумал пластмассу, история появления

Сложно представить себе жизнь современных людей без пластика. Он используется для изготовления самых разных изделий. Тем не менее, далеко не каждому известно, когда именно изобрели пластик. Это вещество существует не так много лет. Его придумали примерно полтора века назад. До этого свойством принимать разные формы обладали исключительно природные составы, а именно – глина, воск, смола. Однако они не подходили для длительного применения.

Содержание

Что такое пластик

Этот термин применяют для обозначения материалов, которые можно формировать и отливать под влиянием нагревания и давления. Полимерами называют химический класс материалов, из которых состоят любые современные пластики.

Они представляют собой крупные молекулы, которые состоят из цепочки повторяющихся элементов меньших размеров. Комбинация перечисленных мономеров путем использования нагревания и давления называется полимеризацией.

Кем и когда был изобретен пластик

Кто же именно придумал пластик? 1862 год ознаменовался тем, что британский химик Александр Паркес решил создать доступный заменитель дорогой слоновой кости, которая использовалась для изготовления бильярдных шаров. В результате ученому удалось получить первый пластификатор.

Паркезин – первый синтетический пластик

Сначала Паркес придумал нитроцеллюлозу. Но ее характеристики не подходили для изготовления шаров для бильярда, поскольку материал получился достаточно хрупким. Потому требовался компонент, который бы смягчил вещество, не приводя к уменьшению упругости. Тогда ученый добавил в состав камфору.

Состав на основе камфоры, спирта и нитроцеллюлозы нагревался до текучего состояния, после чего заливался в форму и застывал. Таким образом, был создан паркезин – первый полусинтетический пластик. К сожалению, изобретателю вещества не удалось монетизировать свое изобретение.

При этом последователь Паркеса Джон Хайт сумел заработать на пластике целое состояние. Он создал фирму и начал изготавливать игрушки, расчески и другие изделия из вещества. Однако материал оказался неустойчивым к воздействию огня. Потому сегодня его применяют весьма ограниченно.

XX век – начало массового производства

Создание пластмассы стало настоящим прорывом в сфере научно-технического прогресса. Этот материал получил широкое распространение и стал применяться для изготовления различных товаров.

Бакелит

В 1907 году бельгийский химик Лео Бакеланд, который к тому же оказался и талантливым маркетологом, изготовил полностью синтетический пластик. Ему удалось вовремя подать патент, буквально на день обогнав своего конкурента из Шотландии Джеймса Суинберна.

Изобретение Бакеланда получило название «бакелит». В его основу легли формальдегид и фенол, которые комбинировали под влиянием повышенной температуры и давления. После изобретения бакелита на рынке появилось много доступных и востребованных продуктов.

Новый материал обладал темно-коричневой поверхностью и напоминал по внешнему виду древесину. Однако его удавалось изготавливать крупными партиями. Благодаря этому вещество стало прекрасным выбором для создания объектов в стиле ар-деко. Из бакелита был сделан целый ряд товаров, которые стали культовыми в прошлом столетии. В качестве примера стоит привести телефон GPO и фотокамеру Purma.

Винил

Этот материал входит в топ наиболее востребованных видов пластика. Сегодня винил вызывает устойчивые ассоциации с музыкальными пластинками, однако в первой половине двадцатого века его применяли для изготовления мячей для гольфа и каблуков.

Винил оказал значительное влияние на развитие моды. Его часто применяли в своих коллекциях такие известные дизайнеры, как Пьер Карден и Пако Рабан. Блестящий и прочный материал как нельзя лучше подходил для создания образов в космическом стиле.

Стоит отметить, что винил считается одним из наиболее старых видов пластика. Однако изобретатели не сразу оценили его. Винил открывали минимум 2 раза. В первый раз это сделал французский ученый Анри Реньо еще в 1838 году. Во второй раз открытие совершил немецкий исследователь Герман Бауман. Это случилось в 1872 году.

В обоих случаях создание вещества было следствием воздействия солнечного света на винилхлорид. Но полученный твердый материал отличался сложностью в работе. Потому создатели вещества отказались от попыток использовать его в промышленности.

Только в 1913 году немецкий ученый Фридрих Август Клатте получил патент на винил. Однако в промышленных целях его стали применять лишь в двадцатые годы в США. Именно тогда исследователь Валдо Семон по заказу компании BFGoodrich начал изготавливать искусственную резину.

Как пластик стал экологической катастрофой

Пластик отличается достаточно сложной и неоднозначной историей. Несмотря на очевидную пользу и высокую прочность, утилизировать пластиковые изделия весьма проблематично. Для разложения некоторых из них требуются десятилетия.

