Plast (materjal): omadused, liigid, tootmine ja ringlus

Plast on materjal, mida saab kujundada väga erinevateks esemeteks — sageli seetõttu, et seda on lihtne õigesse vormi valmistada ja see säilitab soovitud kuju. Plastid jagunevad paljudeks tüüpideks: mõned kõvenevad ühekordselt pärast valmistamist ja ei pehmene enam (tavaliselt termoreaktiivsed), teised on termoplastilised ning neid saab kuumutades uuesti pehmendada ja vormida. Just termoplaste kasutatakse sageli 3D-trükkimiseks, sest plastik muutub kuumutades piisavalt pehmeks, et selle abil luua erinevaid kujundeid, ja jahtudes uuesti kõvaks muutub.

Mis teeb plastist plasti?

Enamik materjale, mida nimetatakse plastiks, on polümeerid. Polümeerid koosnevad üksteisega seotud aatomite pikad aheladest. Paljudes plastides on need ahelad peamiselt süsinikuaatomitest koosnevad ketid, mille külge on kinnitunud teised aatomid või rühmad. Ahelate pikkus, ahelate vaheline side ning lisatud molekulid või täiteained määravad ära plasti mehaanilised omadused, tugevuse, painduvuse, temperatuuritaluvuse ja keemilise vastupidavuse.

Plastide omadused

• Tihedus: plastid võivad olla väga kerged (näiteks polüetüleen) või tihedamad, kui neisse on lisatud täiteaineid.
• Mehaaniline tugevus ja jäikus: sõltub polümeeri struktuurist ja täiteainetest (nt klaasi, mis muudab plasti tugevamaks).
• Painduvus ja venivus: mõned plastikud venivad kergesti, teised on rabedad.
• Kuumtöötlus: termoplastilised plastid pehmenevad ja tahenevad vastastikku korduvalt; termoreaktiivsed plastid kõvenevad pöördumatult.
• Keemiline ja vee vastupidavus: paljud plastid taluvad happeid ja leeliseid, kuid mõned lahustuvad või lagunevad teatud lahustites.
• Elektriisolatsioon: paljud plastid on head isolaatorid ja neid kasutatakse elektri- ning elektroonikakomponentides.
• Temperatuuritaluvus: plastikud võivad sulada või eraldada kuumutamisel ohtlikke aineid — seetõttu tuleb teatavaid plastide töötlemise ja põletamise juures ettevaatlik olla.

Peamised plastiliigid ja näited

• Polüetüleen (PE) – madala tihedusega (LDPE) ja kõrge tihedusega (HDPE): kasutusel pakendites, torudes, kottides.
• Polüpropüleen (PP): tugev ja kuumakindel, kasutusel autotoodetes, kodumasinate osades ja pakendites.
• Polüvinüülkloriid (PVC): jäik või plastifitseeritud vormis, kasutatakse torudes, aknaraamides ja kaablites.
• Polüstüreen (PS): madala hinnaga, kasutatakse ühekordsetes nõudes ja isolatsioonimaterjalina.
• Polüetüleentereftalaat (PET): joogipudelite ja tekstiilitööstuse oluline materjal.
• Polükarbonaat, ABS, nailon jt tehnilised plastid: tugevad, kuumakindlad ja kasutusel tehnilistes rakendustes.
• Termoreaktiivsed polümeerid (epoksiidid, fenoolvaik): pärast kõvenemist ei pehmene enam.

Tootmine ja lisandid

Enamik plaste on inimtekkelised ja valmistamise protsess võib olla mitmeastmeline. Paljud plastid on algselt naftakeemiatooted, mis on valmistatud maagaasist või naftast, mis on üks naftatüüp. Keemiatehnikud rafineerivad nafta ja maagaasi, mis pärast töötlemist arendavad selliseid monomeere nagu etüleen ja propüleeni, mis on paljude plastide põhikomponendid. Need monomeerid ühendatakse erisuguste polümerisatsioonimeetoditega, et toota polümeeri.

