Plasto

Plasto estas artefarita materialo, kemie organika polimero; kutime plasto estas moldebla, formebla. Kelkaj plastoj devenas de naturaj organikaj polimeroj (nafto, celulozo ktp), transformataj fare de kemia procezo; aliaj estas tute sintezaj.

Tia difino de plasto inkluzivas gumojn; tamen, gumoj povas esti tute naturaj, kaj artefaritaj gumoj estas ofte tre similaj al naturaj gumoj. Iuj preferas meti ĉiujn gumojn ekster la aron de plastoj.

La vorto plasto derivas el la greka πλαστικός (plastikos) signife "kapabla esti formigita aŭ modlita" kaj, siavice, el πλαστός (plastos) signife "modlita".^[1][2]

La plasteco, aŭ modlebleco, de la materialo dum la fabrikado ebligas, ke ĝi estu fandita, premita aŭ ekstrudita en vario de formoj, tiaj kiaj: filmoj aŭ membranoj, fibroj, lamenoj, tuboj, boteloj, skatoloj, inter multaj aliaj.

La komuna nomo plasto ne estu konfuzita kun la teknika adjekta plasta. La adjekto estas aplikebla al ajna materialo kiu suferas plastan aliformiĝon, aŭ permanentan ŝanĝon de formoj, se distordita trans certa punkto. Por ekzemplo, aluminio kiu estas stampita aŭ forĝita, montras plastecon en tiu senco, sed ĝi ne estas plasta aŭ plasteca en la komuna senco. Kontraste, kelkaj plastoj, en siaj finaj formoj, rompiĝas antaŭ misformiĝi kaj tiel ne estas "plastaj" en la teknika senco.

Plej plastoj enhavas organikajn polimerojn.^[3] La vasta majoritato de tiuj polimeroj estas formataj el ĉenoj de karbon-atomoj, 'pure' aŭ kun la aldono de: oksigeno, nitrogeno, aŭ sulfuro. La ĉenoj enhavas multajn ripetunuojn, formitajn el monomeroj. Ĉiu polimera ĉeno havas kelkajn milojn da ripetunuoj.

La spina ĉeno estas la parto de la ĉeno kiu estas en la "ĉefa vojo", kunliganta grandan nombron de ripetunuoj.

Por partikularigi la proprecojn de plasto, diversaj molekulaj grupoj "pendas" el tiu spina ĉeno. Tiuj pendantaj unuoj estas kutime "pendintaj" el la monomeroj, antaŭ la monomeroj mem estas kunligitaj por formi la polimeran ĉenon. Ĝi estas la strukturo de tiuj flankoĉenoj kiuj influas la proprecojn de la polimero.

La molekula strukturo de la ripetunuo povas esti fajne ŝanĝita por influi specifajn proprecojn de la polimero.

La transformado de naturaj organikaj polimeroj en novajn polimerajn materialojn okazis unue dum la 19a jarcento. La produktado de sintezaj plastoj komencis nur en la 20a jarcento.

Jen kelkaj gravaj datoj:

• 1835: Henri Victor Regnault, franca kemiisto, malkovris en botelo de vinila klorido lasita sub la suno blankan mason (polivinil-kloridon), sed ne komprenis ĝian utilecon
• 1842: Charles Goodyear, usonano, eltrovis la vulkanizadon, procezon kiu plibonigas la naturan gumon
• 1855: Georges Audemars, sviso, eltrovis procezon por krei "artefaritan silkon" (poste: rayon) el celulozo
• 1856: Alexander Parkes, brito, patentis procezon por transformi celulozon en novan materialon, nomatan "parkesine" (esence, nitrocelulozo, produktata de celulozo kaj nitrata acido)
• 1869: John Wesley Hyatt, usona presisto, eksperimentis per parkesino kaj per iuj ŝanĝoj igis ĝin komerce taŭga sub la nova nomo "celluloid" (celuloido); la komerca produkto estas moligita per plantaj oleoj kaj kamforo
• 1897: Wilhelm Krische kaj Friedrich Adolph Spitteler, respektive germano kaj sviso, eltrovis la galaliton, malmolan plaston devenantan de kazeino
• 1909: Leo Hendrik Baekeland, belgo loĝanta en Usono, produktis la bakeliton, la unuan sintezan plaston, el fenolo kaj formaldehido
• ekde 1920: Hermann Staudinger, germana kemiisto, studis la kemian aranĝon de plastoj
• 1926: Waldo Semon, usonano, malkovris miksaĵon kiu igas polivinil-kloridon prilaborebla; en la antaŭaj jardekoj pluraj homoj interesiĝis pri tiu plasto sensukcese

