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塑料行業(yè)該何去何從?
文章來源:未知     更新時(shí)間:2018-08-15 10:44:54

 從第二次世界大戰(zhàn)期間以及之后的早期,聚合物的商業(yè)產(chǎn)業(yè)—長(zhǎng)鏈合成分子—“塑料”是一種常見的誤稱—已經(jīng)迅速增長(zhǎng)。2015年,全球生產(chǎn)了不包括纖維在內(nèi)的聚合物超過3.2億噸。

 
    在過去的五年中,聚合物產(chǎn)品的設(shè)計(jì)者最初通常沒有考慮到產(chǎn)品的使用壽命結(jié)束后會(huì)發(fā)生什么。但這種情況正開始發(fā)生變化,將在未來幾年內(nèi)得到更多的關(guān)注。
 
    塑料工業(yè)
 
    “塑料”已經(jīng)成為一種被誤導(dǎo)的描述聚合物的方式。它們通常事來自石油或天然氣的長(zhǎng)鏈分子,每條鏈中具有成百上千個(gè)鏈接。長(zhǎng)鏈傳達(dá)了短分子根本無法匹配的重要物理性質(zhì),例如強(qiáng)度和韌性。
 
    “塑料”實(shí)際上是“熱塑性塑料”的縮寫形式,這一術(shù)語描述了可以使用熱塑造和重塑的聚合物材料。
 
    現(xiàn)代聚合物工業(yè)實(shí)際上是由華萊士卡羅斯在20世紀(jì)30年代創(chuàng)立的。他對(duì)聚酰胺的艱苦研究從而使尼龍的商業(yè)化,因?yàn)閼?zhàn)時(shí)的絲綢短缺迫使女性尋找其他材料來制作長(zhǎng)筒襪。
 
    當(dāng)其他材料在第二次世界大戰(zhàn)期間變得稀缺時(shí),研究人員尋找人工合成聚合物來填補(bǔ)缺口。例如,日本對(duì)東南亞的征服切斷了汽車輪胎用天然橡膠的供應(yīng),導(dǎo)致了一種合成聚合物代替品出現(xiàn)。
 
 
    在化學(xué)領(lǐng)域的突破推動(dòng)合成聚合物的進(jìn)一步發(fā)展,包括現(xiàn)在廣泛使用的聚丙烯和高密度聚乙烯。有一些聚合物是偶然發(fā)現(xiàn)的,如特氟龍。
 
    最終,需求、科學(xué)進(jìn)步和意外發(fā)現(xiàn)的結(jié)合形成了一整套聚合物制品,你現(xiàn)在可以很容易地將其識(shí)別為“塑料”。由于人們希望減少產(chǎn)品的重量,并為纖維素或棉花等天然材料提供廉價(jià)的替代品,這些聚合物很快就被商業(yè)化。
 
    塑料類型
 
    全球生產(chǎn)的合成聚合物主要是聚烯烴-聚乙烯和聚丙烯。
 
    聚乙烯有兩種類型:“高密度”和“低密度”。在分子的尺度上,高密度聚乙烯看起來就像一個(gè)有規(guī)律間隔短牙齒的梳子。與之不同的是,低密度的版本看起來就像一個(gè)有著不規(guī)則間隔的長(zhǎng)牙梳子;如果從高處看的話,有點(diǎn)像河流和它的支流。雖然它們都是聚乙烯,但形狀上的差異使這些材料在被塑造成薄膜或其他產(chǎn)品時(shí)有不同的表現(xiàn)。
 
    聚烯烴的優(yōu)勢(shì)有幾個(gè)原因。首先,它們可以使用相對(duì)便宜的天然氣生產(chǎn)。其次,它們是大規(guī)模生產(chǎn)的最輕的合成聚合物;它們的密度如此之低,以至于可以漂浮起來。第三,聚烯烴可以抵抗水、空氣、油脂、清潔劑的破壞—這些聚合物在使用時(shí)可能會(huì)遇到的所有問題。最后,它們很容易被塑造成產(chǎn)品,同時(shí)又足夠堅(jiān)固,由它們制成的包裝箱不會(huì)在整天暴露在陽光下的運(yùn)輸卡車?yán)镒冃巍?/div>
 
