Jak zarządzać odpadami z tworzyw?

Przemysł tworzyw sztucznych robi wszystko, by opracować długoterminową koncepcję zarządzania odpadami. Nadrzędnym celem producentów tworzyw sztucznych już od dawna jest zmniejszenie oddziaływania plastikowych odpadów na środowisko naturalne.

Odbywa się to poprzez odwrót od składowania na wysypiskach odpadów bogatych w węglowodory w możliwe największym stopniu. Ma to prowadzić do oszczędzania zasobów pierwotnych.

Stosuje się tez mieszane możliwości odzysku, oszczędzając surowce materiałowe lub energetyczne przy uwzględnieniu wydajności ekonomicznej i ekologicznej.  Postępowanie z odpadami z tworzyw sztucznych oraz ich odzyskiwanie postępuje zgodnie z określonymi normami środowiskowymi. 

W grę wchodzi także uwzględnienie całego cyklu życia wyrobu, tak aby największe korzyści środowiskowe, które są osiągane w fazie użytkowania wyrobu, nie były niwelowane przez zbyt szczegółowe wymagania prawne na innym etapie cyklu życiowego. 

W związku z tym zarządzanie odpadami powinno dążyć do rozwijania inteligentnych rozwiązań zarówno jeśli chodzi o recykling materiałowy jak i odzysk energii ze strumieni bogatych w tworzywa sztuczne.

Odzysk dzielimy na odzysk surowców (recykling) oraz odzysk energii. 

Odzysk surowców może być mechaniczny lub surowcowy. W tym pierwszym przypadku otrzymujemy regranulat, w tym drugim chemikalia bazowe. Z kolei odzysk energii prowadzi do uzyskania paliwa alternatywnego i zastąpienia paliw kopalnych a także uzyskania spalania bezpośredniego i otrzymania tą droga prądu.

Stereochemia polimerów

W przypadku polimeryzacji monomerów zawierających różne podstawniki przy atomach węgla zwanych w tym wypadku atomami asymetrycznymi możliwe są trzy różne uporządkowania przestrzenne (stereochemiczne). Stereochemia to dział chemii zajmujący się badaniem trójwymiarowej struktury cząsteczek i jej wpływem na własności tych cząsteczek. Warto zajrzeć choćby tutaj.

Gdy wszystkie asymetryczne atomy węgla mają identyczną konfigurację, wtedy polimer nazywa się polimerem izotaktycznym.

Gdy występuje regularne przemienne uporządkowanie asymetrycznych atomów węgla polimer nazywamy wówczas syndiotaktycznym. Wreszcie gdy brak jest regularności uporządkowania asymetrycznych atomów węgla, uzyskany polimer nosi nazwę polimeru ataktycznego.

Polimery stereoregularne izotaktyczne i syndiotaktyczne sa zdolne do krystalizacji. Struktury krystaliczne istnieją obok obszarów amorficznych i są semikrystaliczne. Temperatura topnienia fazy krystalicznej jest wyższa niż temperatura płynięcia polimerów ataktycznych. Polimery stereo regularne są trudno rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych.

Polimery stereoregularne otrzymuje się przeważnie za pomocą katalizatorów metaloorganicznych oraz metalocenowych.

Odmiany kopolimerów

W zależności od wzajemnego rozmieszczenia merów kopolimery występują w różnych odmianach.

Są to kopolimery przemienne, kopolimery statystyczne, kopolimery blokowe oraz kopolimery szczepione.

Kopolimery statystyczne otrzymane są w polimeryzacji, w której kolejność przyłączonych merów wynika z praw statystyki odzwierciedlających reaktywność monomerów. Jeśli reaktywność monomerów nie ma wpływu na sekwencje merów, to wtedy mówi się, że kopolimery mają bezładną sekwencję merów. Typowymi przykładami kopolimerów statystycznych jest np. SAN (Styren-akrylonitryl), który jest jednocześnie dość przezroczysty, ale nie tak kruchy. Można go wykorzystywać do produkcji opakowań m.in do kosmetyków.

Innym dobrze znanym przykładem jest kopolimer ABS (akrylonitryl-butadien-styren), który jest łatwy w formowaniu, a jednocześnie posiada bardzo dobrą wytrzymałość na rozciąganie, połączoną z dużą udarnością.

Kopolimery blokowe złożone są natomiast z dwóch lub więcej homopolimerów połączonych ze sobą końcami łańcuchów.

Kopolimery szczepione to natomiast takie kopolimery, które złożone są z cząsteczek zawierających jeden lub więcej rodzajów bloków połączonych jako łańcuchy boczne z łańcuchem głównym, przy czym łańcuchy boczne mają odmienna budowę chemiczną od łańcucha głównego.

Jeśli chodzi natomiast o stopień polimeryzacji i ciężar cząsteczkowy, to pojedynczą cząsteczkę homopolimeru charakteryzuje przede wszystkim stopień jej polimeryzacji., czyli liczba merów wchodzących w jej skład.