Само разложение вещества представляет собой еще более серьезную проблему для экологии. Превращение вещества в микрочастицы приводит к загрязнению воздуха, водоемов и экосистем. Помимо этого, влияние на здоровье микропластика, скопившегося в организме, не до конца изучено.

Большой экологической проблемой считается сегодня нарушение правил утилизации пластика. Это касается ПЭТ-бутылок для напитков, полипропиленовых емкостей для еды, полиэтиленовых пакетов для покупок.

Биопластик – спасение планеты от загрязнения

Чтобы решить проблему утилизации пластика, ученые разработали новый материал – биопластик. При этом далеко не все такие вещества имеют преимущества с точки зрения переработки. Безусловно, их популярность постоянно увеличивается. Однако успешно утилизировать биопластик можно лишь в том случае, если мусор достаточно хорошо подвергается компостированию. При этом компостирование бытового мусора, как правило, для этого не подойдет.

Решением экологических проблем становится переработка пластиковых отходов. Существует несколько вариантов их утилизации, которые постоянно совершенствуются. В качестве примера стоит привести вторичную механическую переработку и химическую утилизацию веществ, которые нельзя перерабатывать.

При использовании механического способа важным препятствием считается разделение. При смешивании разных полимеров материал, который из них получается, обычно лишен полезных свойств. Потому так важно заниматься правильной сортировкой отходов.

Пластик представляет собой один из наиболее популярных материалов, который активно используется в разных отраслях промышленности. Вещество было придумано буквально полтора столетия назад, но за время своего существования получило широкое распространение.

Как пластик стал жертвой собственного успеха

25 сентября 2017

Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Лео Бакеланд изобрел бакелит — первый в мире синтетический пластик

«Если я не ошибаюсь, это изобретение в будущем сыграет важную роль». Лео Бакеланд написал эти слова в дневнике 11 июля 1907 года. Он был в прекрасном настроении. К 43 годам дела у него шли отлично.

Бакеланд родился в Бельгии в семье сапожника. Его отец не имел образования и не очень понимал, почему его сын так хочет учиться. В 13 лет отец отправил Лео работать помощником в лавку. К счастью, мать Лео имела другую точку зрения.

Благодаря ей он не только начал посещать вечернюю школу, но и позднее получил стипендию в Университете Гента. В 20 лет ему была присвоена докторская степень по химии.

Женившись на дочери своего научного руководителя, он переехал в Нью-Йорк. Там он изобрел фотобумагу и заработал столько денег, что мог не работать всю оставшуюся жизнь.

Семья купила дом в Йонкерсе, на берегу Гудзона. Там Лео создал домашнюю лабораторию, где занимался любимым делом — химическими экспериментами. В июле 1907 года он как раз работал с формальдегидом и фенолом.

Автор фото, Alamy

Подпись к фото,

Благодаря своему изобретению Бакеланд прославился и попал на обложку журнала Time

Эти домашние эксперименты привели ученого ко второй большой удаче.

Он стал настолько известным, что когда журнал Time поместил его фото на обложку, оно даже не нуждалось в подписи.

Вместо нее стояла всего пара слов: «Не горит. Не тает».

Славу Лео Бакеланду принесло изобретение пластмассы. Он назвал ее бакелитом.

По поводу судьбы нового материала он оказался абсолютно прав. Пластик вскоре стали использовать повсюду.

Неограниченные возможности

Во время работы над книгой «Пластик: токсичная история любви» Сьюзан Фрейнкель записывала каждый пластмассовый предмет, которого касалась в течение дня: выключатель, сидение туалета, зубная щетка, тюбик зубной пасты.

Она также вела учет тех вещей, которые были сделаны из других материалов: туалетная бумага, деревянный пол, фаянсовый кран.

К концу дня в списке Фрейнкель было 196 предметов из пластика и 102, сделанных из других материалов.

Производство пластика и правда настолько велико, что на него тратят 8% всей добытой нефти. Половина идет на производство сырья, половина — на энергию для его обработки.

Реклама Bakelite Corporation смело заявляла, что человечество вышло за рамки привычной системы, в которой существовали только растения, животные и минералы. Теперь появилось «четвертое царство, чьи возможности не ограничены», говорилось в рекламе.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Бакелит постепено заменил целлулоид, который появился еще в конце 19 века

Пропустить Подкаст и продолжить чтение.

Подкаст

Что это было?

Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.

эпизоды

Конец истории Подкаст

Это звучало как преувеличение, но было недалеко от истины.

До этого ученые искали способ усовершенствовать или имитировать природные материалы. В производстве первых пластикововых материалов, например, целлулоида, использовали растения. Шеллак — смолу, которую вырабатывают некоторые насекомые, — применяли для электроизоляции.