Peale polümeeri lisatakse plastisegudesse sageli täiteaineid, stabilisaatoreid, pehmitajaid, värvaineid ja tulekahju pidurdajaid — need muudavad lõpptoote omadusi (värv, vastupidavus, jäikus). Näiteks võib mõnele plastile lisada klaasi, et see muutuks tugevamaks ja jäigemaks.

Valmistamisprotsessi põhietapid:

• Monomeeride tootmine (naftast või alternatiivsetest allikatest).
• Polümerisatsioon (lisand- või kondensatsioonpolümerisatsioon).
• Komponendid ja lisandite segamine (kompoundimine).
• Vormimine: ekstrusioon, survevalu, survevalu ja 3D-trükkimine.
• Viimistlus ja töötlemine (kuivatus, lõikamine, värvimine).

Keskkonnamõjud, jäätmekäitlus ja ringlus

Vanad plastid visatakse tavaliselt ära ja ladestatakse prügilatesse, kus need võivad püsida väga pikka aega. Mõned plastid eraldavad kuumutamisel mürgiseid aurusid — see on oluline tuleohtude ja põletamise aspekt. Teine probleem on mikroplastid: väikesed plastiosakesed, mis satuvad keskkonda, veekogudesse ja toiduahelasse.

Mõned plastid võetakse ringlusse, et need ei muutuks jäätmeteks. Ringluse peamised liigid on:

• Mehaaniline ringlus: plast sorteeritakse, pestakse, purustatakse ja sulatatakse uue tooraine tootmiseks.
• Keemiline ringlus: polümeerid muudetakse keemiliselt tagasi monomeerideks või muuks keemiliseks tooraineteks, mida saab uuesti kasutada.
• Energiarecovery (põletamine energiaks): kasutatakse sellise plastijäätme puhul, mida ei saa otse ringlusse võtta, kuid põletamisel tekib energia ja samaaegselt võivad tekkida kahjulikud heitmed.
• Ladisamine (prügilasse saatmine): sageli aga kõige halvem variant keskkonnale, sest plastik laguneb väga aeglaselt.

Bioplastid ja alternatiivsed tootmisviisid

Tänapäeval valmistatakse osa plastidest ka ilma naftata. Selle asemel kasutatakse plastiku valmistamiseks muid allikaid, näiteks taimi ja baktereid. Neid plaste nimetatakse bioplastideks. Näited: PLA (polülaktaat) saadakse taimsest suhkrust või tärklisest; PHA (polühüdroksüalkanoaadid) toodetakse mikroorganismide abil. Bioplastid võivad olla biopõhised (toodetud taastuvatest allikatest) ja/või biolagunevad — need omadused ei pruugi alati tähendada, et plast laguneb looduses kiiresti või ohutult. Mõned bioplastid on kompostitavad ainult tööstuslikes kompostimistingimustes.

Kuidas tarbijana plastiga targalt käituda

• Vähenda: eelistada korduvkasutatavaid tooteid ja vähendada ühekordse plastiku kasutamist.
• Taaskasuta: korda kasutatavad konteinerid, kotid ja joogitopsid pikendavad toote eluiga.
• Sorteeri õigesti: eralda plastid ja kontrolli kohalikke juhendeid, milliseid plastitooteid saab ringlusse anda.
• Vali targalt: otsi tooteid, millel on ringluse koodid, või eelistada materjale, mida on lihtne ringlusse võtta.
• Põhiteave: ole teadlik plastide kuumutamise ja põletamise riskidest — mõned plastid võivad vabastada ohtlikke aineid.

Plast on väga mitmekülgne materjal, millel on palju kasulikke rakendusi, kuid selle tootmine ja jäätmekäitlus toovad kaasa suuri keskkonnaprobleeme. Tehnoloogiad, nagu paremad ringluse meetodid, biopõhised materjalid ning jäätmete vähendamine, aitavad plastisektorit muuta vastutustundlikumaks ja säästvamaks.