Wartość liczbowa stopnia polimeryzacji może wynosić od 10 do ponad 100 000. Stopień polimeryzacji jest powiązany w oczywisty sposób z ciężarem cząsteczkowym makrocząsteczki, będącym wielokrotnością ciężaru cząsteczkowego meru. W przeciwieństwie do związków niskocząsteczkowych i do biopolimerów mających specyficzne zadania w procesach biochemicznych, polimery syntetyczne składają się z podobnych makrocząsteczek, ale o różnych ciężarach cząsteczkowych, co zwane jest polidyspersyjnością.

Tworzywa sztuczne i sponsoring

Nie od dzisiaj wiadomo, że sponsoring ma bezpośredni wpływ na ogólny wizerunek przedsiębiorstwa, Z informacji, do których twórcy bloga udało się dogrzebać wynika, że firmy z branży tworzyw sztucznych nie podejmują jakichś wielkich zabiegów, by stać się sponsorami. Niemniej jednak jest kilka wyjątków.

Najlepiej gdy przedsiębiorstwo sponsoruje wydarzenia, które w jakiś sposób są związane z jego produktami lub wzbudzają ogólne zainteresowanie. Warto też obejmować sponsoringiem te przedsięwzięcia, które najprawdopodobniej będą atrakcyjne dla tych samych osób, które kupują produkty firmy. Znaczna część korzyści płynących ze sponsorowania wynika z faktu prezentowania marki w telewizji. Nie więc lepszego kierunku sponsoringu niż sport.

Co w tym zakresie robią zatem firmy z przemysłu tworzyw sztucznych?

Azoty Tarnów wspierają żużlowców z rodzinnego miasta, którzy w połowie minionej dekady zdążyli dwa razy zdobyć tytuł Mistrza Polski.

BasellOrlen Polyolefins jest zaangażowany we wspieranie piłkarzy ręcznych, którzy są aktualnym Mistrzem Polski.

Anwil, produkujący polichlorek winylu, to od lat oddany mecenas koszykówki we Włocławku. Klub jeden raz był najlepszą drużyną w kraju.

Zakłady Azotowe Kędzierzyn są tytularnym sponsorem męskiej siatkówki z tego miasta, która przy ich wsparciu odnosi spore sukcesy, m.in. wicemistrzostwo kraju w ubiegłym sezonie.

Wszystkie wymienione firmy przekazują na działania sponsorskie miliony złotych. Są jednak i przykłady mniejszej pomocy.

Piłkarzy z Jasła grających w niższej lidze, do której nie zaglądają żadne telewizje ani wielkie media, zasila wywodząca się z tego miasta spółka Gamrat. 

Jeśli ktoś zna inne przykłady sponsorowania sportu przez firmy z branży tworzyw, to może wpisywać je w komentarzach.

Tworzywa sztuczne napędzają postęp

Branża tworzyw sztucznych, to ważny składnik europejskiego przemysłu. W Europie w tym sektorze pracuje ok. 1,6 mln ludzi w blisko 54 tys. firm. W Polsce jak podaje Główny Urząd Statystyczny tych firm jest nieco ponad 7 tys. Łącznie w europejskim przemyśle obroty przekraczają 300 mld euro rocznie.

Tworzywa przyczyniają się głównie do podwyższenia standardu życia obywateli poprzez możliwość produkcji coraz bardziej przydatnych sprzętów używanych każdego dnia. Rozwiązują tez wiele problemów w branży budowlanej, umożliwiając np. lepsze projektowanie budynków, większe dbanie o ich bilans cieplny. W ostatnich czasach nawet mosty budowane są przy użyciu tworzyw. To jeden z najbardziej spektakularnych przykładów zastosowania tych materiałów w wymagających konstrukcjach. Takim mostem jest choćby ten w Niemczech koło Friedburga. Istnieje już cztery lata i ma długość 27 metrów. Do jego montażu nie potrzeba gwoździ i śrub. Płyty, po których jeżdżą samochody powstały z polimeru wzmocnionego włóknem szklanym (FRP) i zostały naklejone na dwa stalowe elementy nośne.

Nie bez znaczenia jest też przydatność tworzyw w sektorze medycznym. Jeszcze kilka lat temu wiele aplikacji było niemożliwych do zastosowania, gdyż nie były one wspierane właśnie przez tworzywa. Teraz to się zmieniło i np. sztuczne kości, rozmaite dreny, cewniki czerpią z osiągnięć przynoszonych przez tworzywa. Przykładowo wielkość tylko amerykańskiego rynku specjalistycznych tworzyw wykorzystywanych w medycynie sięga 1.5 mln ton i jest warta ponad 1 mld dolarów.

Polimery a tworzywa sztuczne

Kiedyś w branżowej dyskusji padło ciekawe pytanie, choć w istocie dotyczące podstawowego zakresu wiedzy, o różnicę pojęciową związaną z używaniem słów tworzywa i polimery. Okazało się, że dyskutanci zaczęli prowadzić spór nad sprawą oczywistą.

