Материал: Реферат экологически безопасные пластики тема Преподаватель

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Сибирский государственный университет науки и технологий

имени академика М.Ф. Решетнева»

ИХТ

институт/факультет/подразделение

ХТПК

кафедра/цикловая комиссия

РЕФЕРАТ

Экологически безопасные пластики

тема

Преподаватель					О. А. Наумова
			подпись, дата		инициалы, фамилия
Обучающийся	ХП19-01				Н. С. Сайфулина
	номер группы, зачетной книжки		подпись, дата		инициалы, фамилия

К расноярск 2022

Содержание

Введение

Борьба с загрязнением пластиком ведется на нескольких фронтах. Одна из проблем этого материала в том, что он способен сохраняться в окружающей среде в течение длительного времени, а в некоторых случаях даже столетий. Изменяя процесс производства пластика, ученые надеются предложить его функциональные формы, которые быстро, безопасно и естественным образом разлагаются за короткое время. И недавние открытия предполагают, что в будущем это возможно.

Сегодня чаще всего пластмассы изготавливаются из химического вещества, полученного из нефти. Оно обрабатывается для образования прочных углеродных связей между отдельными мономерами, которые объединяются в длинные цепи, образуя полимер полипропилен. Таких процессов не происходит в природе, поэтому в естественной среде обитания таким связям очень трудно распасться.

Значительная часть исследований пластмасс сосредоточена на новых методах переработки, которые могут более эффективно разорвать эти цепи и позволить повторно использовать материал. При этом некоторые ученые стремятся создать пластик, который полностью перерабатывается, например, из натуральных материалов и со специальными ферментами, которые расщепляют материал после использования.

Биоразлагаемый пластик – это материал, который наносит меньший ущерб окружающей среде, когда подвергается переработке и утилизации. Он полностью или частично разлагается микроорганизмами, чьи ферменты разрушают полимерные цепи материала на мелкие части и за меньшее время.

Экологически безопасные пластики

1. 
   Биопластик из древесного порошка: разлагается за 3 месяца.
   

Команда из Йельского университета совместила древесный порошок и биоразлагаемый растворитель. В итоге, ученые превратили отходы с лесопильных заводов в суспензию органических полимеров и целлюлозы с водородными связями и переплетением на наноразмерном уровне. Затем, в ходе исследования, ученые отлили суспензию в виде биопласта.

После, ученые провели эксперимент. Они закапали листы биопластика в почву, где молекулярные связи начали распадаться за две недели, и полностью образцы разложились за три месяца. Биопластик также продемонстрировал высокую механическую прочность, стабильность при удерживании жидкостей и устойчивость к УФ-излучению.

В дополнение к быстрому разложению, биопластик также можно вернуть в его первоначальную суспензионную форму. Это позволяет извлекать и повторно использовать растворитель.

2. 
   Биопластик из отходов: разлагается за 12 месяцев.
   

Ученые из Института производственных систем и технологий дизайна им. Фраунгофера в Германии использовали промышленные отходы в виде жиры, которые содержат большое количество остаточных минералов.

В камере ферментации генетически модифицированные бактерии метаболизировали эти минералы, превращая их в биополимер полигидроксибутират. Микробы хранили его в своих клетках в жидкой форме в качестве источника энергии. После того, как PHB был впоследствии растворился, ученые смешали его с запатентованными химическими добавками. С их помощью PHB быстро затвердевали. В результате получился полиэфир, полученный биологическим путем. Авторы разработки показали, что материал проявляет свойства, аналогичные свойствам полипропилена.

Также эксперименты показали, что, если сложный полиэфир на основе PHB поместить на обычную свалку, естественные микроорганизмы полностью разрушат его в течение 6-12 месяцев.

3. 
   Встроенные ферменты разлагают материал за несколько дней.
   

Ученые из Лаборатории Беркли разработали способ встраивать небольшие количества коммерческих ферментов непосредственно в сам пластик, чтобы материал разрушался сам по себе, где бы они ни оказался.

При этом,чтобы пластик оставался в стабильной форме, исследователи добавили в материал четырехмономерный статистический гетерополимер (RHP). Его задача — рассеивать ферменты на расстоянии нескольких нанометров друг от друга. В результате получается пластик, который остается стабильным при регулярном использовании, но начинает разрушаться только при контакте с компостной почвой или горячей водой. В ходе испытаний команда обнаружила, что замачивание пластика в воде при комнатной температуре в течение трех месяцев не привело к его разрушению — этот процесс запускается только при небольшом повышении температуры.

4. 
   Биопластик на растительной основе: разрушается за 4 года.
   

