Faktori koji utječu na životni vijek plastike
Mar 13, 2024| 1. Uvod
Plastika je sintetički materijal s različitim prednostima kao što su lagana, izdržljiva, laka za proizvodnju i isplativa. Zbog ovih karakteristika, široko se koristi u brojnim poljima, uključujući proizvodnju robe široke potrošnje, pakiranje, građevinarstvo i elektroniku.
Prema statistikama Plastics Europe, globalna proizvodnja plastike dostigla je 368 miliona tona u 2022. godini, što predstavlja povećanje od 4% u odnosu na 2021. Očekuje se da će globalna proizvodnja plastike nastaviti da raste u narednim godinama i dostići 467 miliona tona do 2030. .
Plastika je takođe veliki doprinos zagađenju okeana. Prema procjenama Programa Ujedinjenih naroda za okoliš (UNEP), oko 8 miliona tona plastike završi u okeanima svake godine.
Iako je rasprostranjenost plastike donijela mnoge prednosti ljudima, ona je također izazvala značajnu zabrinutost za okoliš. Plastika je biorazgradiv materijal, što znači da se ne može razbiti na manje molekule koje može apsorbirati okolina. To dovodi do nakupljanja plastike u okolišu, uzrokujući zagađenje tla, vode i zraka.
Nadalje, plastika može predstavljati zdravstveni rizik za ljude. Kada se plastika pokvari, oslobađa štetne hemikalije koje se mogu infiltrirati u lanac ishrane i naštetiti ljudskom zdravlju.
Životni vijek plastike odnosi se na period u kojem može postojati bez značajnih oštećenja. Specifični faktori koji utiču na životni vek plastike uključuju njen sastav, aditive, uslove okoline i uticaj aditiva.
Upotreba aditiva je potencijalno rješenje za rješavanje izazova vezanih za životni vijek plastike. Upotrebom odgovarajućih aditiva, životni vijek plastike može se značajno produžiti, pomažući da se minimizira utjecaj plastike na okoliš. Trenutno, naučnici su aktivno u potrazi za novim i efikasnijim aditivima za povećanje dugovečnosti plastike i smanjenje njenog uticaja na životnu sredinu.
2. Sastav plastike i aditiva
Plastika je sintetički materijal formiran od velikih molekula poznatih kao polimeri. Polimeri nastaju kombinovanjem manjih jedinica, zvanih monomeri, putem hemijskih veza.
Postoje brojne vrste plastike, od kojih svaka ima različite karakteristike i primjene kategorizirane na osnovu vrste monomera korištenog u njihovoj izradi. Raznolikost plastike proizlazi iz varijacija u njihovom hemijskom sastavu. Neke uobičajene vrste plastike uključuju:
-Polietilen (PE): PE je najraširenija plastika, koja se koristi u raznim aplikacijama kao što su ambalaža, cijevi i kućni predmeti.
-Polipropilen (PP): PP je čvrsta i izdržljiva plastika koja se koristi u aplikacijama kao što su igračke, elektronika i automobilske komponente.
-Polivinil hlorid (PVC): PVC je fleksibilna plastika koja se koristi u različitim primenama, uključujući cevi, električne kablove i kućne predmete.
-Polistiren (PS): PS je lagana i jeftina plastika koja se koristi u aplikacijama kao što su ambalaža, igračke i namještaj.
-Polikarbonat (PC): PC je tvrda i izdržljiva plastika koja se koristi u aplikacijama kao što su vjetrobranska stakla automobila, kućišta kompjutera i igračke.
Osim monomera, plastika može sadržavati i aditive. Aditivi su ugrađeni u plastiku kako bi poboljšali njena svojstva. Aditivi mogu uticati na trajnost, stabilnost i otpornost na degradaciju plastike na različite načine.
Na primjer, stabilizatori mogu spriječiti PE da izblijedi i postane lomljiv na sunčevoj svjetlosti. Sredstva za ojačanje mogu ojačati izdržljivost PP-a, čineći ga manje sklonim lomljenju. Usporivači plamena mogu spriječiti da se PVC zapali. Inhibitori korozije mogu zaštititi PTFE od hemijske korozije.
Ovisno o specifičnoj primjeni, odabirom odgovarajuće plastične kompozicije i aditiva, moguće je utjecati na vijek trajanja plastike.