Samo pojęcie „tworzywa sztuczne” obejmuje bowiem czyste polimery w postaciach handlowych, ale także materiały składające się z polimerów oraz ze środków pomocniczych i w pewnych przypadkach napełniaczy dodawanych w celu modyfikacji właściwości fizycznych, podwyższenia odporności na działanie określonych środowisk, czy ułatwienia przetwórstwa. Polimery syntetyczne są więc podstawowym budulcem tworzyw sztucznych.

Polimery są makrocząsteczkami zbudowanymi z wielkiej ilości jednakowych elementów budowy, zwanych jednostkami monomerycznymi lub merami.

Budowa merów jest zbliżona do budowy związków chemicznych stosowanych do syntezy polimerów – monomerów. Cząsteczki monomerów łącząc się podczas polimeryzacji ze sobą tworzą makrocząsteczkę łańcuchową o wymiarach poprzecznych 04 – 2 nm i długości 100 – 1000 nm.

Ze względu na budowę fizyczną łańcucha, tj. sposób połączenia merów polimery mogą być liniowe, rozgałęzione, usieciowane lub o strukturze drabinkowej czy też pierścieniowej.

Polimery zbudowane z merów tego samego rodzaju są homopolimerami zaś polimery zbudowane z merów różnego rodzaju zaliczane są do kopolimerów.

Kauczuk - najbliższy "kuzyn" tworzyw

Z tworzywami nieodzownie związane są też kauczuki. Obydwa materiały zaliczane są niemal do tej samej rodziny.

Mało, kto jednak wie, że kauczuk, czyli guma, ma tego samego odkrywcę co i tlen. To Joseph Priestley, angielski chemik, teolog i pedagog. W 1770 r. zanotował on, że podczas swych pozaeuropejskich podróży widział substancję, która doskonale nadaje się do wymazywania czarnych śladów pozostawionych przez ołówek na papierze. Miał na myśli naturalny kauczuk. Wcześniej pismo zamiast kauczukiem, wymazywano przy pomocy miękiszu chleba. To Priestley nazwał odkryty surowiec kauczukiem i został ojcem angielskiego słowa rubber.

Nie on zrobił jednak interes na odkryciu kauczuku. Zrobił to jego rodak Edward Naime. W tym samym roku przyznał on, że pomylił kawałek chleba z tym czymś, co już wcześniej opisał Priestley i zaczął sprzedawać kawałki drzew kauczukowych pod postaciami małych bloczków, nazywanych wtedy „skórą murzyna”.

Niestety dla niego produkt nie nadawał się jeszcze wtedy do masowego użycia. Wydawał niezbyt przyjemną woń i nie umiał utrzymać swych właściwości w zmiennej temperaturze. Latem stawał się zbyt miękki, a zimą sztywniał.

Udoskonalił go dopiero po 70 latach Charles Goodyear, opracowując proces wulkanizacji, czyli poprawy jakości i odporności kauczuku. I to Goodyear najmocniej zapisał się w historii pionierskich odkrywców kauczuku.

Pytanie na dzisiaj, po ponad 200 latach od przytoczonej historii. W jakim zastosowaniu kauczuk okazał się najpotrzebniejszy ludzkości?

Co tą są tworzywa sztuczne?

Tworzywa sztuczne razem z metalem i ceramiką, to podstawowe grupy inżynierskie. W tej chwili światowy poziom ich produkcji przekracza już 240 mln ton.

O zastosowaniu tworzyw decydują ich szczególne cechy, jak łatwość formowania wyrobów o zróżnicowanym kształcie i to także w połączeniu z innymi materiałami, mała gęstość, duża wytrzymałość mechaniczna stosunku do masy, trwałość, dobre własności cieplne i elektryczne, odporność na czynniki atmosferyczne i chemiczne.

Oczywiście cechy tworzyw sztucznych są bardzo zróżnicowane, ale tez liczba dostępnych typów handlowych jest tak szeroka, że projektanci zwykle mają możliwość dobrania odpowiednich tworzyw spełniających wymagania stawiane określonym produktom.

Możliwość zastosowania tworzyw może być ograniczona przez niższa w porównaniu do metali odporność na pełzanie czy ograniczony zakres temperatury długotrwałego użytkowania.

Samo pojęcie tworzyw obejmuje czyste polimery w postaciach handlowych, ale także materiały składające się z polimerów oraz środków pomocniczych i w pewnych przypadkach napełniaczy dodawanych w celu modyfikacji właściwości fizycznych, podwyższenia odporności na działanie określonych środowisk, czy ułatwienia przetwórstwa.

Główne typy tworzyw sztucznych to polipropyleny, polietyleny, polichlorek winylu, polistyren, PET oraz rozmaite tworzywa konstrukcyjne.

Ciekawe co Waszym zdaniem decyduje, że tworzywa są chętnie używane?