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소성

Plastic
기타 용도는 플라스틱(동음이의)을 참조하십시오.
다양한 종류의 플라스틱으로 만든 가정용품

플라스틱은 폴리머를 주성분으로 하는 광범위한 합성 또는 반합성 재료입니다.플라스틱의 가소성 덕분에 플라스틱을 성형, 압출 또는 압착하여 다양한 형태의 단단한 물체로 만들 수 있습니다.이러한 적응성과 더불어 가볍고 내구성이 뛰어나며 유연하고 저렴하게 생산할 수 있는 등 다양한 특성으로 인해 널리 사용되고 있습니다.플라스틱은 일반적으로 인간의 산업 시스템을 통해 만들어진다.대부분의 현대 플라스틱은 천연 가스나 석유와 같은 화석 연료 기반 화학 물질에서 유래한다. 그러나 최근의 산업적 방법들은 옥수수나 [1]면화 유도체와 같은 재생 가능한 물질로 만들어진 변종을 사용한다.

92억 톤의 플라스틱이 1950년에서 2017년 사이에 만들어진 것으로 추정됩니다.이 플라스틱의 절반 이상은 2004년부터 생산되었다.2020년에는 4억 톤의 플라스틱이 [2]생산되었습니다.플라스틱 수요의 세계적인 추세가 계속된다면 2050년까지 전 세계 플라스틱 생산량은 11억 톤 이상에 이를 것으로 예상된다.

20세기 초에 시작된 플라스틱의 성공과 지배는 자연 생태계에서 플라스틱의 느린 분해 속도 때문에 광범위한 환경 [3]문제를 야기했다.20세기 말, 플라스틱 산업은 환경 문제를 완화하고 플라스틱 오염의 책임을 소비자에게 떠넘기기 위해 재활용을 장려했다.플라스틱을 생산하는 주요 기업들은 당시 재활용의 경제성을 의심했고, 경제성은 개선되지 않았다.플라스틱 수거 및 재활용은 효과적인 재사용을 위해 소비자 플라스틱을 세척하고 분류하는 데 필요한 현대적 복잡성 때문에 대부분 효과가 없습니다.생산된 대부분의 플라스틱은 재활용되지 않았으며, 매립지에서 수거되거나 플라스틱 오염으로 인해 환경에 지속되고 있습니다.플라스틱 오염은 세계의 모든 주요 수역에서 발견될 수 있는데, 예를 들어, 세계의 모든 바다에 쓰레기 지대를 만들고 육지 생태계를 오염시키는 것이다.지금까지 폐기된 플라스틱 중 14%가 소각되고 [2]재활용된 플라스틱은 10%도 안 된다.

선진국에서는 플라스틱의 약 1/3이 포장에 사용되며 배관, 배관 또는 비닐 [4]사이딩과 같은 애플리케이션의 건물에서도 거의 동일합니다.기타 용도에는 자동차(최대 20% 플라스틱[4]), 가구 및 [4]장난감이 포함됩니다.개발도상국에서는 플라스틱의 용도가 다를 수 있습니다. 인도 소비량의 42%가 [4]포장에 사용되고 있습니다.의료분야에서 폴리머 임플란트 및 기타 의료장치는 적어도 부분적으로 플라스틱에서 파생된다.전 세계적으로는 1인당 연간 약 50kg의 플라스틱이 생산되고 있으며, 생산량은 10년마다 두 배로 증가하고 있다.

세계 최초의 완전 합성 플라스틱은 1907년 뉴욕에서 "플라스틱"[6]이라는 용어를 만든 레오 배클랜드에 [5]의해 발명된 베이클라이트였다.오늘날 제품 포장에 널리 사용되는 폴리에틸렌과 강도와 내구성을 이유로 건축 및 파이프에 사용되는 염화비닐(PVC) 등 수십 가지 플라스틱이 생산되고 있습니다.노벨상 수상자인 헤르만 슈타우딩거와 허먼 [7]마크 등 많은 화학자들이 플라스틱 재료 과학에 공헌했다.