Работая над бакелитом, Бакеланд искал материал, способный заменить шеллак, пока не понял, что возможности его изобретения гораздо шире.

Bakelite Corporation продвигала свой продукт как «материал с тысячью применений». И вновь это почти не противоречило действительности.

Его использовали в производстве телефонов, радиоприемников, ружей, кофейников, бильярдных шаров и украшений. Его же использовали при создании первой атомной бомбы.

Успех бакелита заставил общество задуматься о том, что искусственные материалы могут не просто копировать натуральные, но и обладать совершенно новыми свойствами.

В 1920-1930 годы из химических лабораторий пластик распространился по всему миру. Полистирол и полиэтилен стали использовать для упаковки, нейлон — для изготовления чулок.

Автор фото, Alamy

Подпись к фото,

Товары из пластика быстро набрали популярность после Второй мировой войны из-за нехватки натуральных материалов

Во время Второй мировой войны природных материалов не хватало, и растущее производство полимеров должно было компенсировать этот недостаток. После окончания войны новые товары, вроде пластиковой посуды Tupperware, быстро завоевали потребительский рынок.

Но очарование продлилось недолго: репутация пластика постепенно менялась.

Как изменилось отношение к пластику?

В знаменитой начальной сцене фильма «Выпускник» 1967 года главный герой Бенджамин Брэддок получает неожиданный совет от соседа.

Как будто раскрывая большой секрет, гладя на Бенджамина, сосед загадочно произносит: «Одно слово — пластик!».

Эта фраза стала крылатой, объяснив, как изменилось восприятие материала в обществе. Для старшего поколения само слово «пластик» было синонимом новых возможностей и прогресса. Для молодых людей вроде Бенджамина оно означало все фальшивое, поверхностное и суррогатное.

И все же совет соседа был полезным. Полвека спустя, несмотря на сомнительную репутацию, производство пластика выросло в 20 раз. В ближайшие 20 лет оно удвоится снова.

Даже экологические проблемы, о которых все чаще говорят ученые, не мешают этому росту. Между тем считается, что некоторые вещества в составе пластика напрямую влияют на развитие и размножение животных.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Среди популярных видов пластиков нет ни одного биоразлагаемого, а некоторые из них вообще не предназначены для переработки

Из-за свалок вредные химикаты могут проникать в грунтовые воды. В океане пластиковый мусор становится кормом для рыб и морских животных.

• Капитан Мур и мусорный остров: крестовый поход против пластика в океане
• Ученые: микропластик в океане стал частью пищевой цепи

Однако это палка о двух концах. У пластика есть не только экономические плюсы, но и некоторая польза для окружающей среды.

Машины, в которых больше пластмассовых элементов, легче, а значит, им требуется меньше топлива. Продукты в полимерной упаковке дольше хранятся.

И если бы бутылки не производили из пластика, их бы массово делали из стекла. В этом случае не хотелось, чтобы они валялись, например, на детских площадках.

Как мир перерабатывает пластик?

Тем не менее, рано или поздно о массовой переработке пластика задуматься придется, хотя бы потому, что нефть когда-нибудь закончится.

Некоторые виды пластика переработать невозможно. К ним относится и бакелит. Многие другие виды переработать можно, но пока этим никто всерьез не занимается.

На деле перерабатывается только седьмая часть упаковки из пластика — гораздо меньше, чем бумаги или лома. Для других пластиковых отходов эти цифры еще ниже.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

В Тайване культура вторсырья развита настолько, что там перерабатывается до 55% всех пластиковых отходов

Исправить положение можно только сообща. Любой потребитель видел на этикетках небольшие треугольники с цифрой внутри — от 1 до 7. Ввести специальную маркировку предложила ассоциация производителей упаковки. Однако, система все еще не совершенна.

Объемы переработки пластика в зависимости от страны отличаются очень сильно. Компаниям, как и правительствам в разных странах, пора действовать активнее.

Один из положительных примеров — Тайвань. Власти изменили потребительскую культуру жителей, упростив для них систему переработки отходов. Кроме того, за несоблюдение правил там полагается штраф.

Новая революция

Но существует ли какое-нибудь современное технологическое решение?

ProtoCycler — одно из них, оно точно понравится поклонникам научной фантастики. Устройству можно просто «скормить» все пластиковые отходы и взамен получить сырье для работы на 3D-принтере. Это практически репликатор из сериала «Звездный путь».

Автор фото, Redetec

Подпись к фото,

Устройство ProtoCycler делает из пластикового мусора расходный материал для 3D-принтера

В свое время компания Bakelite Corporation, должно быть, тоже считала свое изобретение революционным — таким же, каким кажется репликатор.

Компания предложила простой и дешевый синтетический материал, прочный настолько, чтобы заменить керамическую посуду или ножи для писем.