Dum la postaj jardekoj, amaso da novaj plastoj estis eltrovita. Antaŭ 1960, la homaro konis preskaŭ ĉiujn plastojn uzatajn nuntempe.

En tiu klasigo oni konsideras la originon de la monomero de kiu devenas la produktado de la polimero.

• Naturaj: estas la polimeroj kies monomeroj estas derivaĵoj de produktoj de natura origino kun kelkaj karakteroj kiel, ekzemple, la celulozo, la kazeino kaj la kaŭĉuko. Ene de du de tiuj ekzistas aliaj plastoj de kiuj devenas jenaj:
  • La derivaĵoj de la celulozo estas la celuloido, la celofano kaj la celono.
  • La derivaĵoj de la kaŭĉuko estas la gumo kaj la ebonito.
• Sintezoj: estas tiuj kiuj havas originon en produktoj prilaboritaj de homoj, ĉefe derivitaj de la nafto, kiel la sakoj de polietileno.

Varmoplasto estas plasto kiu, estante plasto, tio estas deformebla je media temperaturo, iĝas likvo se varmiĝas kaj malmoliĝas en vitra stato kiam ĝi sufiĉe malvarmiĝas. La plimulto de la varmoplastoj estas polimeroj de alta molekula pezo, kiuj posedas ĉenojn asociajn pere de malfortaj Forto de Van-der-Waals (polietileno), fortaj interagadoj dupolus-dupolusa kaj ligilo de hidrogeno, aŭ eĉ aromaj stokitaj ringoj (polistireno). La varmoplastaj polimeroj diferenciĝas disde la varmostabilaj polimeroj je tio ke post varmigo kaj muldigo, ili povas esti revarmigitaj kaj el tio oni povas formi aliajn objektojn, ĉar ĉe la varmostabilaj aŭ varmomalmolaj, ilia formo post malvarmigo ne ŝanĝiĝas.^[4]

Iliaj fizikaj propraĵoj ŝanĝiĝas laŭgrade se ili fandiĝas kaj muldiĝas kelkajn fojojn.^[5]

La ĉefaj varmoplastoj estas la jenaj:

• Celulozaj rezinoj: akiritaj el la celulozo, la materialo konstituanto de la ligna parto de la plantoj. Apartenas al tiu grupo la rajono.
• Polietilenoj kaj derivaĵoj: ili uzas kiel krudmaterialo la etilenon akiritan de la molekula diserigo de la nafto kiu, traktita poste, ebligas la akiron de diversaj monomeroj kiel vinila acetato, etanolo, vinila klorido, ktp. Apartenas al tiu grupo la PVC, la polistireno, la metakrilato kaj aliaj.
• Derivaĵoj de la proteinoj: apartenas al tiu grupo la nilono kaj la perlono, akiritaj el la diamidoj.
• Derivaĵoj de la kaŭĉuko: estas ekzemplo de tiu grupo la nomitaj komerce pliofilmoj, klorhidratoj de kaŭĉuko akiritaj aldonante kloridan acidon al la polimeroj de kaŭĉuko.

La varmostabilaj plastoj estas materialoj kiuj suferintaj la procezon de varmo-fandado kaj formo-solidigo, iĝas rigidaj materialoj kiuj ne refandiĝas. Ĝenerale por ties akiro oni procezas el aldehido.

• Polimeroj de la fenolo: estas malmolaj plastoj, nesolveblaj kaj nefandeblaj, sed, se dum ties fabrikado oni uzas troan fenolon, oni akiras varmoplastojn.
• Epoksidaj rezinoj.
• Melaminaj rezinoj.
• Bakelito.
• Aminoplastoj: polimeroj de ureo kaj derivaĵoj. Apartenas al tiu grupo la melamino.
• Poliesteroj: rezinoj devenaj de la esterigo de pluralkoholoj kiuj kutime uzatas en vernisoj. Se ili enhavas troan acidon, oni akiras varmoplastojn.

