Как появился пластик
Пластик – это материал, который присутствует в каждой сфере нашей жизни:
- от упаковки и одежды до медицины,
- строительства и технологий.
Сегодня он настолько глубоко вплетен в нашу повседневность, что мы часто не замечаем, как сильно на него полагаемся. Но его присутствие не ограничивается только предметами вокруг нас.
Современные научные исследования доказывают, что микроскопические частицы пластика уже обнаруживаются в крови человека, в легких и даже в плаценте новорожденных – тревожный сигнал о том, насколько далеко зашло его распространение.
Хотя пластик исключительно удобен, дешев и многофункционален, он таит в себе серьезные опасности как для здоровья человека, так и для окружающей среды.
Его массовое производство и медленное разложение превращают пластиковые отходы в глобальную проблему, которая затрагивает океаны, животных, климат и нас самих.
И все же пластик не появился внезапно. Его развитие – это долгая научная история, начавшаяся с попыток найти заменители природных материалов.
Как возник пластик? Как он развивался на протяжении веков? И какое будущее нас ждет – мир, в котором пластик используется разумно, или тот, в котором он превращается в еще большую угрозу?
Как применяют пластик?
Пластик – это полимерный материал, которому можно придавать различные формы путем нагревания и давления. Эта способность к пластичности, в сочетании с другими важными свойствами, такими как низкая плотность, низкая электропроводность, прозрачность и высокая устойчивость, позволяет использовать пластмассы для создания огромного разнообразия изделий.
Читайте также
Среди них легкие и прочные PET-бутылки, гибкие PVC-шланги, изолирующие контейнеры из пенополистирола и ударопрочные окна из полиметилметакрилата.
История открытия пластика
Сегодня пластмассы окружают нас повсюду, но их история начинается в далеком прошлом, с попыток ученых заменить дорогие или ограниченно доступные природные материалы.
Процесс вулканизации
Первый большой шаг к современным пластмассам был сделан в 1839 году. Тогда американский изобретатель Чарльз Гудиер случайно открыл процесс вулканизации.
При нагревании и охлаждении сера образует поперечные связи между полимерными цепями сырого каучука, что делает его эластичным, устойчивым и «отскакивающим».
Нитроцеллюлоза и целлулоид
Затем, в 1846 году, немец Кристиан Фридрих Шёнбайн также случайно открыл нитроцеллюлозу, когда смесь кислот попала на хлопок. Полученный полимер воспламенялся без дыма и быстро нашел военное применение.
Позже при обработке камфорой превратился в целлулоид, используемый для фотографических лент, бильярдных шаров и мячиков для пинг-понга.
Лео Бакеланд — «отец современной пластмассовой индустрии»
Начало настоящей эры синтетических пластмасс приходится на 1909 год.
Американский химик Лео Бакеланд навсегда изменил историю. Он родился 14 ноября 1863 года в Генте, Бельгия. С раннего возраста он проявлял исключительные способности к химии.
Всего в 20 лет Лео Бакеланд окончил Гентский университет и вскоре стал профессором химии. В конце XIX века он эмигрировал в Соединенные Штаты, где начал работать как независимый ученый и изобретатель.
Его первый крупный прорыв произошел в 1893 году, когда он создал Velox – специальный вид фотографической бумаги, которую можно было обрабатывать при искусственном освещении.
Открытие оказалось настолько революционным для фотографии, что компания «Истман Кодак» купила его патент и сделала Бакеланда богатым человеком.
Вместо того чтобы предаться покою, изобретатель решил вложить свое состояние в научные эксперименты. В начале XX века он начал работать над проблемой нестабильности природных смол.
Читайте также
Экспериментируя с фенолом и формальдегидом, в 1907–1909 годах Бакеланд синтезировал материал. Он был твердым, устойчивым к теплу и электричеству, не плавился и не деформировался при нагревании.
Так родился бакелит – первая в мире полностью синтетическая пластмасса.
Бакелит быстро стал сенсацией. Благодаря своей огнестойкости, прочности и простоте обработки. Его использовали для производства:
- телефонов,
- радиоприемников,
- электрических компонентов,
- автомобильных деталей,
- кухонных приборов,
- бижутерии
- и даже игрушек.
Это положило начало эпохе пластмасс и навсегда изменило материальный мир.