При этом материал был достаточно красивым, чтобы делать украшения из него, а не из дорогой слоновой кости.

Пусть сейчас предметы из пластика кажутся чем-то обычным, но тогда бакелит считался чудом.

Современные производители не отказываются от идеи о том, нечто практичное и красивое может быть произведено из чего-то ненужного и дешевого.

Современные технологии позволяют повысить ценность пластиковых отходов. Их смешивают с сельскохозяйственными отходами и наночастицами, чтобы в итоге получить совершенно новый материал с новыми свойствами.

Лео Бакеланд точно бы одобрил.

Эпоха пластика: от паркезина до загрязнения

20-й и 21-й века по праву называют веком пластика, таково влияние и вездесущность этого семейства материалов.

Пластмасса пронизывает все аспекты жизни общества. Мы спим на пластиковых подушках, чистим зубы пластиковыми зубными щетками, печатаем на пластиковых клавиатурах, пьем и едим еду из пластиковых контейнеров — невозможно прожить день, не столкнувшись с каким-нибудь пластиком.

Но по мере того, как мы все больше осознаем, наше широкое внедрение пластмасс не обошлось без последствий для нашего здоровья и окружающей среды. Пластик загрязняет наши ландшафты, океаны, воздух и тела. Он даже вошел в летопись окаменелостей.

Как мы сюда попали? Когда пластик стал вездесущим материалом современного общества? И каковы могут быть ответы на воздействие пластика на окружающую среду?

Что такое пластик?

Пластик — это общий термин для описания материалов, которые можно формовать и формовать под воздействием тепла и давления.

Полимеры представляют собой химический класс материалов, из которых состоят все современные пластмассы. Это большие молекулы, состоящие из цепочки повторяющихся более мелких молекул (мономеров). Процесс объединения этих мономеров (например, газообразного этилена) под действием тепла и давления называется полимеризацией.

Изобретение пластика

Хотя мы думаем о пластике как о материале 20-го века, с природными пластиками, такими как рог, панцирь черепахи, янтарь, каучук и шеллак, работали с древних времен.

Рога животных, податливые при нагревании, использовались для многих целей и изделий, от медальонов до столовых приборов. Производство гребней было одним из самых больших применений рога в 19 веке.

Гребень 19-го века с двумя круглыми рукоятками, сделанный в Индии из резного декоративного рога.

Групповая коллекция Музея науки

Дополнительная информация
о гребне 19-го века с двумя круглыми рукоятками, сделанными в Индии из вырезанного и резного декоративного рога.

Первые синтетические пластмассы

К середине 19-го века, в результате промышленного производства товаров, некоторые материалы животного происхождения становились все более дефицитными. Слоны оказались бы на грани вымирания, если бы спрос на их слоновую кость, используемую в различных предметах, от клавиш пианино до бильярдных шаров, сохранялся. Та же участь постигла и некоторые виды черепах, панцирь которых использовали для гребней.

Изобретатели вскоре попытались решить эту экологическую и экономическую проблему, получив множество патентов на новые полусинтетические материалы на основе натуральных веществ, таких как пробка, кровь и молоко. Одним из первых был нитрат целлюлозы — волокна хлопка, растворенные в азотной и серной кислотах, затем смешанные с растительным маслом.

Его изобретатель, ремесленник и химик из Бирмингема Александр Паркс, запатентовал этот новый материал в 1862 году как паркезин. Считается первым произведенным пластиком, это был дешевый и красочный заменитель слоновой кости или черепахового панциря.

Сам Паркс не пользовался коммерческим успехом, но его изобретение было подхвачено и развито другими, в том числе его бывшим директором фабрики Дэниелом Спиллом и бизнесменом Джоном Уэсли Хаяттом, последний из которых основал Celluloid Manufacturing Company в США.

Этот новый пластик сделал такие предметы, как расчески и бильярдные шары, доступными для большего числа людей, демократизировав потребительские товары и культуру.

Несомненно, величайшим культурным применением целлулоида было кино. По иронии судьбы, поскольку кинозвезды сделали короткие волосы популярными в 1920-х годах, индустрия расчесок из целлулоида просуществовала недолго, пока производители не переключились на производство нового модного продукта: солнцезащитных очков.

Целлулоидная галерея

Две катушки целлулоидной пленки, изготовленные Луи Ле Пренсом в 1888–1889 гг..

Групповая коллекция Музея науки

Гребень для волос с эффектом черепахового панциря из нитрата целлюлозы, 1900-е годы.

Групповая коллекция Музея науки

Рыболовная катушка Yellow Parkesine, изготовленная Александром Паркесом около 1860 года.

Групповая коллекция Музея науки

Игральные кости, изготовленные из целлулоида, имитирующего слоновую кость, начало 20 века.

Групповая коллекция Музея науки

Целлулоидная ваза из янтаря в стиле ар-деко, 1930

Групповая коллекция Музея науки

Круглая пудреница 1920-х годов из перламутрового нитрата целлюлозы (ксилонита).

Групповая коллекция Музея науки

Образец листа паркезина, сделанный Александром Паркесом около 1862 года.

Групповая коллекция Музея науки

Рост индустрии пластмасс

Групповая коллекция Музея науки

Лео Бакеланд

В ХХ веке произошла революция в производстве пластмасс: появились полностью синтетические пластмассы.

Бельгийский химик и ловкий маркетолог Лео Бакеланд изобрел первый полностью синтетический пластик в 1907 году.

Он опередил своего шотландского соперника Джеймса Суинберна в патентном бюро на один день. Его изобретение, которое он назвал бакелитом, объединило два химических вещества, формальдегид и фенол, под воздействием тепла и давления.

Бакелит спровоцировал потребительский бум доступных, но очень желанных продуктов. Он имел темно-коричневый, похожий на дерево внешний вид, но его можно было легко производить серийно, что делало его идеальным для распространения новых тенденций дизайна, таких как ар-деко, в массы.

Некоторые продукты стали иконами 20-го века: камера Purma, телефон GPO и радио Ekco AD36.

Бакелитовый телефон Тип 232 производства 1930-х годов.

Групповая коллекция Музея науки

Дополнительная информация
о телефоне Bakelite Type 232 1930-х годов.

Радиоприемник Ekco в бакелитовом корпусе, 1935 г.

Групповая коллекция Музея науки

Дополнительная информация
о радиоприемнике Ekco в бакелитовом корпусе, 1935 г.

В первые десятилетия 20-го века представители нефтяной и химической промышленности начали объединяться в такие компании, как Dow Chemicals, ExxonMobil, DuPont и BASF. Эти компании до сих пор являются основными производителями смол для производства пластмасс.

Эти союзы были вызваны желанием использовать отходы переработки сырой нефти и природного газа. Одним из наиболее распространенных из них был газообразный этилен, побочный продукт, из которого британская компания Imperial Chemical Industries (ICI) превзошла своих немецких и американских конкурентов в производстве пластика.

Компания ICI, основанная в 1926 году, добилась первого крупного успеха в области пластика с плексигласом в 1932 году.

В следующем году группа на заводе ICI в Уиннингтоне пыталась объединить этилен и бензальдегид под большим давлением и высокой температурой. Эксперимент провалился. Вместо этого из-за утечки кислорода в сосуд они обнаружили белое воскообразное вещество в реакционной трубке.

Было обнаружено, что это полимер этилена. Сейчас самый распространенный в мире пластик, полиэтилен был удивительным материалом: прочным, гибким и термостойким.

Аппарат для открытия полиэтилена, 1933 г.

Групповая коллекция Музея науки

Дополнительная информация
об аппарате для открытия полиэтилена, 1933 г.

Его первым применением была изоляция кабелей радаров во время Второй мировой войны, но вскоре последовали потребительские товары, от пластиковых пакетов для покупок и Tupperware до искусственных тазобедренных и коленных суставов.

Американский конкурент ICI DuPont добился ряда успехов в производстве пластика в 1930-х годов, особенно нейлон и тефлон. Нейлоновые чулки сразу же стали мировой сенсацией.

Чудо-материалы

От чулок до космических скафандров пластик используется для невероятного разнообразия продуктов в современном мире.

Образец первой нейлоновой трикотажной трубки, изготовленной в 1935 г.

Групповая коллекция Музея науки

Две пары нейлоновых чулок Triumph, 1950-е годы.
Групповая коллекция Музея науки

Полиэтиленовый эндопротез коленного сустава, 1998 г.

Групповая коллекция Музея науки

Искусственные артерии из тефлона, 1994 г.

Групповая коллекция Музея науки

Пакет для плазмы крови с маркировкой «AB», наполненный театральной кровью, 1990-е годы.

Групповая коллекция Музея науки

Медный кабель с полиэтиленовой изоляцией, 1939–1969.

Групповая коллекция Музея науки

Когда пластик стал экологической проблемой?

Химические свойства, сделавшие пластик невероятно полезным и долговечным материалом, также затрудняют его утилизацию: некоторые виды разлагаются на свалке в течение тысяч и даже десятков тысяч лет.

© Бо Эйде (CC BY-NC 2.0)

Источник изображения
для пластикового мусора на пляже

Пластиковый мусор на пляже в Норвегии.

Сама деградация является еще более серьезной экологической проблемой, поскольку расщепление пластика на микроскопические частицы загрязняет наш океан, воздух и экосистемы. Последствия для здоровья отложений микропластика в нашем организме еще полностью не известны.

Многие из наших проблем с пластиком начались в послевоенный период, когда пластик начал заменять более дорогую бумагу, стекло и металлические материалы, используемые в одноразовых предметах, таких как потребительская упаковка.

Среди наихудших преступников, наряду с полиэтиленовыми пакетами для покупок и полистироловыми контейнерами для пищевых продуктов, является бутылка для напитков из ПЭТ (полиэтилентерефталат, разновидность полиэстера).

Впервые запатентованная в 1973 году американским предпринимателем Натаниэлем Уайетом, ПЭТ-бутылка имеет много преимуществ по сравнению со стеклом: легкая для транспортировки и безопасная, поскольку ее практически невозможно разбить.

Полимер ПЭТ был разработан специально для хранения газированных напитков под давлением, хотя его популярность в качестве контейнера для негазированных напитков, прежде всего воды, в 21 веке резко возросла.

Экономика массового производства дешевых пластиковых изделий привела к культуре одноразового использования, и сегодня ежегодно продается около 500 миллиардов ПЭТ-бутылок.

Эта цифра растет, и большинство этих бутылок попадает в наши океаны, разлагаясь на микропластик.

Одноразовая ПЭТ-бутылка, 1985 г.

Групповая коллекция Музея науки

Дополнительная информация
о Одноразовая ПЭТ-бутылка, 1985 г.

Могут ли химики решить проблему пластика?

Поскольку современная индустрия пластмасс зависит от ископаемого топлива в качестве сырья, производство пластика влияет на изменение климата, способствуя глобальному производству CO2.

В течение нескольких десятилетий химики исследовали и разрабатывали «зеленые» пластмассы, которые, как и ранние полусинтетические пластмассы, получают из природного биологического материала, такого как кукурузный крахмал.

ICI, британские изобретатели полиэтилена, разработали первый практический биоразлагаемый пластик Biopol в 1990, который впервые был использован во флаконе шампуня Wella.

Био/переработанный пластик

Флакон для шампуня Wella из пластика Biopol,

Групповая коллекция Музея науки

Флисовая шапка Synchilla от Patagonia, изготовленная из переработанных пластиковых бутылок, 2002 г.

Групповая коллекция Музея науки

Украшения из полиэтиленовых пакетов, Англия, 2004-2006 гг.

Групповая коллекция Музея науки

Но не все биопластики лучше с точки зрения утилизации или переработки.

Эти материалы все чаще используются в одноразовой упаковке. Но биоразлагаемые пластмассы перерабатываются только в том случае, если они превращаются в адекватно компостируемые отходы — компостирование в домашних условиях обычно не годится.

Всеобщее достояние

Символ переработки ПЭТ-1

Одним из самых больших препятствий для переработки пластика является разделение: при смешивании различных полимеров полученный материал обычно не обладает полезными свойствами. Даже два предмета из ПЭТФ, например, бутылка для напитков и формочка для печенья, могут иметь разные температуры плавления, что при объединении образует непригодный для использования шлам.

В настоящее время химические средства сортировки пластика, такие как спектроскопический анализ, экономически нецелесообразны в больших масштабах, поэтому эту работу должны выполнять люди-сортировщики.

ПЭТ-бутылка, имеющая треугольный код переработки номер 1, является одним из самых перерабатываемых предметов в мире. Одежда — это одно из применений переработанного ПЭТ-полиэстера, изначально ставшего популярным благодаря флису Patagonia.

Изделия из переработанного пластика даже стали востребованными и модными в 21-м веке, в эпоху растущего внимания к окружающей среде, когда первоначальное использование материала часто указывается на изделии.

Решение пластиковой проблемы будет социальным и политическим. Вместо того, чтобы полагаться на технологическое решение, мы должны улучшить инфраструктуру переработки — в настоящее время перерабатывается так мало, а пластика на планете уже достаточно, чтобы мы прекратили производить его в огромных количествах.

Но ключевым моментом будет полный отказ от одноразового пластика. Такие поставщики, как супермаркеты, должны делать больше. И в культурном плане нас должна вдохновлять ранняя индустрия пластмасс, когда красиво оформленные расчески, радиоприемники и телефоны были желанными товарами, которые вы ценили и хранили.

Узнать больше

Онлайн

• Блог Музея науки, Тефлон: 80 лет не прилипать к вещам
• Блог Музея науки, Нейлон: создание революционной ткани
• Scientific American, Краткая история завоевания мира пластиком
• Атлантика, как пластиковый пакет стал таким популярным
• The Guardian, Переработка пластика — это миф: что на самом деле происходит с вашим мусором

Книги

• Сьюзен Фрейнкель, Пластик: токсичная история любви , 2011
• Сьюзен Моссман, Фантастический пластик , 2008

Еще истории

История и будущее пластмасс

Что такое пластмассы и откуда они берутся?