La plastoj estas klasigeblaj ankaŭ laŭ la reakcio kiu produktis la polimeron:

Ili postulas ĉiam la rompon aŭ malfermon de la unuiĝo de la monomero por ebligi la formon de ĉeno. Ju pli la molekuloj estas pli longaj kaj pezaj, des pli la parafina vakso iĝas pli malmola kaj pli tenaca. Ejemplo:

2n H₂C=CH₂ → [-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-]_n

Estas tiuj en kiuj la monomeroj devas havi almenaŭ po du reakciajn grupojn por havigi kontinuecon al la ĉeno. Ejemplo:

R-COOH + R'Hidroksila grupo-OH → R-CO-OR' + H₂O

La polimera ĉeno iom post iom kreskas tiel longe kiel monomeroj estas haveblaj, aldonante po unu monomeron je fojo. Ĉi tiu kategorio inkluzivas ĉiujn kondensajn polimerojn de Carothers kaj ankaŭ iujn aliajn, kiuj ne liberigas malgrandajn molekulojn, sed formiĝas iom post iom, kiel ekzemple poliuretanoj.

Estas amorfaj polimeroj la plastoj en kiuj la molekuloj estas aranĝitaj senorde kaj ne montras ajnan tipon de ordo.^[6] Ĉar ne ekzistas ordo inter ĉenoj oni kreas truojn tra kiuj povas pasi la lumo, kaj tial la amorfaj polimeroj estas travideblaj.

La duonkristalaj polimeroj havas zonojn kun iu tipo de ordo kun amorfaj zonoj. Tiuoakze ĉar ili havas ordon, estas malpli da truoj inter ĉenoj, kaj tial ne pasas la lumo, se ili ne hvas malgrandan fikecon, respektive densecon.

Depende de la malvarmigo-rapideco, la procento de kristaleco de duonkristala polimero povas esti malpliigita (rapida malvarmigo) aŭ pliigita (malrapida malvarmigo). Sed amorfa polimero, ne montros kristaligeblo, kvankam ĝia malvarmiga rapideco estas ege malrapida.

Ili estas tiuj polimeroj, kiuj havas tutmondajn fabrikadon, haveblecon kaj postuladon, internacian prezogamon kaj ne postulas grandan teknologion por sia fabrikado kaj prilaborado.

Ili estas materialoj, kiuj estas uzataj en tre specifa maniero, praktike kreitaj por plenumi certan funkcion; ili postulas specialan teknologion por fabrikado aŭ prilaborado kaj estas relative altprezaj.^[7]

La elastomeroj karakteriziĝas pro sia granda elasteco kaj kapablo streĉi kaj resalti, reakirante sian originan formon post kiam la forto kiu misformis ilin estas forigita. Ili inkluzivas naturajn kaŭĉukojn akiritajn de natura latekso kaj sintezajn; inter ĉi-lastaj estas neopreno kaj polibutadieno.

Elastomeroj estas materialoj kun grandaj molekuloj, kiuj post deformiĝado je ĉambra (media) temperaturo, reakiras en pli granda mezuro sian grandecon kaj geometrion kiam la forto kiu deformis ilin estas liberigita.

Bioplasto estas ĝenerala nomo por plasto derivita de renovigebla vivanta materialo, kiel vegetaj oleoj aŭ grasoj, maiza amelo, piza amelo aŭ unuĉelaj organismoj. Bioplasto povas esti produktita de plantaj kromproduktoj de la agrikultura industrio, aŭ per reciklado de uzitaj plastaj ujoj en kemia proceso kiu asimilas mikroorganismojn ^[8][9][10].

Male al bioplasto, la pli ofta plasto estas produktita de naftaj produktoj. En la produktadprocezo de la plasto konata de ĉiutaga vivo, la uzo de granda kvanto de fosiliaj brulaĵoj estas postulata. Kiel rezulto, multaj forcej-efikaj gasoj estas elsenditaj en la atmosferon. La produktado de bioplastoj estas karakterizita per reduktita emisio de forcej-efikaj gasoj kaj aliaj malpurigaĵoj. Iuj specoj de bioplastoj havas rapidan putriĝon ^[11][12]. PLA estas speco de bioplasto.

