plast
Plastyněkdy také nazývané plastické či umělé hmoty, představují širokou škálu syntetických nebo částečně syntetických organických sloučenin a polymerních materiálů. Často obsahují přísady zlepšující jejich funkční vlastnosti, například odolnost vůči stárnutí, pevnost, houževnatost, pružnost nebo tvrdost. Mezi jejich hlavní přednosti patří nízká hmotnost, odolnost vůči chemikáliím, homogenní amorfní struktura, snadná zpracovatelnost pomocí technologií s nízkou spotřebou energie a recyklovatelnost. Plasty lze formovat do různých produktů, jako jsou předměty, fólie či vlákna. Jejich název vychází ze skutečnosti, že většina z nich je tvárná – disponují totiž vlastností zvanou plasticita. Plasty lze obrábět, řezat, brousit, obarvovat, pájet, svařovat, lepit, mají široké uplatnění v průmyslu i v běžném životě a jsou ideální pro hromadnou výrobu mnoha způsoby. Druhy plastů Plasty se dělí podle použitého monomeru (tedy i chemického složení jejich polymerního řetězce). Mezi nejběžnější plasty z tohoto hlediska patří: Vlastnosti: Chemická odolnost, flexibilita, dobrá odolnost vůči vlhkosti.
Využití: Plastové sáčky, obaly, lahve, potravinové fólie, potrubí.
Vlastnosti: Vysoká pevnost, odolnost vůči teplu a chemikáliím, nízká hmotnost.
Využití: Obaly, potravinové kontejnery, automobilové díly, trubky, textilie.
Vlastnosti: Odolnost vůči vodě, chemická stabilita, tvrdost, dobrá izolace.
Využití: Potrubí, obklady, podlahové krytiny, okenní rámy, zdravotnické produkty.
Vlastnosti: Lehký, křehký, dobrá izolační schopnost.
Využití: Izolační materiály, jednorázové obaly, kelímky, ochranné obaly.
Akrylonitril-butadien-styren (ABS)
Vlastnosti: Vysoce pevný a houževnatý termoplast, relativně tvrdý, ve zlomu tvoří ostré hrany. Odolný proti nárazům, mechanickému poškození, mnohým chemickým látkám, oděru a vyšším teplotám (než např. PVC). Výborně zpracovatelný a za tepla tvarovatelný, díky snadnému tavení a lisování se často používá v technologiích vstřikování a extruze.
Využití: Elektronika, PC komponenty a zařízení (klávesnice, myši, skříně, ovladače, karty, paměťové karty a USB flash, rámy a podstavce TV a monitorů, pouzdra přístrojů), komponenty dopravních prostředků, hračky a stavebnice (např. LEGO), chemická nebo laboratorní zařízení, atd.
Polyethylentereftalát (PET)
Vlastnosti: Průhlednost, pevnost, chemická odolnost, recyklovatelnost.
Využití: Nápojové lahve, obaly na potraviny, textilie (polyester).
Vlastnosti: Vysoce průhledný, odolný vůči UV záření, lehký, snadno opracovatelný.
Polykarbonát (PC)
Vlastnosti: Extrémní pevnost a odolnost proti nárazům, průhlednost.
Využití: Bezpečnostní skla, CD/DVD, automobilové součástky, optické disky.
Vlastnosti: Vysoká pevnost a odolnost proti opotřebení, pružnost.
Využití: Textilie, převodové řemeny, elektrické izolace, sportovní vybavení.
Polytetrafluorethylen (PTFE, Teflon)
Vlastnosti: Extrémní chemická odolnost, nízký koeficient tření, tepelná odolnost.
Využití: Povrchové úpravy pro kuchyňské nádobí, těsnění, izolace vodičů.
Vlastnosti: Flexibilita, odolnost vůči opotřebení, dobré izolační vlastnosti.
Využití: Izolační pěny, matrace, nábytek, podlahové krytiny, lepidla.
Plně syntetické: jsou velmi odolné vůči biodegradaci a stále nejběžněji užívané
Polosyntetické (bioplasty): vznikají syntézou přírodních polymerů, např. celulózy (nitrocelulóza, acetát celulózy, viskóza)
Z různých plastů se dále vyrábějí slitiny – tzv. polymerní směsi. Využívají se v automobilovém průmyslu (přístrojové desky, součásti interiérů, nárazníky, disky), ve výpočetní a sdělovací technice (kryty mobilních telefonů), v elektronice nebo v elektrotechnice (zástrčky, vypínače).
Plasty lze kombinovat s jinými materiály a vytvářet kompozity, jako je např. dřevoplast.
|
Historie a vývoj plastů 19. století: První kroky k syntetickým materiálům
1862 – Na výstavě v Londýně představuje Alexander Parkes první plastový materiál zvaný parkesin, což je upravená nitrocelulóza. Ačkoliv se nikdy neprosadí komerčně, jde o první syntetický plast.
1869 – John Wesley Hyatt vytváří celuloid jako náhradu za slonovinu. Celuloid se brzy stane populárním pro filmový průmysl a další výrobky.
1900–1920: Objevy přírodních a polosyntetických plastů
1907 – Leo Baekeland vynalézá bakelit, první plně syntetický plast, který není závislý na přírodních surovinách. Bakelit se používá v elektrických izolacích a spotřebitelském zboží a je odolný vůči vysokým teplotám.
1912 – Objevení fenol-formaldehydových pryskyřic, což vede k průmyslovému využití termoplastů. Používají se hlavně v elektrotechnice a telekomunikacích.
1920–1940: Rozmach výzkumu a první plasty používané dodnes
1926 – Waldo Semon vyvíjí pružný polyvinylchlorid (PVC), který najde uplatnění jako odolný materiál pro podlahy, hadice nebo elektrické izolace.
1930 – DuPont objeví neopren, syntetický kaučuk používaný hlavně v automobilovém a stavebním průmyslu.
1933 – Objev polyetylenu (PE) firmou Imperial Chemical Industries. V roce 1939 se poprvé používá pro vojenské kabely a radary.
1940–1960: Vývoj plastů pro válečné a spotřební použití
1941 – Vývoj polyethylentereftalátu (PET) britskými vědci Whinfieldem a Dicksonem. PET je odolný, lehký a dnes se hojně používá v baleních a textiliích.
1948 – Teflon (polytetrafluorethylen) začíná nacházet uplatnění jako nepřilnavý materiál v kuchyňském náčiní a průmyslových aplikacích.
1960–1980: Masivní rozšíření plastů a zaměření na spotřebitele
1965 – Společnost DuPont vyvíjí kevlar, materiál známý svou extrémní pevností a odolností vůči průrazům. Kevlar se používá v neprůstřelných vestách a jiných ochranných pomůckách.
1970 – Roste výroba polypropylenových (PP) plastů, odolných vůči vysokým teplotám a používaných v lékařství, potravinářství a automobilovém průmyslu.
1980–2000: Ekologické otázky a recyklace plastů
1988 – Zavedení univerzálních symbolů recyklace plastů podle Resin Identification Code (RIC). Tento systém umožňuje spotřebitelům identifikovat druhy plastů a rozlišit je pro recyklaci.
1990 – Velký tlak na používání recyklovaných materiálů a na snižování hmotnosti plastů v obalových produktech, což má snížit produkci odpadu.
2000–2020: Vývoj bioplastů a ekologických inovací
2001 – Polymléčná kyselina (PLA), bioplast z obnovitelných zdrojů, se stává populárním alternativním materiálem pro jednorázové obaly.
2010 – Vývoj polyhydroxyalkanoátů (PHA) jako další formy bioplastů. Tento typ plastu je plně biologicky rozložitelný a najde uplatnění v baleních a lékařství.
2020 – Vývoj chemické recyklace plastů a snaha o minimalizaci mikroplastů. Firmy a výzkumníci se zaměřují na efektivnější metody pro recyklaci a na alternativy k plastům pro jednorázové použití.