Пластик  это слово первоначально означало «гибкий и легко формуемый». Только недавно оно стало названием категории материалов, называемых полимерами. Слово полимер  означает «состоящий из многих частей», а полимеры состоят из длинных цепочек молекул. Полимеров в природе предостаточно. Целлюлоза, материал, из которого состоят клеточные стенки растений, является очень распространенным природным полимером.

За последние полтора века люди научились производить синтетические полимеры, иногда используя природные вещества, такие как целлюлоза, но чаще используя большое количество атомов углерода, содержащихся в нефти и других ископаемых видах топлива. Синтетические полимеры состоят из длинных цепочек атомов, расположенных в повторяющихся единицах, часто намного длиннее, чем в природе. Именно длина этих цепей и узоры, в которых они расположены, делают полимеры прочными, легкими и гибкими. Другими словами, это то, что делает их такими пластик.

Эти свойства делают синтетические полимеры исключительно полезными, и с тех пор, как мы научились их создавать и управлять ими, полимеры стали неотъемлемой частью нашей жизни. В особенности за последние 50 лет пластик наполнил наш мир и изменил наш образ жизни.

Первый синтетический пластик

Первый синтетический полимер был изобретен в 1869 году Джоном Уэсли Хаяттом, вдохновленным предложением нью-йоркской фирмы в размере 10 000 долларов каждому, кто сможет заменить слоновую кость. Растущая популярность бильярда привела к сокращению запасов натуральной слоновой кости, получаемой путем забоя диких слонов. Обрабатывая целлюлозу, полученную из хлопкового волокна, камфорой, Хайатт открыл пластик, которому можно было придать различные формы и имитировать природные материалы, такие как панцирь черепахи, рог, лен и слоновая кость.

Это открытие было революционным. Впервые человеческое производство не было ограничено пределами природы. Природа дала только определенное количество дерева, металла, камня, кости, бивня и рога. Но теперь люди могут создавать новые материалы. В этом развитии помогли не только люди, но и окружающая среда. В рекламе целлулоид превозносился как спаситель слона и черепахи. Пластмассы могут защитить мир природы от разрушительных сил человеческой потребности.

Создание новых материалов также помогло людям освободиться от социальных и экономических ограничений, вызванных нехваткой природных ресурсов. Недорогой целлулоид сделал материальные блага более распространенными и доступными. И пластиковая революция только начиналась.

Разработка новых пластмасс

В 1907 году Лео Бэкеланд изобрел бакелит, первый полностью синтетический пластик, то есть он не содержал молекул, встречающихся в природе. Бэкеланд искал синтетический заменитель шеллака, природного электрического изолятора, чтобы удовлетворить потребности быстро электрифицирующихся Соединенных Штатов. Бакелит был не только хорошим изолятором; он также был прочным, термостойким и, в отличие от целлулоида, идеально подходил для механического массового производства. Продаваемый как «материал тысячи применений», бакелит можно было формовать или формовать практически во что угодно, предоставляя бесконечные возможности.

Успехи Hyatt и Baekeland побудили крупные химические компании инвестировать в исследования и разработку новых полимеров, и вскоре новые пластмассы присоединились к целлулоиду и бакелиту. В то время как Hyatt и Baekeland искали материалы с определенными свойствами, новые исследовательские программы искали новые пластмассы ради них самих и беспокоились о том, чтобы найти им применение позже.

Взросление пластмасс

Вторая мировая война потребовала значительного расширения производства пластмасс в Соединенных Штатах, поскольку промышленная мощь оказалась столь же важной для победы, как и военный успех. Необходимость сохранения скудных природных ресурсов сделала производство синтетических альтернатив приоритетом. Пластмассы предоставили эти заменители. Нейлон, изобретенный Уоллесом Карозерсом в 1935 в качестве синтетического шелка использовался во время войны для парашютов, веревок, бронежилетов, вкладышей для шлемов и многого другого. Оргстекло стало альтернативой стеклу для иллюминаторов самолетов. В статье журнала «Тайм» отмечалось, что из-за войны «пластмассы нашли новое применение, и снова и снова продемонстрирована адаптируемость пластмасс». ^[1]  Во время Второй мировой войны производство пластика в США увеличилось на 300 %.