3. Uslovi okoline
Uslovi okoline su jedan od najvažnijih faktora koji utiču na životni vek plastike. Faktori okoline koji mogu uticati na plastiku uključuju:
Mikrobna aktivnost i aditivi
Mikrobna aktivnost je primarni faktor koji dovodi do razgradnje plastike. Mikroorganizmi mogu razgraditi plastiku tako što proizvode enzime koji razbijaju kemijske veze unutar materijala. Osim toga, aditivi ugrađeni u plastiku za poboljšanje njenih svojstava također mogu biti osjetljivi na mikrobnu degradaciju.
Mikroorganizmi mogu razgraditi različite vrste plastike, uključujući PVC, PE, PP, PS, itd. Plastika sa jednostavnijom molekularnom strukturom općenito je sklonija mikrobnoj degradaciji od one sa složenom molekularnom strukturom. Da bi se ublažio uticaj mikroorganizama na životni vek plastike, može biti efikasno korišćenje plastike sa visokom otpornošću na mikrobi ili dodavanje antimikrobnih aditiva.
Hemijska razgradnja i aditivi
Hemijska degradacija je proces u kojem se plastični molekuli razlažu na manje molekule pod utjecajem faktora okoline kao što su temperatura, svjetlost i kisik. Aditivi koji se dodaju plastici radi poboljšanja njenih svojstava takođe mogu biti podvrgnuti hemijskoj degradaciji.
Hemijska degradacija se može dogoditi iu prirodnom i u umjetnom okruženju. U prirodnom okruženju, hemijska degradacija plastike se obično dešava sporije nego u veštačkom okruženju. Da bi se smanjio uticaj hemijske degradacije na životni vek plastike, upotreba plastike visoke hemijske otpornosti i skladištenje plastike u hladnom okruženju daleko od sunčeve svetlosti može biti od koristi.
Razumijevanje i upravljanje ovim faktorima okoliša je ključno u odabiru plastike i aditiva koji mogu izdržati mikrobnu i kemijsku degradaciju, čime se produžava ukupni vijek trajanja plastičnog materijala.
4. Utjecaj aditiva
Plastični aditivi su supstance koje su ugrađene u plastiku tokom proizvodnog procesa kako bi se poboljšala njena svojstva, kao što su čvrstoća, tvrdoća, fleksibilnost i otpornost na koroziju. Aditivi mogu utjecati na vijek trajanja plastike na dva osnovna načina:
Analiza aditiva koji mogu ublažiti ili ubrzati hemijsku razgradnju
Neki aditivi pomažu u smanjenju kemijske razgradnje plastike, kao što su antioksidansi i stabilizatori topline. Ove tvari djeluju tako što sprječavaju procese oksidacije ili termičke degradacije plastike. Naprotiv, određeni aditivi, poput plastifikatora i sredstava za omekšavanje, mogu ubrzati proces kemijske degradacije slabljenjem strukture plastike, čineći je sklonijom propadanju.
Uloga aditiva u zaštiti plastike od djelovanja vanjskih kemikalija
Hemikalije su glavni faktor koji doprinosi smanjenoj izdržljivosti i degradaciji plastike. Hemikalije mogu korodirati i poremetiti strukturu plastike, čineći je krhkom i podložnom lomljenju. Aditivi mogu igrati zaštitnu ulogu stvaranjem zaštitnog sloja na površini plastike. Ovaj sloj može spriječiti hemikalije da dođu u direktan kontakt sa plastikom, štiteći je od štetnih efekata hemikalija.
Postoje različite vrste aditiva koji mogu pomoći u zaštiti plastike od vanjskih kemijskih utjecaja. Neki uobičajeni aditivi uključuju:
-Inhibitori korozije: Dodati za sprečavanje korozije plastike stvaranjem zaštitnog sloja na njenoj površini.
- Agensi otpornosti na kemikalije: Dodani kako bi se spriječilo da kemikalije unište strukturu plastike formiranjem zaštitnog sloja.
- Sredstva za učvršćivanje: Dodata za povećanje tvrdoće plastike, povećavajući njenu otpornost na hemijske uticaje.
-Plastifikatori: Dodati za povećanje fleksibilnosti plastike, poboljšavajući njenu sposobnost da izdrži mehanička opterećenja.
5. Zaključak
Životni vijek plastike ovisi o različitim faktorima, a aditivi igraju ključnu ulogu. Aditivi pomažu minimizirati ili ubrzati proces hemijske degradacije i također služe za zaštitu plastike od utjecaja vanjskih kemikalija. Kao rezultat toga, mogu poboljšati fizičku, kemijsku, otpornost na koroziju, otpornost na vatru, otpornost na UV zračenje i druga svojstva plastike, doprinoseći produženom vijeku trajanja proizvoda.