Mikroplastaĵoj estas plasteroj^[13] malpli ol 5 mm longaj, laŭ la usona Nacia Oceana kaj Atmosfera Administracio (NOAA)^[14][15] kaj la Eŭropa Kemia Agentejo.^[16] Ili poluas enirinte ekosistemojn el diversaj fontoj, interalie kosmetikaĵoj, vestaĵoj, manĝaĵaj pakumoj, kaj industriaj procezoj. Pli grandaj plastaĵoj estas makroplastaĵoj. La plej malgrandaj plasteroj, de 1 ĝis maksimume 1000 nanometroj, povas nomiĝi nanoplastaĵoj.

Oni povas distingi inter mikroplastaĵoj primaraj kaj sekundaraj. Primaraj mikroplastaĵoj estis produktitaj jam je grando de malpli ol 5 mm, ekzemple tiuj uzataj en kosmetikaĵoj, dentopastoj, aŭ vindotukoj por beboj. Sekundaraj devenis el la disfalo de plasto post kiam ĝi eniras la vivmedion. Kelkaj fontoj de sekundaraj mikroplastaĵoj estas fiŝretoj, boteloj, sakoj, mikroondotaŭgaj kuirujoj, tesaketoj, kaj pneŭa defalaĵo.^{[17][18][19][20]} Ambaŭ specoj daŭras en la medio en altaj kvantoj, precipe en akvaj ekosistemoj kiel akva poluo^[21]. Ili ankaŭ povas akumuliĝi en la aero kaj teraj ekosistemoj.

• Aplikoj en la industria sektoro: motorpartoj, elektraj kaj elektronikaj aparatoj, karoserio, elektraj izoliloj, ktp.
• En konstruo: tuboj, akvorezistajox, polistirenaj izolaj ŝaŭmoj ktp.
• Konsumaĵoj kaj aliaj industrioj: pakado, ludiloj, ludilaj envolvaĵoj, valizoj, sportvaroj, teksaĵaj fibroj, mebloj, rubsakoj ktp.

Plej plastoj estas daŭreblaj kaj degradiĝas tre malrapide, ĉar ties kemia strukturo faras ilin rezistantaj al multaj naturaj procezoj de degradado. Estas diferencaj ĉirkaŭkalkuloj pri kiom multe da plastorubo estis produktita en la lasta jarcento. Laŭ unu ĉirkaŭkalkulo, mil milionoj da tunoj da plastorubo estis forĵetitaj ekde la 1950-aj jaroj.^[22] Aliaj ĉirkaŭkalkulas akumulatan homan produktadon de 8.3 mil milionoj da tunoj da plasto el kio 6.3 mil milionoj da tunoj estas rubo, kun recikliga proporcio de nur 9%.^[23] Multo de tius materialo povaa daŭri dum jarcentoj aŭ eĉ plie, pro la pruvita daŭrado de strukture similaj naturaj materialoj kiel sukceno.

La Neprofitcela organizaĵo Ocean Conservancy informis, ke Ĉinio, Indonezio, Filipinoj, Tajlando kaj Vjetnamio forĵetis pli da plasto en la maron ol la aliaj landoj kombinitaj.^[24] La riveroj Jangzio, Induso, Flava Rivero, Hai, Nilo, Gango, Perla Rivero, Amuro, Nigero, kaj la Mekongo "transportas 88–95% de la tutmonda [plasto] alŝarĝita en la maro."^[25][26]

La restado de plastaĵoj, partikulare mikroplastaĵoj, ene de la manĝoĉeno estas pliiĝanta. En la 1960-aj jaroj mikroplastaĵoj estis jam observitaj en la intestoj de marbirdoj, kaj ekde tiam ili estis trovitaj en pliiĝantaj koncentradoj.^[27] La longdaŭraj efikoj de plasto ene de la manĝoĉeno estas ankoraŭ malbone komprenitaj. En 2009, oni ĉirkaŭkalkulis, ke 10% de la nuntempa nuntempa rubo estas plasto,^[28] kvankam ĉirkaŭkalkuloj varias depende de la regiono.^[27] Dume, 50–80% de la rubo en mara areoj estas plasto.^[27]

Antaŭ la Protokolo de Montrealo, KFK-oj estis ofte uzataj en la fabrikado de polistireno, kaj tiel la produktado de polistireno kontribuis al la Ozontavola detruo.