Рост производства пластика продолжился после окончания войны. Пережив Великую депрессию, а затем Вторую мировую войну, американцы были готовы снова тратить деньги, и большая часть того, что они покупали, была сделана из пластика. По словам автора Сьюзен Фрейнкель, «на рынке продукт за продуктом пластик бросил вызов традиционным материалам и победил, заняв место стали в автомобилях, бумаги и стекла в упаковке и дерева в мебели». ^[2]  Возможности пластика дали некоторым наблюдателям почти утопическое видение будущего с изобилием материальных благ благодаря недорогому, безопасному, гигиеничному веществу, которое люди могут формировать по своему желанию.

Растущие опасения по поводу пластика

Безупречный оптимизм по поводу пластика длился недолго. В послевоенные годы произошел сдвиг в восприятии американцев, поскольку пластик больше не считался однозначно положительным. Пластиковый мусор в океанах впервые наблюдали в 1960-е годы, десятилетие, когда американцы все больше осознавали экологические проблемы. В книге Рэйчел Карсон 1962 года «Безмолвная весна» раскрывается опасность химических пестицидов. В 1969 году у побережья Калифорнии произошел крупный разлив нефти, и загрязненная река Кайахога в Огайо загорелась, что вызвало опасения по поводу загрязнения. По мере распространения информации об экологических проблемах сохранение пластиковых отходов начало беспокоить наблюдателей.

Пластик  также постепенно стало словом, используемым для описания того, что было дешевым, хрупким или поддельным. В «Выпускнике», одном из лучших фильмов 19В 68 лет персонаж Дастина Хоффмана был уговорен старшим знакомым сделать карьеру в сфере пластики. Зрители съеживались вместе с Хоффманом из-за того, что они считали неуместным энтузиазмом индустрию, которая не была полна возможностей, а была символом дешевого соответствия и поверхностности.

Проблемы пластика: отходы и здоровье

Репутация пластика еще больше упала в 1970-х и 1980-х годах по мере роста беспокойства по поводу отходов. Пластик стал особой мишенью, потому что, несмотря на то, что многие изделия из пластика одноразовые, в окружающей среде пластик сохраняется вечно. Именно индустрия пластмасс предложила переработку в качестве решения. В 19В 80-х годах индустрия пластмасс возглавила влиятельную кампанию, поощряющую муниципалитеты собирать и перерабатывать материалы, пригодные для вторичной переработки, в рамках своих систем управления отходами. Однако переработка далека от совершенства, и большая часть пластика по-прежнему попадает на свалки или в окружающую среду. Пластиковые пакеты в продуктовых магазинах стали мишенью для активистов, стремящихся запретить одноразовый пластик, и несколько американских городов уже приняли запрет на использование пакетов. Окончательным символом проблемы пластиковых отходов является Большое тихоокеанское мусорное пятно, которое часто описывают как водоворот пластикового мусора размером с Техас, плавающий в Тихом океане.

Репутация пластмасс еще больше пострадала из-за растущей озабоченности по поводу потенциальной угрозы, которую они представляют для здоровья человека. Эти опасения сосредоточены на добавках (таких как широко обсуждаемый бисфенол А [BPA] и класс химических веществ, называемых фталатами), которые добавляются в пластмассы в процессе производства, делая их более гибкими, прочными и прозрачными. Некоторые ученые и представители общественности обеспокоены доказательствами того, что эти химические вещества выщелачиваются из пластика и попадают в нашу пищу, воду и организм. В очень больших дозах эти химические вещества могут нарушить работу эндокринной (или гормональной) системы. Исследователи особенно беспокоятся о воздействии этих химических веществ на детей и о том, что означает их дальнейшее накопление для будущих поколений.

Будущее пластмасс

Несмотря на растущее недоверие, пластмассы имеют решающее значение для современной жизни. Пластмассы сделали возможной разработку компьютеров, сотовых телефонов и большинства жизненно важных достижений современной медицины. Легкие и хорошо изолирующие пластмассы помогают экономить ископаемое топливо, используемое в отоплении и на транспорте. Возможно, важнее всего то, что недорогие пластмассы повысили уровень жизни и сделали изобилие материалов более доступным. Без пластика многие вещи, которые мы считаем само собой разумеющимися, могли бы оказаться недоступными для всех, кроме самых богатых американцев. Замена натуральных материалов пластиком сделала многие наши вещи дешевле, легче, безопаснее и прочнее.

Поскольку очевидно, что пластик занимает ценное место в нашей жизни, некоторые ученые пытаются сделать пластик более безопасным и экологичным. Некоторые новаторы разрабатывают биопластики, которые изготавливаются из растительных культур вместо ископаемого топлива, чтобы создавать вещества, которые более экологичны, чем обычные пластики. Другие работают над созданием действительно биоразлагаемого пластика. Некоторые новаторы ищут способы сделать переработку более эффективной и даже надеются усовершенствовать процесс, который превращает пластик обратно в ископаемое топливо, из которого он был получен.