Компания NEC также работает над формами экологически чистого пластика и создала рецепт воздания материала, который долговечен, как и традиционный пластик, но гораздо более безопасен для окружающей среды. Новый материал NeCycle на 50% состоит из целлюлозы

, полученной из несъедобных растений — древесины и соломы. Авторы разработки отмечают, что его можно использоваться для литья под давлением, как и обычные пластмассы. Это дает ему те же характеристики, что и у обычных пластиков. При этом, при его создании не используются ископаемые ресурсы, а также он не загрязняет естественную среду, разлагаясь примерно за четыре года. В компании NEC заявили, что уже готова к массовому производству NeCycle.

5. 
   Пластик распадается за неделю на солнечном свете.
   

Исследователи из Китая создали новый вид пластика, который разлагается всего за неделю под воздействием солнечного света и кислорода. 

Новый материал появился случайно, когда автор исследования Лян Ло из Китайского университета науки и технологий Хуачжун работал над усовершенствованным типом химического датчика. Ученый-материаловед разрабатывал новую полимерную пленку, которая меняла цвет в зависимости от уровня pH. Этот процесс был обусловлен уникальной молекулярной структурой материала: цепочки мономеров придают пленке темно-красный цвет и уносят его, когда эти связи разрываются.

В ходе экспериментов своей команды Луо обнаружил, что темно-красный цвет пленки быстро исчез, а сам материал разложился после нескольких дней нахождения на солнечном свете. Разрыв этих связей как раз является общей целью исследований по переработке пластмасс.

Пластик не подходит для использования в бутылках из-под газировки или сумках для покупок, поскольку под воздействием солнечного света и воздуха он быстро разлагается и полностью разлагается в течение недели. При этом не оставляя после себя разрушающих окружающую среду фрагментов микропластика. Где новый пластик пригодится, так это в гибкой электронике или смартфонах — там он будет изолирован от воздуха и света в течение всего срока службы.

Виды пластика и его маркировка

Определить, насколько безопасен конкретный вид пластмассы, можно с помощью маркировки. Она обозначена на упаковке цифрой. Непромаркированный пластик в России запрещен, но тем не менее встречается часто. Использовать такой пластик означает заведомо рисковать здоровьем.

1— ПЭТФ (PET/PETE) — полиэтилентерефталат. Это пластик, из которого изготавливают бутылки, одноразовые стаканчики, тарелки и другую посуду, прочие емкости и упаковку (для соусов, косметики, специй).

2— HDPE (ПВД) — полиэтилен высокой плотности (низкого давления). Из этой пластмассы изготавливают емкости для жидкостей, одноразовые пакеты,

посуду для пищевых продуктов, игрушки, банки и контейнеры для косметики и бытовой химии, канистры, ведра.

3— ПВХ (PVC) — поливинилхлорид. Из него изготавливают пищевую пленку, иногда также бутылки, пакеты, игрушки, так как материал достаточно гибкий.

4 — LDPE (ПЭНД) — полиэтилен низкой плотности (высокого давления). Из него делают пакеты, бутылки, различные контейнеры и емкости, детские игрушки.

5— ПП (РР) — полипропилен. Из этого материала производят посуду для пищевых продуктов (тарелки, ложки, вилки, стаканчики), баночки и упаковку для сметаны, йогуртов, творожков.

6— ПС (PS) — полистирол. Этот вид пластика чаще всего используют для изготовления одноразовой посуды, а также вспененных подложек для мяса, яиц, овощей и фруктов.

7— OTHER (О) — прочие виды пластика. В эту группу включены все виды пластиков, которым не присвоен собственный буквенный код. Из таких материалов изготавливают самую разную продукцию, в том числе для хранения и упаковки пищевых продуктов.

Вред и польза пластика

PET или PETE — самый распространенный вид пластмасс. При повторном использовании выделяет вещества, токсичные для человеческого организма.

HDPE (ПВД) считается относительно безопасным для человека, но может выделять формальдегид (бесцветный газ), который негативно сказывается на дыхательной и нервной системах.

LDPE (ПЭНД) безопасен при соприкосновении с продуктами питания. Но при нагревании и разложении способен выделять формальдегид.

ПП (РР) также можно считать относительно безопасным, но при высоких температурах он выделяет формальдегид. Иными словами, абсолютно безопасного пластика не существует, каждый его вид может причинить вред здоровью человека.

А теперь — пластики, которые представляют опасность всегда, а не только при нагревании, разложении, многоразовом использовании или контакте с алкоголем.

С осторожностью используйте пластик с маркировкой OTHER. При повреждении сделанной из него посуды или после истечения срока годности он начинает выделять канцероген, который может вызвать диабет или гормональный сбой. Большое количество канцерогена также выделяет ПС (PS).

Самый опасный вид пластика — ПВХ (PVC). При сжигании он выделяет в воздух очень токсичные диоксины. Содержащиеся в нем пластификаторы могут вызывать поражение печени и почек, бесплодие, рак. При возможности ограничьте использование изделий из ПВХ.