어원학

플라스틱이라는 단어는 "형상되거나 성형될 수 있다"는 뜻의 그리스어 δα δα δα δα δ δ δ δ δ δ δ δ δ δ δ δ δ α δ δ pl pl ikos pl （ plastos ） ast the the the " "[8] the the the the the the the the명사로서 가장 흔히 말하는 단어는 석유화학에서 유래한 [9]제조의 고체 제품을 가리킨다.

여기서 명사 가소성은 특히 플라스틱 제조에 사용되는 재료의 변형성을 가리킨다.가소성을 통해 필름, 섬유, 플레이트, 튜브, 병, 상자 등 다양한 형태로 성형, 압출 또는 압축할 수 있습니다.가소성은 또한 이 문서의 범위를 벗어나는 재료 과학에서 고체 물질의 형태에서 비가역적인 변화를 언급하는 기술적 정의를 가지고 있다.

구조.

다음 항목도 참조하십시오.폴리머

대부분의 플라스틱은 유기 [10]고분자를 함유하고 있다.이러한 고분자의 대부분은 산소, 질소 또는 황 원자의 부착 여부와 관계없이 탄소 원자의 사슬에서 형성됩니다.이러한 체인은 단량체로 형성된 많은 반복 단위를 구성합니다.각 폴리머 체인은 수천 개의 반복 단위로 구성됩니다.백본은 메인 패스 상에 있는 체인의 일부로 다수의 반복 유닛을 링크합니다.플라스틱의 특성을 맞춤화하기 위해, 사이드 체인이라고 불리는 다른 분자 그룹이 이 골격에 매달려 있습니다; 그것들은 보통 모노머들이 서로 연결되어 폴리머 체인을 형성하기 전에 모노머에 매달려 있습니다.이러한 사이드 체인의 구조는 폴리머의 특성에 영향을 미칩니다.

속성 및 분류

플라스틱은 보통 폴리머의 골격과 측쇄의 화학적 구조에 따라 분류됩니다.이러한 방식으로 분류되는 중요한 소분류는 아크릴, 폴리에스테르, 실리콘, 폴리우레탄 및 할로겐화 플라스틱을 포함한다.플라스틱은 응축, 다첨가 및 [11]가교와 같은 합성에 사용되는 화학적 과정을 통해 분류할 수 있습니다.또한 경도, 밀도, 인장 강도, 열 저항 및 유리 전이 온도 등의 물리적 특성에 따라 분류할 수 있습니다.플라스틱은 유기 용제에 대한 노출, 산화,[12] 이온화 방사선과 같은 다양한 물질 및 프로세스에 대한 저항성과 반응으로 분류할 수 있습니다.플라스틱의 다른 분류는 특정 목적을 위한 제조 또는 제품 설계와 관련된 품질에 기초합니다.예를 들어 열가소성 플라스틱, 열경화성 고분자, 생분해성 플라스틱, 엔지니어링 플라스틱 및 엘라스토머 등이 있습니다.

열가소성 플라스틱 및 열경화성 폴리머

이 주방 용기의 플라스틱 손잡이는 열에 의해 변형되어 부분적으로 녹았다.

플라스틱의 한 가지 중요한 분류는 플라스틱을 만드는 데 사용되는 화학적 과정이 가역적인지 아닌지 여부입니다.

열가소성 수지는 가열 시 화학적 성분의 변화를 겪지 않으므로 반복적으로 성형할 수 있습니다.예를 들어 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 폴리염화비닐([13]PVC) 등이 있습니다.

열경화성 폴리머인 열경화성 폴리머는 한 번만 녹아서 모양을 만들 수 있습니다. 즉, 응고된 후에는 [14]고체 상태를 유지합니다.다시 가열하면, 온도계는 녹기 보다는 분해된다.열경화 공정에서는 불가역적인 화학반응이 일어난다.고무의 가황은 이 과정의 한 예이다.천연고무(폴리이소프렌)는 유황이 있는 상태에서 가열하기 전에는 끈적끈적하고 약간 흐르는 물질이며, 가황 후에는 건조하고 단단합니다.