Současnost a budoucnost: Trvale udržitelné materiály
Dnes se klade stále větší důraz na trvale udržitelné materiály a snížení spotřeby plastů. Výzkum se zaměřuje na biologicky rozložitelné plasty a metody chemické recyklace, které by umožnily vracet plasty zpět na suroviny. Nařízení a omezení týkající se jednorázových plastů vedly k vývoji alternativ, jako jsou rostlinné plasty nebo opakovaně použitelné obaly.
|
Hlavní metody zpracování plastůVstřikování (Injection Molding)Popis: Roztavený plast se vstřikuje pod tlakem do kovové formy, kde tuhne a vytváří konečný produkt.
Využití: Výroba složitých dílů s přesnými rozměry, např. pouzdra elektroniky, plastové obaly, nástroje.
Výhody: Vysoká přesnost, rychlá výroba, možnost výroby ve velkém množství.
Popis: Roztavený plast se nafoukne do tvaru formy, čímž se vytváří duté předměty.
Využití: Výroba lahví, nádrží a jiných dutých nádob.
Výhody: Efektivní pro výrobu dutých objektů, rychlé a nákladově efektivní.
Popis: Plast se taví a vytlačuje přes tvarovací otvor, což vede ke vzniku dlouhých profilů.
Využití: Výroba trubek, hadic, tyčí a profilů pro stavebnictví.
Výhody: Vhodné pro výrobu kontinuálních profilů různých tvarů.
Popis: Tenké vrstvy plastu se skládají na sebe nebo se nanášejí na jiné materiály, což vytváří laminované produkty.
Využití: Obaly na potraviny, ochranné fólie.
Popis: Tenký plastový list se zahřeje a natáhne do formy, kde zchladne a ztvrdne do požadovaného tvaru.
Využití: Obaly, nádoby, přepravní obaly, automobily.
Výhody: Rychlá výroba, nízké náklady na formy.
Popis: Plastový materiál se vloží do formy a tlakem zformuje do požadovaného tvaru.
Využití: Velké a pevné díly, například automobilové díly, pouzdra.
Výhody: Silné mechanické vlastnosti, vhodné pro velké a pevné výrobky.
Popis: Plastový prášek se zahřeje v rotující formě, čímž vznikne dutý předmět.
Využití: Výroba nádrží, nádob na chemikálie, hraček.
Výhody: Jednoduchá výroba velkých dutých objektů, nízké náklady.
Popis: Plasty se natavují a nanášejí vrstvu po vrstvě do požadovaného tvaru.
Využití: Prototypy, malé série výrobků, komplexní geometrie.
Výhody: Vysoká flexibilita, možnost výroby složitých tvarů bez nákladných forem.
Popis: Plasty lze řezat laserem, vodním paprskem nebo frézou. Spojování probíhá svařováním (horkým vzduchem, ultrazvukem) nebo lepením.
Využití: Stavebnictví, výroba automobilových dílů, opravy plastových dílů.
Výhody: Přesné tvary, efektivní spojování bez nutnosti lepidel.
Popis: Do roztaveného plastu se vkládá pěnivý materiál, který způsobí vznik bublin, čímž vznikne pěnový plast.
Využití: Izolace, obaly, sedáky, stavební materiály.
Výhody: Nízká hmotnost, dobrá tepelná izolace, absorpce nárazů.
|
|
 |
Dopady na životní prostředí
Plasty jsou důležitým materiálem pro moderní společnost, ale jejich dopady na životní prostředí jsou závažné. Inovace v oblasti ekologických plastů, zlepšení recyklačních metod a důraz na oběhové hospodářství mohou přispět ke snížení negativních důsledků plastů a pomoci k udržitelnější budoucnosti.
Znečištění oceánů a půdy
Každoročně se dostává do oceánů obrovské množství plastového odpadu, který rozkládá až stovky let. Velmi škodlivé jsou mikroplasty – malé částečky, které se šíří ekosystémy a pronikají do potravního řetězce.
Negativní dopady na zdraví živočichů
Mořští i suchozemští živočichové často zaměňují plasty za potravu. Plast, který zůstává v jejich zažívacím traktu, jim blokuje trávení, což může vést k jejich úhynu.
Produkce skleníkových plynů
Výroba plastů vyžaduje obrovské množství energie a je spojena s emisemi skleníkových plynů. Navíc, když se plasty spalují, uvolňují toxické látky do atmosféry.