    然而,這些材料有嚴(yán)重的缺點(diǎn)。它們的降解速度非常緩慢,這意味著聚烯烴在自然環(huán)境中存在幾十年到幾個(gè)世紀(jì)。與此同時(shí),波浪和風(fēng)蝕作用機(jī)械地磨損它們,產(chǎn)生出了可以被魚類和動(dòng)物吞食的微粒子,這些微粒沿著食物鏈向我們移動(dòng)。
 
    由于收集和清洗問題,回收聚烯烴并不像人們希望的那樣簡(jiǎn)單。在再處理過程中,氧氣和熱量會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)鏈損壞,而食物和其他物質(zhì)會(huì)污染聚烯烴。化學(xué)的持續(xù)進(jìn)步創(chuàng)造了新等級(jí)的聚烯烴,增強(qiáng)了強(qiáng)度和耐用性,但在回收過程中,它們不能總是與其他等級(jí)混合在一起。更重要的是,聚烯烴通常與多層結(jié)構(gòu)包裝中的其他材料結(jié)合在一起;盡管這些多層結(jié)構(gòu)運(yùn)行良好,但它們是無法回收利用。
 
    由石油和天然氣日益缺少,聚合物的生產(chǎn)一直被詬病。然而,用于生產(chǎn)聚合物的天然氣或石油的比例非常低;每年生產(chǎn)的石油或天然氣中,只有不到5%用于生產(chǎn)塑料。此外,乙烯可以從甘蔗乙醇中提煉出來,就像巴西的Braskem在商業(yè)上做的那樣。
 
 
    如何使用塑料
 
    根據(jù)功能不同,包裝消耗的聚合物總共占合成聚合物總量的35%至45%。聚酯對(duì)苯二甲酸乙二醇酯在飲料瓶和紡織纖維市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位。
 
    房屋和土木建筑消耗了生產(chǎn)聚合物總量的20%,其中PVC管占主導(dǎo)地位。PVC管重量輕,可以膠合而不用錫焊或釬焊,并且極大地抵抗氯在水中的破壞作用。但不幸的是,給PVC帶來這種優(yōu)勢(shì)的氯原子使回收變得非常困難—大多數(shù)在使用壽命結(jié)束時(shí)被丟棄。
 
    聚氨酯是一整套相關(guān)的聚合物族群,廣泛用于家庭和電器的泡沫保溫絕緣材料以及建筑涂料。
 
    汽車行業(yè)使用越來越多的熱塑性塑料,主要是為了減輕重量,從而達(dá)到更高的燃油效率標(biāo)準(zhǔn)。歐盟估計(jì),普通汽車重量中的16%是塑料部件,最重要的是內(nèi)飾部件和組件。
 
 
    每年有7000多萬噸熱塑性塑料用于紡織品,主要是服裝和地毯。超過九成的合成纖維(主要是聚對(duì)苯二酸酯)是在亞洲生產(chǎn)的。在服裝中合成纖維的增長(zhǎng)是以犧牲棉花和羊毛等天然纖維為代價(jià)的,這些纖維需要生產(chǎn)大量的農(nóng)田。由于對(duì)諸如拉伸、吸濕排汗和透氣性等特殊性能的要求,合成纖維行業(yè)的服裝和地毯都出現(xiàn)了大幅增長(zhǎng)。
 
    與包裝品一樣,紡織品通常不再回收。普通美國(guó)公民每年產(chǎn)生超過90磅的紡織廢料。根據(jù)綠色和平組織的數(shù)據(jù),2016年的平均每人每年購(gòu)買的衣服比15年前的普通人多出60%,而且衣服的保存時(shí)間也更短。
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