Лео Бакеланд не просто создал новый материал – он изменил саму концепцию того, что могут представлять собой синтетические вещества. Поэтому его часто называют «отцом современной пластмассовой индустрии».
К 1920 году он стал одним из самых известных химиков на планете, а его работа вдохновила появление еще десятков видов пластмасс в последующие десятилетия. Бакеланд умер в 1944 году, но его наследие продолжает жить в каждом предмете, который мы сегодня называем «пластиковым».
Нейлон Уоллеса Карозерса
В 1930-х годах химик Уоллес Карозерс, работавший в химическом концерне «Дюпон», разработал нейлон. Этот синтетический полимер можно было вытягивать в тонкие, но прочные волокна, подобные шелку.
Нейлон быстро нашел применение в производстве
- одежды,
- парашютов,
- палаток,
- багажа
- и веревок.
Война и полимеры
После Второй мировой войны пластмассы массово вошли в повседневную жизнь и привели к появлению новых материалов, таких как полистирол, полиэтилен и винил.
Пластик превратился из технического новшества в глобальный материал, который коренным образом изменил промышленность, быт и экономику.
Читайте также
Военные годы ускорили развитие новых полимеров, поскольку армия нуждалась в легких, прочных и дешевых материалах для самолетов, парашютов, устройств связи и медицинского оборудования. Эта технологическая база стала основой для настоящего «пластикового бума», который начался сразу после окончания войны.
Во второй половине 40-х и начале 50-х годов производство пластика росло взрывообразно. Такие материалы, как
- полиэтилен,
- полистирол,
- винил,
- нейлон
- и акрил,
стали массово доступны и намного дешевле в производстве.
Промышленность быстро поняла, что пластмассы могут заменить металл, дерево, стекло и каучук, причем по значительно более низкой цене и при меньшем весе. Началась новая эра массового потребления.
Пластик в быту
В 50-х годах пластик вошел в домашнее хозяйство: кухонная утварь, упаковка, игрушки, мебель и даже декоративные предметы стали изготавливаться из полимеров.
Появились первые одноразовые пакеты, а пищевая промышленность перешла на пластиковую упаковку из-за ее низкой стоимости и долговечности. В то же время автомобильная промышленность начала использовать пластмассы для приборных панелей, облицовки и более легких деталей, что делало автомобили дешевле и экономичнее.
В 60-х и 70-х годах пластик стал символом современности. Он был повсюду – от моды и дизайна до высоких технологий. Даже космическая программа США использовала пластмассы в оборудовании для миссий, таких как «Аполлон».
Производство пластика росло так быстро, что к 1976 году он обогнал сталь и стал самым широко используемым материалом в мире.
Распространение пластика кардинально изменило мир. Оно принесло удобство, доступность и новые технологические возможности. Но также породило первые признаки будущего экологического кризиса, который станет очевиден лишь десятилетия спустя.
Тем не менее, послевоенный период остается временем, когда пластик стал материалом XX века – универсальным, дешевым и революционным в своем применении.
Проблемы от пластика
Внезапно, однако, это изобретение превратилось в огромную мировую проблему.
В начале XXI века, некогда считавшийся символом прогресса, пластик превратился в одну из самых серьезных экологических проблем. Его годовое производство превышает 400 миллионов тонн, а отходы накапливаются в природе.
Читайте также
Там отходы распадаются на микропластик, не исчезая полностью. Его частицы уже обнаружены в океанах, в почве, в воздухе и даже в теле человека – в крови, легких и плаценте. Это ставит тревожные вопросы перед наукой.
Самые драматические последствия наблюдаются в мировых океанах. Туда ежегодно попадает от 8 до 10 миллионов тонн пластиковых отходов. Морские животные проглатывают пластик или запутываются в нем. А микропластики накапливаются по пищевой цепи.
Кроме того, производство пластика связано с огромными выбросами углерода, так как требует нефти и природного газа. Если тенденция сохранится, к 2050 году на долю пластиковой промышленности может приходиться до 13% глобальных выбросов.
В ответ многие страны ограничивают выпуск одноразовых изделий, развивают биоразлагаемые материалы и новые технологии переработки.
Тем не менее, глобальная переработка остается на уровне ниже 10%, а производство продолжает расти. Вызов XXI века ясен. Нужно уменьшить зависимость от пластика, улучшить управление отходами и найти устойчивые альтернативы. Решение этого кризиса является ключевым для будущего планеты.
Читайте ещё:
