Plast vstoupil do našich životů tak široce, nepozorovaně a pevně, že o tom ani nepřemýšlíte. Věci z ní vyrobené používáme v každodenním životě a snadno se s nimi rozdělujeme – jednorázové nádobí, sáčky, sáčky, nádoby na tekutiny – láhve, plechovky, láhve a lahvičky od mycích prostředků, šamponů atd. Tyto věci nás obklopují všude. Moderní lidé používají plastové výrobky jako nádoby a nádobí, jako tašky a balíčky, je to pro ně pohodlné a pohodlné.
S hromadnou výrobou, používáním a likvidací použitých plastových výrobků však nastává malý problém. To je takříkajíc platba za komfort a pohodlí.
Plast začali lidé hojně využívat zhruba před šedesáti lety. Během této doby se objem a hmotnost vyřazených plastových předmětů nashromáždil v kolosálním množství, vyjádřeném v desítkách milionů tun. Ale tahle skládka plastů a plastů někde být musí. A je to tam, nebo spíše leží kolem. Zaplavuje pláže, pobřeží, města třetího světa Eurasie, Indočínu a Havajské ostrovy. Plasty zničené na malé a drobné částice se nacházejí v horních podmořských vrstvách Světového oceánu na rozsáhlých oblastech. To vše negativně ovlivňuje ekosystém, mořský život a ptáky a nakonec i lidi. To znamená, že plast se postupně proměnil ve skutečnou hrozbu pro všechno živé. Věc je komplikována tím, že Homo sapiens stále vyhazuje, takže množství plastu a jeho vstup na světovou skládku rychle roste. Každý den se po celém světě vyhazují miliony tun plastového odpadu, který ještě včera byly kontejnery, a část z nich končí ve vodách moří a oceánů. Invaze plastového odpadu se mění v ekologickou katastrofu.
Hromadná výroba plastů
Plastové nádobí se dostalo do každodenního používání ve druhé polovině 20. století. V Americe byl v roce 1910 vydán první patent na výrobu jednorázového papírového kelímku, předchůdce jeho plastového protějšku. Pak se začaly objevovat v prodeji vidličky, lžíce, talíře . Lidé ocenili pohodlí jednorázového nádobí a začalo se dobře vyprodávat. Koncem 50. let přešla výroba jednorázového nádobí z papíru na polymerové hmoty. A od stejného desetiletí začala masová výroba jednorázového plastového nádobí.
Zakladatel první výrobní společnosti plastové šálky byl William Dart. Jeho společnost v současnosti vyrábí 30 % trhu s plastovými výrobky v USA. Je pozoruhodné, že jeho otec William F. (WF) Dart otevřel malou strojírenskou dílnu v Masonu v Michiganu již v roce 1937. William sám přišel do otcovy dílny na počátku 50. let. Tato dílna se zabývala výrobou různého spotřebního zboží, nikoli však nádobí. A teprve koncem padesátých let syn a otec znovu vybavili svou dílnu a nainstalovali stroj na výrobu kelímků a kelímků z nového materiálu – expandovatelného polystyrenu. V roce 1960 splnili svou první objednávku, vyrobili a odeslali várku kelímků zákazníkovi. Nyní o sobě píší toto: „Od roku 1960 je Dart světovým lídrem ve výrobě jednorázových potravinových produktů (pěnové kelímky a nádoby).
Sáčky a obaly vyrobené z polymerů jsou poměrně objemné produkty. Plastové sáčky vyrobeno z polyethylenu – vylepšeného celofánu. Vše začalo v USA, kde začali používat polyetylen k balení potravin a dalšího zboží. S příchodem a rozvojem nového formátu obchodu – supermarketů ve Velké Británii, ke kterému došlo v 50. letech, se polyetylen stal hlavním materiálem pro balení nakupovaného zboží. Polyetylenový obalový materiál začal nahrazovat obalový papír.
Ve skutečnosti se plastové sáčky a balíčky objevily na trhu v roce 1957 v obchodech v Americe. Okamžitě byly určeny k balení, balení a skladování zboží a výrobků. Vzhledem k tomu, že se po těchto produktech ukázalo, že jsou v obchodu žádané, není divu, že se jejich produkce brzy výrazně zvýšila ve Spojených státech a v Evropě. V roce 1973 činila výroba tašek a obalů 11,5 milionu kusů. V roce 1982 se začaly prodávat tašky s uchem. V roce 2002 byla celková světová produkce plastových tašek v rozmezí 4 až 5 bilionů. kusů za rok. V současnosti se každý den vyrobí biliony plastových tašek, tašek a obalů. Nešetří se a po použití se dají snadno zlikvidovat.
Plastová nádoba na tekutiny. Plasty se objevily na počátku 20. století. Nejprve byl objeven silikon, poté fenolformaldehydová pryskyřice. Tyto objevy znamenaly začátek vzniku plastů. Zpočátku byl používán střídmě a v malých věcech. Jako materiál pro kontejnery a obaly byl použit až do začátku druhé světové války. Se začátkem vojenského tažení mezi americkými vojáky se plastové nádoby na tekutiny rychle rozšířily. Americkému bojovému personálu byly dodány etylcelulózové baňky se šroubovacím uzávěrem.
Plastové lahve se ve skutečnosti začaly vyrábět v USA v roce 1970. PET (polyethylentereftalát), získaný v laboratoři anglickými chemiky v roce 1941, se začal jako materiál pro výrobu nádob používat až na počátku 60. let. A lahve na sycené nápoje se poprvé začaly vyrábět v Du Pont Company (USA) na počátku 70. let V Rusku byla výroba PET lahví zvládnuta a začala se vyrábět v polovině 90. let.
Použití plastových výrobků
Plastové nádoby na tekutiny se dnes používají nejen na nápoje, ale také v kosmetickém, parfémovém, technickém a potravinářském průmyslu. Do takových nádob se kromě pití nápojů nalévají technické tekutiny a různé druhy olejů. Materiál nádoby je elastický, lehký, relativně levný na výrobu s nízkými náklady a vhodný pro přepravu. Všechny tyto vlastnosti způsobily, že plastové nádoby na tekutiny jsou velmi běžné a žádané.
Počet výrobků vyrobených z polymerů pro nápoje a různé tekutiny se každým rokem zvyšuje. Celkem se ročně vyrobí tun plastových výrobků. Hlavními producenty plastových obalů jsou Čína, Mexiko, západní Evropa, země jihovýchodní Asie a Spojené státy americké.
Lidé používají předměty a věci vyrobené z plastu, protože jsou pohodlné a praktické. Bez nich je život moderního člověka nemyslitelný. Ráno začíná čištěním zubů, prosím, kartáček a hadička jsou k vašim službám – jsou plastové. V koupelně jsou celé armády bublinek a lahviček se šampony, gely a různými druhy produktů. A tohle všechno se používá. Příkladů lze uvést mnoho. Jde o to, že všechny tyto věci se jednoho dne stanou nepotřebnými a promění se v odpadky. Je zvykem zbavovat se odpadků a neustále se jich zbavujeme. Vědci a výzkumníci zhruba spočítali, že lidstvo produkuje tolik odpadků, že pytle s nimi mohou být použity k ochraně celého pobřeží světových oceánů. Značná část končí v oceánu.
To znamená pozitivní aspekt při používání věcí vyrobených z polymerů, polyethylenů, plastů atd. je, že jsou pohodlné, praktické a levné. Na druhou stranu se v přírodních podmínkách rozkládají velmi dlouho, více než 100 let, jejich likvidace a zpracování není ve světě dostatečně velké ve srovnání s jejich ukládáním na skládky. To s sebou nese přebytek plastového odpadu na povrchu země a v zemi, na povrchu vody a pod hladinou vody, na dně moří a oceánů. Ukazuje se, že vytvářením pohodlí v každodenním životě (průměrný člověk je spotřebitel) a zisku (průměrný člověk je výrobcem) způsobuje člověk nenapravitelné škody přírodě a zvířecímu světu. Plasty se také pomalu zavádějí do potravního řetězce, který zahrnuje veškerý mořský život, zvířata a lidi. Nedávné vědecké lékařské studie potvrzují přítomnost polymerů v lidském těle.
Ve XNUMX. století lidstvo zažilo syntetickou revoluci. Jeho hlavní úspěch lze snadno nazvat vynálezem plastu. Nyní je dokonce těžké si představit, že na začátku minulého století to prostě neexistovalo a vše kolem bylo vyrobeno z přírodních materiálů, které jsou nyní módní.
Míčová hra
Dalo by se říci, že lidstvo hrálo až do vynálezu plastu. Historie tohoto materiálu má mystickou souvislost s láskou lidí ke hře s míčem. Ve XNUMX. století před naším letopočtem hráli Řekové míč vyrobený z prasečího žlučníku naplněného vzduchem. Toto sportovní vybavení mělo tvar vejce nebo chcete-li ragbyového míče. Už tehdy naši předkové hledali způsob, jak tvar koule korigovat a udělat ji absolutně kulatou. Staří Řekové donekonečna zkoušeli různé bylinné doplňky, aby dodaly stěnám vepřového měchýře pružnost.
Mayové vyrobili kuličku z ovocných slupek obalených přírodním kaučukem, který extrahovali z fíkusů. Podobnou technologii používali i obyvatelé ostrovů Oceánie a jihovýchodní Asie. Připomněli to však pouze Evropané. V XNUMX. století byl z Malajsie do Evropy přivezen gutaperčový strom, z jehož mléčné mízy začali získávat gutaperču. Prvními výrobky z nového materiálu byly golfové míčky (ne cirkusáci). Dnes se tento materiál používá k izolaci podmořských a podzemních kabelů a k výrobě lepidel.
Od míče přešla štafeta na kulečník. V roce 1862 se britský chemik Alexander Parkes rozhodl přijít s levnou náhradou za drahou slonovinu, ze které se vyráběly kulečníkové koule. Výsledkem byl objev prvního změkčovadla.
Nejprve Parkes vynalezl nitrocelulózu. Jeho vlastnosti však nebyly vhodné pro hraní míčů, protože se ukázalo, že materiál se snadno láme. Bylo potřeba aditivum, které jej změkčí, aniž by snížilo hlavní užitnou vlastnost – elasticitu. Parkes se rozhodl přidat kafr. Směs nitrocelulózy, kafru a alkoholu byla zahřátá do tekutého stavu, poté nalita do formy a vytvrzena za normálního atmosférického tlaku. Tak se zrodil parkesin – první polosyntetický plast. Bohužel, jak se často stává, jeho objevitel nedosáhl komerčního úspěchu.
Ale Parkesův následovník, Američan John Hight, si první plastickou operací vydělal jmění. Založil společnost a začal vyrábět hřebeny, hračky a řadu dalších celuloidových produktů. Bohužel se ukázalo, že materiál je vysoce hořlavý, takže se z něj nyní vyrábí pouze míčky na stolní tenis a školní pravítka.
V roce 1897 němečtí chemici objevili kasein, bílkovinu vznikající při srážení mléka působením proteolytických enzymů (to jsou právě látky, kterými trávíme potravu). Vědci zjistili, že kasein dodává materiálům elastické vlastnosti a po ochlazení tvrdost a pevnost. Kasein se používal k výrobě knoflíků a pletacích jehel.
První plně syntetický plast vyvinul Leo Beikeland v USA v roce 1907. Beikeland hledal syntetickou náhradu za šelak, voskovou látku vylučovanou tropickým hmyzem. V obrovském množství ho spotřebovával gramofonový a elektrotechnický průmysl: ze šelaku se vyráběly desky a izolátory. Vědec vynalezl tekutou látku připomínající pryskyřici, která se po vytvrzení proměnila v materiál s úžasnými vlastnostmi. Výrobky z něj byly odolné a nerozpouštěly se ani v kyselině. První telefonní přístroje byly vyrobeny z Beikelandova objevu. Plast se okamžitě (za méně než rok) rozšířil do celého světa.
Začátek bio éry
Plast má však kromě všech svých úžasných vlastností dvě důležité nevýhody. Za prvé se vyrábí z neobnovitelných přírodních zdrojů – ropy, uhlí a plynu. Zadruhé, jeho hlavní výhoda – odolnost, na kterou si vynálezci plastů na začátku minulého století tak moc přáli, se dnes změnila v nevýhodu. Čím více plastu použijeme, tím rychleji rostou hory odpadu, které se v prostředí za žádných podmínek nerozloží. V přírodě se hromadí miliony tun plastů, které znečišťují životní prostředí.
Ke konci minulého století proto vědci začali uvažovat o vytvoření materiálu podobného vlastnostmi jako plast. Zároveň se požadovalo, aby umělohmotná náhražka mohla být vyrobena z obnovitelných složek (například rostlin) a aby byla odolná vůči bakteriím, tedy aby se mohla v přírodních podmínkách rozkládat. V polovině 1990. let se jako houby po dešti začaly objevovat senzační zprávy o vynálezu bioplastu – plastu vyrobeného z přírodního škrobu, který se rozkládá vlivem různých mikroorganismů. O rozsáhlém zavádění inovací do našeho každodenního života však nemohlo být ani řeči: výroba bioplastů se ukázala jako příliš drahá.
S příchodem nového století se situace dramaticky změnila. Vědci našli způsob, jak snížit náklady na výrobu bioplastu a tvrdí, že se brzy přiblíží nákladům na výrobu konvenčního plastu. Někteří odborníci se navíc domnívají, že cena rozložitelného plastu je uměle navyšována komerčními výrobci a ropnými společnostmi (ropné společnosti neupřednostňují bioplasty, protože jejich masová produkce by mohla vést k poklesu cen ropy). Pokud si ale spočítáte náklady na zpracování plastového odpadu a připočtete toto číslo k ceně běžného plastu, ukáže se, který z nich bude dražší.
Plastové plantáže
Běžný plast se v prostředí nedegraduje díky tomu, že se skládá z velmi dlouhých polymerů, které jsou navzájem těsně spojeny. Plast obsahující kratší přírodní polymery z rostlin se chová úplně jinak.
Bioplasty lze vyrábět ze škrobu, což je přírodní polymer produkovaný rostlinami prostřednictvím procesu fotosyntézy. Škrob se ve velkém množství nachází v obilovinách, bramborách a dalších nenáročných rostlinách. Výtěžek škrobu z kukuřice dosahuje 80 % celkové sebrané zelené hmoty. Proto by se výroba plastu nové generace měla stát docela ziskovou. Bioplast se láme a drolí při jakékoli teplotě, při které jsou aktivní mikroorganismy. Zbytkovými produkty tohoto procesu jsou oxid uhličitý a voda.
Vzhledem k tomu, že škrob je vysoce rozpustný ve vodě, výrobky z něj se snadno deformují při sebemenším kontaktu s vlhkostí. Aby škrob získal větší pevnost, je ošetřen specifickými bakteriemi, které rozkládají škrobové polymery na monomery kyseliny mléčné. Monomery jsou pak chemicky nuceny se spojit do polymerních řetězců. Tyto polymery jsou mnohem pevnější, ale nejsou tak dlouhé jako plastové polymery a mohou být biologicky odbourány. Výsledný materiál se nazýval polylaktid (PLA). V loňském roce byl v Nebrasce otevřen první závod na výrobu PLA na světě.
Dalším způsobem výroby bioplastu je použití bakterií Alcaligenes eutrophus. Během svého života produkují granule organického plastu zvaného polyhydroxyalkanonát (PHA). Již byly provedeny úspěšné experimenty s cílem zavést geny těchto bakterií do chromozomů rostlin, aby mohly následně produkovat plast uvnitř vlastních buněk. To znamená, že plast lze doslova pěstovat. Tato metoda však stále zůstává drahá. Navíc, jelikož proces zahrnuje zásah na genetické úrovni, má i své odpůrce.
Kukuřičné vidličky
Bioplasty jsou již široce používány v mnoha zemích. Polylaktid lze použít k výrobě jednorázových plen a nádobí. Neškodí lidskému tělu, a tak se nedávno začal používat v medicíně jako základ pro dočasné implantáty a chirurgické nitě. „Kukuřičné“ produkty lze vyrábět s očekáváním samovolného rozpadu, což vyžaduje specifika jeho použití. Některé typy bioplastů se rozpouštějí velmi rychle, jiné mohou vydržet měsíce nebo dokonce roky.
Italská společnost Novamont dlouhodobě začala vyrábět bioplasty s názvem MaterBi. V Rakousku a Švédsku nabízí McDonald’s ve svých restauracích „kukuřičné“ vidličky a nože, Goodyear vydal první biopneumatiky Biotred GT3 a Carrefour ve Francii, Esselunga v Itálii a CoOp v Norsku prodávají své zboží v bioplastových sáčcích od stejné MaterBi.
Své produkty z kukuřičného škrobu propagují i australští vědci z International Food and Packaging Industry Research Center. Mezi novinky patří květináče na sazenice, které se vlivem vlhkosti samy rozkládají v půdě, a černý film, jehož pozoruhodné vlastnosti potěší každého zahradníka.
Již se objevily nápady na výrobu nejen jednorázových bioobalů, ale potravinových obalů, které by obsahovaly specifické bakterie zabíjející patogeny – původce různých nemocí. Jedním z nejnebezpečnějších patogenů je bakterie zvaná listerie. Rozvíjí se v potravinách i při nízkých teplotách a může způsobit smrtelné onemocnění doprovázené vysokou horečkou a nevolností. Vědci z Clemson University vynalezli bioplast, který obsahuje bakterie nisin, které brání listeriím v množení. Nisin je antibiotikum produkované bakterií mléčného kvašení Streptococcus lactis. Pro živý organismus je neškodný a rychle se ničí enzymy lidského střeva.
Existují další neméně zajímavé projekty. Vědci mají velkou představivost. Může se tedy klidně stát, že se hory odpadu vyrobeného z odolných plastů brzy stanou minulostí a místo nich se postaví továrny na výrobu „kukuřičných“ plastových výrobků.