En 2019, la Centro por Internacia Media Juro publikigis novaj informon pri la efiko de plasto sur la klimata ŝanĝo. Laŭ la informo plasto kontribuas al la forcejaj gasoj en la ekvivalento de 850 mil milionoj da tunoj de karbona dioksido (CO2) al la atmosfero en 2019. En nuntempa tendenco, jaraj elsendoj kreskiĝos ĝis 1.34 mil milionoj da tunoj ĉirkaŭ 2030. Ĉirkaŭ 2050 plasto povos estis elsendanta 56 mil milionoj da tunoj da forcejaj gasoj, tiom multe kiom ĝis 14 procento de la cetera karbonbudĝeto de la Tero.^[29]

La efiko de plastoj sur la tutmonda varmigo estas miksita. Plastoj estas ĝenerale faritaj el petrolo. Se plasto estas bruligita, ĝi pliigas la karbonelsendojn; se ĝi estas metita sur rubejo, ĝi iĝas karbonujo^[30] kvankam biodegradebla plasto estas okaziginta elsendojn de metano. ^[31] Pro la malpezeco de plasto kontraŭ vitro aŭ metalo, plasto povas malpliigi la konsumadon de energio. Por ekzemplo, pakado de trinkaĵoj en plastujoj de PET pli ol de vitro aŭ metalo estas ĉirkaŭkalkulita kiel savanta 52% en transportado de energio.^[32]

Produktado de plasto el kruda nafto postulas 62 ĝis 108 MJ/Kg (enkalkulante averaĝan efikon de la usonaj benzinejoj je 35%). Produktado de siliko kaj de duonkonduktiloj por la moderna elektronika ekipaĵaro estas eĉ pli energikonsumanta: 230 ĝis 235 MJ/Kg de siliko, kaj ĉirkaŭ 3,000 MJ/Kg de duonkonduktiloj.^[33] Tio estas multe pli malpeza ol la energio necesa por produkti multajn aliajn materialojn, ekz. fero (el ercoj de fero) postulas 20-25 MJ/Kg de energio, vitro (el sablo ktp.) 18–35 MJ/Kg, ŝtalo (el fero) 20–50 MJ/Kg, papero (el ligno) 25–50 MJ/Kg.^[34]

Kontrolita alt-temperatura ruboforbruligo, super 850 °C dum tiom malmulte kiom ĝis du sekundoj, plenumita per laŭ elekto aldona varmigado, povas rompi la toksajn dioksinojn kaj furanojn el bruligita plasto, kio estas amplekse uzata en municipaj stacioj de ruboforbruligo. Municipaj stacioj de forbruligo de solidoj normale inkludas ankaŭ traktadon de fluaj gasoj por malpliigi la pliiĝintajn poluantojn. Tio necesas ĉar nekontrolita ruboforbruligo de plasto produktas poliklorinajn dibenzo-p-dioksinojn, nome kancerigenajn (kancerkaŭzantaj kemiaĵoj). La problemo okazas ĉar la varmenhavo de la rubo varias.^[35] Subĉiela ruboforbruligo de plasto okazas je pli malaltaj temperaturoj, kaj normale liberigas toksajn fumojn.

Plasta materiala rubo ne povas esti reintegrigita en la naturon. Pro tio, en kelkaj landoj estas establita la reciklado de plastaj produktoj, kiu baze konsistas en kolekti ilin, purigi ilin, elekti ilin laŭ tipo de materialo kaj denove fandi ilin por uzo kiel aldona, alternativa aŭ anstataŭa krudaĵo, por la muldado. de aliaj produktoj. Tiel oni celas batali kontraŭ la poluado produktita de plastaj materialoj, kiuj pro sia konsisto ne estas biodiserigeblaj. Kaj la efikeco de reciklado kaj ĝia socia akcepto povas esti konsiderataj diskuteblaj.