비정질 플라스틱 및 결정성 플라스틱

서모셋, 폴리스티렌 및 메틸 메타크릴레이트(PMMA)를 포함한 많은 플라스틱은 완전히 비정질입니다.[15]결정성 플라스틱은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 및 폴리에테르에테르케톤(PEEK)과 같은 보다 규칙적인 간격의 원자의 패턴을 나타낸다.그러나 일부 플라스틱은 부분적으로 비정질이고 부분적으로 결정성이 있어 녹는점과 하나 이상의 유리 전이(국소적인 분자 유연성의 범위가 상당히 증가하는 온도)를 제공한다.소위 반결정 플라스틱이라고 불리는 이 플라스틱에는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리아미드(나일론), 폴리에스테르 및 일부 폴리우레탄이 포함됩니다.

전도성 고분자

주요 기사: 전도성 고분자

본질적으로 전도하는 폴리머(ICP)는 전기를 전도하는 유기 폴리머입니다.스트레치 지향 폴리아세틸렌에서 [16]최대 80kS/cm의 전도율을 달성했지만 대부분의 금속에는 미치지 못합니다.예를 들어 구리의 전도율은 수백 kS/[17]cm입니다.

생분해성 플라스틱 및 바이오 플라스틱

생분해성 플라스틱

주요 기사: 생분해성 플라스틱

생분해성 플라스틱은 햇빛이나 자외선, 물이나 습기, 박테리아, 효소 또는 바람의 마모에 노출되면 분해되는 플라스틱입니다.밀랍충이나 밀웜과 같은 곤충에 의한 공격도 생분해의 한 형태로 여겨질 수 있다.호기성 분해는 플라스틱을 표면에 노출시켜야 하는 반면, 혐기성 분해는 매립 또는 퇴비화 시스템에 효과적입니다.생분해성을 높이기 위해 생분해성 첨가물을 생산하는 회사도 있습니다.전분가루를 필러로 첨가하여 일부 플라스틱이 쉽게 분해되도록 할 수 있지만, 이러한 처리가 완전한 분해로 이어지지는 않는다.일부 연구원들은 폴리히드록시 부티레이트(PHB)와 같은 완전히 생분해성 플라스틱을 합성하기 위해 유전공학적으로 박테리아를 조작했지만,[18] 2021년 현재 이것들은 상대적으로 비용이 많이 든다.

바이오 플라스틱

주요 기사:바이오 플라스틱

대부분의 플라스틱이 석유 화학 물질로 생산되는 반면, 바이오 플라스틱은 셀룰로오스나 [19]녹말과 같은 재생 가능한 식물 물질로 만들어집니다.화석연료 매장량의 유한한 한계와 주로 그러한 연료의 연소에 의해 야기되는 온실가스의 증가 둘 다 때문에, 바이오 플라스틱의 개발은 성장하고 [20]있는 분야이다.[21] 바이오 기반 플라스틱의 전 세계 생산능력은 연간 327,000톤으로 추정된다.반면 2015년 [22]세계 유수의 석유화학 유래 폴리올레핀인 폴리에틸렌(PE)과 폴리프로필렌(PP)의 세계 생산량은 1억5000만t 이상으로 추산됐다.

플라스틱 산업

플라스틱 산업은 플라스틱 제품의 세계적인 생산, 배합, 변환 및 판매를 포함한다.중동과 러시아는 필요한 석유화학 원료의 대부분을 생산하고 있지만 플라스틱의 생산은 세계 동서부에 집중되어 있다.플라스틱 산업은 엄청난 수의 회사로 구성되어 있으며 다음과 같은 여러 부문으로 나눌 수 있습니다.

생산.

1950년부터 2017년 사이에 제조된 플라스틱은 92억 톤으로 추정되며, 이 중 절반 이상이 2004년 이후 생산되었습니다.1950년대 플라스틱 산업이 탄생한 이후 전 세계 생산량은 크게 증가하여 2015년 3억8100만 톤(첨가물 [2][23]제외)에서 2021년에는 4억 톤에 달했습니다.1950년대부터 포장, 건축 및 건설 및 기타 [2]분야에서 플라스틱 사용이 빠르게 성장했습니다.플라스틱 수요의 세계적인 추세가 계속된다면 2050년까지 전 세계 플라스틱 생산량은 11억 [2]톤 이상에 이를 것으로 예상된다.

폴리프로필렌 식물
A Slovnaft facility in Bratislava, Slovakia
슬로바키아 브라티슬라바의 슬로브나프트 시설
A SOCAR Polymer polypropylene plant in Sumgayit, Azerbaijan
아제르바이잔 섬가이트에 있는 SOCAR 폴리머 폴리프로필렌 공장
1950-2015년 [23]전 세계 플라스틱 연간 생산량.세로줄은 1973~1975년 경기후퇴와 2007-2008년 재정위기를 나타내며, 이로 인해 플라스틱 생산이 일시적으로 감소하였다.

플라스틱은 화학 공장에서 출발 물질(단량체)의 중합에 의해 생산되는데, 거의 항상 석유 화학 물질입니다.이러한 시설은 일반적으로 규모가 크고 시각적으로 정유공장과 유사하며, 곳곳에 널려 있는 파이프 구조물이 있습니다.이러한 발전소의 규모가 크기 때문에 규모의 경제를 활용할 수 있습니다.그러나 플라스틱 생산은 세계 생산의 [24]90%를 차지하는 100여 개 업체가 있어 특별히 독점적인 것은 아니다.여기에는 민간기업과 국영기업이 혼합되어 있습니다.전체 생산의 약 절반이 동아시아에서 이루어지며, 단일 생산국으로는 중국이 가장 크다.주요 국제 생산업체는 다음과 같습니다.

전 세계 플라스틱 생산(2020년)[25]
지역 글로벌 생산
중국 31%
일본. 3%
기타 아시아 지역 17%
NAFTA 19%
중남미 4%
유럽 16%
CIS 3%
중동 및 아프리카 7%

역사적으로 유럽과 북아메리카는 전 세계 플라스틱 생산을 지배해 왔다.그러나, 2010년 이후,[25] 2020년에는 중국이 전체 플라스틱 수지 생산의 31%를 차지하는 등, 아시아가 중요한 생산국으로 부상하고 있습니다.플라스틱 생산량의 지역적 차이는 사용자 수요, 화석 연료 원료 가격, 석유 화학 산업에 대한 투자 등에 의해 좌우된다.예를 들어, 2010년부터 2000억 달러 이상이 미국에 새로운 플라스틱 및 화학 공장에 투자되었으며, 이는 낮은 원자재 비용으로 자극되었다.유럽연합(EU)에서도 연간 매출액 3600억 유로 이상의 160만 명 이상의 직원을 고용하고 있는 플라스틱 산업에 막대한 투자가 이루어지고 있습니다.2016년 중국에는 15,000개 이상의 플라스틱 제조 회사가 있으며,[2] 3660억 달러 이상의 수익을 창출했습니다.

2017년 세계 플라스틱 시장은 용해 및 재주조가 가능한 열가소성 플라스틱이 주도했습니다.열가소성 플라스틱에는 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC), 폴리스티렌(PS) 및 합성섬유가 포함되며, 모두 전체 [2]플라스틱의 86%를 차지한다.

배합

열연화 재료의 플라스틱 배합 방식

플라스틱은 순수하게 혼합되지 않은 물질로 판매되지 않고, 대신 다양한 화학 물질과 첨가물로 알려진 다른 물질과 혼합된다.이것들은 배합 단계에서 첨가되며, 최종 품목의 수명, 작업성 또는 외관을 개선하기 위한 안정제, 가소제 및 염료와 같은 물질을 포함한다.경우에 따라 다른 유형의 플라스틱을 혼합하여 고충격 폴리스티렌과 같은 고분자 혼합을 형성할 수 있습니다.대기업은 생산 전에 자체 배합 작업을 할 수 있지만, 일부 생산업체는 제3자에 의해 배합 작업을 수행합니다.이 작업을 전문으로 하는 회사는 컴파운더로 알려져 있습니다.

열경화성 플라스틱의 배합은 비교적 간단합니다. 최종 형태로 경화될 때까지 액체로 남아 있기 때문입니다.대부분의 제품을 만드는 데 사용되는 열연화 재료는 첨가제를 혼합하기 위해 플라스틱을 녹여야 합니다.여기에는 150–320°C(300–610°F) 사이의 온도로 가열해야 합니다.녹은 플라스틱은 점성이 있고 층류 현상이 나타나 혼합 상태가 좋지 않습니다.따라서 배합은 필요한 열을 공급하고 적절하게 분산된 제품을 제공하기 위해 혼합할 수 있는 압출 장치를 사용하여 이루어집니다.

대부분의 첨가물의 농도는 보통 매우 낮지만, 높은 농도를 첨가하여 마스터배치 제품을 만들 수 있습니다.이들 첨가물은 농축되어 있지만 여전히 호스트 레진에 적절하게 분산되어 있습니다.마스터배치 과립은 저렴한 벌크 폴리머와 혼합될 수 있으며, 공정 중에 첨가물을 방출하여 균일한 최종 제품을 제공합니다.이는 완전히 복합된 소재로 작업하는 것보다 저렴할 수 있으며 특히 색상의 도입에 일반적으로 사용됩니다.

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사출 성형에 관한 짧은 비디오(9분 37초)
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플라스틱 음료수 병 중공 성형

완제품을 생산하는 회사는 컨버터(때로는 프로세서)로 알려져 있습니다.전 세계에서 생산되는 플라스틱의 대부분은 열연화성이며 성형하기 위해서는 녹을 때까지 가열되어야 합니다.플라스틱을 거의 모든 형태로 형성할 수 있는 다양한 종류의 압출 장치가 존재합니다.

  • 필름 송풍 - 플라스틱 필름(캐리어 백, 시트)
  • 중공 성형 - 얇은 중공 물체 대량(음료수 병, 장난감)
  • 회전 성형 - 두꺼운 벽의 중공 물체(IBC 탱크)
  • 사출 성형 - 솔리드 오브젝트(전화 케이스, 키보드)
  • 방적 - 섬유(나일론, 스판덱스 등)를 생산합니다.

열경화성 재료의 경우 플라스틱은 처음에는 액체이지만 고체 제품을 만들기 위해 경화되어야 하므로 공정이 약간 다릅니다. 그러나 대부분의 장비는 대체로 비슷합니다.

가장 일반적으로 생산되는 플라스틱 소비자 제품에는 LDPE(봉투, 용기, 식품 포장 필름), HDPE(우유병, 샴푸병, 아이스크림통) 및 PET(물 및 기타 음료용 병)로 만든 포장이 포함됩니다.이들 제품을 합치면 전 세계 플라스틱 사용량의 약 36%를 차지합니다.대부분의 제품(예: 일회용 컵, 접시, 식기, 테이크 아웃 용기, 캐리어 백)은 단기간 동안만 사용되며, 대부분 하루도 채 되지 않습니다.건축 및 건설, 섬유, 운송 및 전기 장비에서 플라스틱을 사용하는 것도 플라스틱 시장의 상당한 부분을 차지하고 있습니다.이러한 목적으로 사용되는 플라스틱 제품은 일반적으로 보다 수명이 길다.약 5년(예: 섬유 및 전기 장비)에서 20년(예: 건설 자재, 산업 기계)[2]까지 사용할 수 있습니다.