Omezená recyklace
Přestože se plastové materiály technicky recyklovat dají, pouze malé procento plastů je reálně recyklováno. Různé typy plastů vyžadují různé metody zpracování, což recyklaci komplikuje a zvyšuje náklady.
Řešení: Ekologické alternativy a udržitelnost
Bioplasty
Tyto plasty jsou vyrobeny z obnovitelných zdrojů, jako je kukuřice nebo brambory, a jsou biologicky odbouratelné. Příkladem je PLA (polylaktid), který je oblíbený v potravinářském a obalovém průmyslu.
Recyklovatelné polymery
Polyethylen a polypropylen jsou příkladem plastů, které lze recyklovat a používat opakovaně. Snahy o zvýšení recyklačních technologií jsou klíčové pro snížení plastového odpadu.
Alternativy k jednorázovým plastům
Vlády a organizace po celém světě podporují zákazy a omezení používání jednorázových plastových výrobků, jako jsou brčka, kelímky a sáčky.
Oběhové hospodářství
Jedná se o model, který klade důraz na snížení, opětovné použití a recyklaci plastových výrobků, čímž by se plastový odpad minimalizoval.
|
Doba rozkladu plastůzávisí na konkrétním druhu plastu a prostředí, ve kterém se nachází (půda, voda, vzduch, přímé slunce). Každý plast má jiné chemické složení, což významně ovlivňuje jeho rozklad.
Níže jsou uvedeny přibližné doby rozkladu některých běžných plastů v různých podmínkách:
Polyethylen (PE)
V půdě: 100–200 let (například plastové sáčky, igelitové fólie).
V oceánu: 20–50 let, přičemž se rozdrobí na mikroplasty, které se dále nerozloží.
Na slunci: UV záření může urychlit rozklad na menší fragmenty, ale úplný rozklad je extrémně dlouhý.
Na vzduchu: Může se rozpadat na menší kousky, ale ne na biologicky rozložitelný materiál.
Polypropylen (PP)
V půdě: Přes 100 let (používá se na obaly, víčka lahví).
Ve vodě: Přes 30 let, kde se může rozpadat na mikroplasty.
Na slunci: Slunce způsobí degradaci, rozpadne se na menší části, ale nedochází k úplnému rozkladu.
Na vzduchu: Postupný rozpad trvá desítky až stovky let.
Polyvinylchlorid (PVC)
V půdě: 100–500 let (obecně ve stavebnictví, obaly, potrubí).
Ve vodě: Velmi pomalý rozklad, může trvat až stovky let.
Na slunci: PVC není příliš odolné vůči UV záření, ale pouze křehne a rozpadá se, aniž by se biologicky rozložilo.
Na vzduchu: Degradace probíhá velmi pomalu a přispívá ke vzniku mikroplastů.
Polyetylentereftalát (PET)
V půdě: 450–1000 let (používá se na výrobu lahví).
Ve vodě: Přibližně 450 let, kde se postupně drobí na mikroplasty.
Na slunci: Může se rozkládat rychleji vlivem UV záření, ale nerozkládá se biologicky.
Na vzduchu: Rozpadá se na menší fragmenty, ale trvá desítky až stovky let.
Polystyren (PS)
V půdě: Přes 500 let (používá se na jednorázové nádobí, izolační materiály).
Ve vodě: Trvá stovky let a polystyren se navíc rozpadá na nebezpečné fragmenty.
Na slunci: Degradace je rychlejší, ale nevede k úplnému rozkladu.
Na vzduchu: Velmi dlouhá doba rozkladu, přičemž přispívá k mikroplastům.
Polyuretan (PU)
V půdě: Desítky až stovky let (izolace, pěny).
Ve vodě: Rozpad trvá dlouho, přičemž uvolňuje škodlivé chemikálie.
Na slunci: UV záření degraduje materiál na menší části.
Na vzduchu: Rozpadá se velmi pomalu a přispívá ke vzniku škodlivých látek.
Bioplasty (např. PLA - kyselina polymléčná)
V přírodním prostředí (půda, voda, vzduch): Mnoho bioplastů (např. PLA) se nerozkládá, pokud nejsou v průmyslovém kompostu. Mohou se rozkládat desítky až stovky let.
|
|