Kiam "reciklitaj" materialoj estas uzataj en produktadprocezoj, grandaj kvantoj da resursoj povas esti ŝparitaj. Se uzataj ĝuste, ĉi tiuj reciklitaj plastaj materialoj povas malhelpi la troekspluatadon de resursoj kaj energio, kaj eviti gravajn efikojn al ekosistemoj kiel poluado de grundoj, riveroj, akvoj kaj oceanoj. La uzado de reciklitaj produktoj reduktas energikonsumon. Kiam malpli da fosiliaj brulaĵoj estas konsumitaj, malpli da karbona dioksido estas generita kaj la forceja efiko estas malhelpita. Krome, la produktado de aliaj malutilaj gasoj el tia brulado ankaŭ estas reduktita, kiel sulfuraj kaj nitrogenaj oksidoj kiuj produktas acidan pluvon aŭ troposferan ozonpoluadon.

El financa vidpunkto, bona recikla procezo kapablas generi enspezon. Tial, estas neeviteble plibonigi kaj establi novajn teknologiojn rilate al procezoj por reakiri plaston kaj serĉi solvon al ĉi tiu problemo tiel malutila por la socio kaj kiu pligrandiĝas tagon post tago, difektante la medion. Lastatempe oni diskutis la dezajnon de fandilo por malalt-denseca polietileno, ĝian uzon, ĝiajn karakterizaĵojn, rekomendon kaj la pozitivan efikon, kiun ĝi provizos al la komunumo.

Kelkaj plastaj materialoj ne estas rekupereblaj, kiel la kristala polistireno kaj la bakelito.

Alia solvo kiu estis proponita al la amasiĝo de plastaj ruboj estis plasta ligno aŭ lignoplasto. Ĉi tio estas novigo jam de jardeko, devenanta de la forlaso de lignaj rubaĵoj kiel ŝarĝado de paledoj, difektitaj mebloj kaj kompreneble la amasiĝo de plastaj ruboj en tutmondaj rubejoj. Ligno-komponitaj materialoj (MCM) kaj plasto estas materialoj ĝenerale konsistantaj el reciklita plasto kaj ligno kiel ekzemple de pino, cedro, ktp. Ĝia konsisto havas kontinuan plastan miksaĵon nomitan matrico (inklude PE, PP, PVC, ktp.) kaj alian formitan de lignofibro aŭ lignopulvoro. Ambaŭ estas konstruitaj en fornoj je 230 °C por la fuzio de ambaŭ. Krom ligno kaj plastaj fibroj, ili povas enhavi aliajn plenigmaterialojn (ligno-celulozaj aŭ neorganikaj). Aliflanke, iuj fibroj, kiuj povas anstataŭigi procenton de ligno aŭ/kaj plasto, povas esti fibro-bazitaj plenigaĵoj, ekzemple celulozaj fibroj, arakidoŝeloj, bambuo, pajlo ktp.

Rimarkindas ankaŭ, ke la dehakado de arboj por la konstruado de mebloj por la hejmo kaj kuirejo estis reduktita, igante ĉi tiujn materialojn ekologiaj kaj pli daŭraj kompare kun tiuj faritaj tute el ligno.

Ĉi tiu speco de ligno estas uzata por fari bazojn por lernejaj tabuloj, skribotabloj, ktp.

Kompare al la natura ligno ĝi havigas avantaĵojn kiaj la jenaj:

• Ĝi ne estas atakata de la lignomanĝantaj insektoj.
• Ĝi ne putriĝas pro malsekeco.

Tamen ĝi montras ankaŭ malavantaĝon ke kelkaj solvaĵoj kiel la benzeno, la heksano kaj kelkaj ketonoj (solviloj de verniso) povas ataki ĝin.

• Bioplasto
• Sinteza rezino
• Ŝaŭmplasto

• En tiu ĉi artikolo estas uzita traduko de teksto el la artikolo Plástico en la hispana Vikipedio.

• En tiu ĉi artikolo estas uzita traduko de teksto el la artikolo Plastic en la angla Vikipedio.