ПОЛИМЕРЫ
Как только не называли двадцатый век, щедрый на научные достижения! Один из главных титулов, который присвоили учёные столетию,— век полимеров. Действительно, полимеры сегодня повсюду, в обиходе мы называем их пластмассой или пластиком.
Пластики преимущественно создают из побочных продуктов добычи нефти и газа, которые в противном случае сжигались бы на факелах и загрязняли окружающую среду.
Мир полимеров поразителен и он окружает нас везде. Наши телефоны состоят из полимерных экранов и батареек, генерирующих энергию за счёт полимеризации (реакции образования полимеров). Одежда, в которой мы сегодня ходим, сделана полностью или частично из полимеров, которые не только продлевают срок её службы, но и делают её теплей, прочней и при этом тоньше.
Полимеры — это уникальный класс химических веществ. Они обладают поразительным разнообразием, изменчивостью физических свойств, структуры и химического состава. Молекулы полимеров характеризуются огромной молекулярной массой, от нескольких тысяч до нескольких миллионов атомных единиц массы.
К полимерам относятся не только такие вещества как пластик, но и белки, которые являются строительным кирпичиком нашего организма,— полисахариды, ДНК и РНК, программирующие наследственность в живом мире.
В большинстве своём, полимеры состоят из 4 элементов: водорода, углерода, кислорода и азота.
По химическому составу полимеры подразделяют на органические (полиэтилен), неорганические (силикаты) и элементоорганические (фторопласт-4).
В зависимости от происхождения полимеры бывают природными, искусственными (модифицированными) и синтетическими.
Классификация полимеров по составу их мономерных звеньев подразделяет полимеры на гомополимеры и гетерополимеры (или сополимеры).
В зависимости от строения главной цепи, выделяют: гомоцепные и гетероцепные полимеры.
По пространственному строению мономерных звеньев, полимеры подразделяются на стереорегулярные и нестереорегулярные (или атактические).
По строению макромолекул полимеры бывают: линейные, разветвленные, лестничные и трехмерные сшитые (сетчатые, пространственные).
В зависимости от реакции получения полимеры подразделяются также на полимеризационные и поликонденсационные.
Важное практическое значение имеет классификация полимеров по отношению к температурному воздействию. По отношению к нагреванию выделяют термопластичные (полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол) и термореактивные полимеры (эпоксидные смолы).
Сложно переоценить значение полимеров с точки зрения их практического применения. В современном мире практически не найдется ни одной сферы жизни человека и общества, науки и бизнеса где не применялся бы хотя бы один вид полимеров.
Благодаря ценным свойствам, полимеры применяются в машиностроении, текстильной промышленности, сельском хозяйстве, медицине, автомобиле- и судостроении, авиастроении и в быту (текстильные и кожевенные изделия, посуда, клей и лаки, украшения и другие предметы).
Синтетические материалы, в том числе полимеры, - не случайный побочный продукт прогресса, а одно из самых ценных научных решений, позволяющих человечеству устойчиво развиваться при существующих трендах роста населения Земли.
Сегодня на планете живет более 7,5 миллиарда человек, и каждый из нас нуждается в чистой питьевой воде, продуктах питания, крыше над головой. Очевидно, что дальнейшая эксплуатация материалов исключительно природного происхождения с низкими потребительскими качествами, в том числе способностью к переработке и возвращению в хозяйственный оборот, быстро приведет к истощению ресурсов. Именно это потребовало создания материалов, отвечающих новым вызовам. При этом способность к экологичной и энергоэффективной переработке и быстрому многократному возвращению в оборот для полезного использования, то есть встраиваемость материала в экономику замкнутого цикла, - приобретает с ростом населения все большее значение.
Во время баскетбольных матчей игроки и зрители пьют воду из пластиковых бутылок. Эти бутылки можно переработать в бытовые товары, в том числе - в спортивную форму. Далее эта продукция в переработанном виде может вернуться к нам, например, в виде баскетбольного мяча.
В процессе производства пластика потребляется значительно меньше энергии и воды, чем при производстве металла, бумаги и стекла. Продукция из пластиков намного легче иных материалов, поэтому требует меньше топлива для транспортировки, соответственно, образуется меньше выбросов. Пластики экологичны и с точки зрения утилизации, поскольку преимущественно могут быть переработаны на 100 процентов, причем несколько раз - и тоже с меньшими затратами, чем другие материалы.
При этом все же есть объективные экологические проблемы, связанные с пластиком: человечество производит все больше мусора, огромную часть которого составляют как раз полимеры - пластиковые пакеты, бутылки и т.д.
Существует проблема утилизации мусора, и она очень острая, хотя доля пластика в твердых бытовых отходах (ТБО), по разным оценкам, не превышает 10-15 процентов. Человечество подходит к завершению периода, когда была возможность относиться к мусору как к чему-то ненужному, невостребованному. В современном понимании мусор - это ценный ресурс, который обязательно должен быть переработан и вовлечен во вторичный оборот.
Любое потребление связано с определенным экологическим следом.
Количество полимерной продукции с каждым годом возрастает. Исходя из этого, множество современных компаний занимаются таким процессом, как вторичная переработка пластиковых бутылок, ящиков, пленок и т.п. в том числе для того, чтобы избежать загрязнения окружающей среды.
Вторичная переработка полимеров крайне важна, так как утилизация пластиковых отходов является общемировой проблемой. Благодаря прессу национальных законодательств разных стран мира, протестов против захоронения полимерных отходов, на свалках становится все меньше отходов полимерных материалов.
Использование вторичного сырья в качестве новой ресурсной базы — одно из наиболее динамично развивающихся направлений переработки полимерных материалов в мире. Для России оно является сравнительно новым. Однако интерес к получению дешевых ресурсов, которыми являются вторичные полимеры, весьма ощутим, поэтому мировой опыт их вторичной переработки должен быть востребован.
В странах, где охране окружающей среды придают большое значение, объемы переработки вторичных полимеров постоянно увеличиваются. Законодательство обязывает юридических и частных лиц выбрасывать полимерные отходы (гибкую упаковку, бутылки, стаканчики и т. д.) в специальные контейнеры для их последующей утилизации. Сегодня на повестку дня становится не только задача утилизации отходов полимерных материалов, но и восстановления ресурсной базы.
Нужно, чтобы поведение потребителей становилось более осознанным и ответственным, но информации в СМИ и соцсетях часто не хватает. Мы ужасаемся плавающим островам пластикового мусора в океанах, но игнорируем скрытое от глаз отравленное утонувшими отходами дно, разложившимся мусором - воду. Нужно предоставить каждому максимум сведений об экологических последствиях его выбора как потребителя.
Важно сформировать экологическую культуру общества.