플라스틱 소비는 국가와 지역사회에 따라 다르며, 플라스틱이 대부분의 사람들의 삶에 침투했다.북미(즉, 북미자유무역협정 또는 NAFTA 지역)가 전 세계 플라스틱 소비의 21%를 차지하고 있으며, 중국(20%)과 서유럽(18%)이 그 뒤를 바짝 따르고 있다.북미와 유럽에서는 1인당 플라스틱 소비량이 높다(각각 94kg, 85kg/캐피타).중국은 1인당 소비량(연간 58kg)은 낮지만 인구가 많아 전국적으로 소비가 많다.[2]

플라스틱의 종류

일반 플라스틱

일반적인 플라스틱의 화학적 구조 및 용도

전 세계 생산량의 약 70%가 6가지 주요 폴리머 유형, 이른바 상품 플라스틱에 집중되어 있습니다.대부분의 다른 플라스틱과 달리 이러한 플라스틱은 종종 수지 식별 코드(RIC)로 식별할 수 있습니다.

Symbol Resin Code 01 PET.svg 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET 또는 PET)
Symbol Resin Code 02 PE-HD.svg 고밀도 폴리에틸렌(HDPE 또는 PE-HD)
Symbol Resin Code 03 PVC.svg 폴리염화비닐(PVC 또는 V)
Symbol Resin Code 04 PE-LD.svg 저밀도 폴리에틸렌(LDPE 또는 PE-LD),
Symbol Resin Code 05 PP.svg 폴리프로필렌(PP)
Symbol Resin Code 06 PS.svg 폴리스티렌(PS)

폴리우레탄(PUR)과 PP&A 섬유도[26] 화학적으로 상당히 다양한 그룹이기 때문에 RIC가 부족하지만 주요 상품 등급으로 포함되는 경우가 많다.이러한 재료는 저렴하고 다용도적이며 작업하기 쉬우며 대량 생산 일상용품에 선호됩니다.가장 큰 단일 용도는 패키징이며, 2015년에는 전 세계 생산량의 36%에 해당하는 약 1억4천600만 톤이 이 방식으로 사용되었습니다.플라스틱의 지배력 때문에 플라스틱의 낮은 생분해성으로 인한 오염과 같은 플라스틱과 관련된 많은 특성들과 문제점들은 궁극적으로 상품 플라스틱에 기인한다.

일반 플라스틱 외에도 수많은 플라스틱이 존재하며, 많은 플라스틱이 탁월한 특성을 가지고 있습니다.

고분자 유형별 전 세계 플라스틱 생산량(2015년)[23]
고분자 실가동(Mt) 전체 플라스틱 비율 폴리머 타입 서멀 문자
저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 64 15.7% 폴리올레핀 열가소성 플라스틱
고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 52 12.8% 폴리올레핀 열가소성 플라스틱
폴리프로필렌(PP) 68 16.7% 폴리올레핀 열가소성 플라스틱
폴리스티렌(PS) 25 6.1% 불포화 폴리올레핀 열가소성 플라스틱
폴리염화비닐(PVC) 38 9.3% 할로겐화 열가소성 플라스틱
폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 33 8.1% 응축 열가소성 플라스틱
폴리우레탄(PUR) 27 6.6% 응축 서모셋[27]
PP&A[26] 파이버 59 14.5% 응축 열가소성 플라스틱
기타 모든 것 16 3.9% 여러가지 다르다
첨가물 25 6.1% - -
총 407 100% - -

엔지니어링 플라스틱

엔지니어링 플라스틱은 보다 견고하며 차량 부품, 건축 자재 및 일부 기계 부품과 같은 제품을 만드는 데 사용됩니다.경우에 따라서는 서로 다른 플라스틱(ABS, HIPS 등)을 혼합하여 형성된 폴리머 블렌드입니다.엔지니어링 플라스틱은 차량의 금속을 대체하여 중량을 줄이고 연비를 6-8% 향상시킵니다.현대 자동차 부피의 약 50%가 플라스틱으로 만들어졌지만, 이는 차량 [28]중량의 12-17%에 불과합니다.

  • 폴리카보네이트(PC): 콤팩트 디스크, 안경, 폭동 방패, 보안창, 신호등, 렌즈
  • 폴리카보네이트+아크릴로니트릴부타디엔스티렌(PC+ABS) : PC와 ABS의 혼합으로 자동차 내외장 부품 및 휴대전화 본체에 사용되는 강력한 플라스틱을 만듭니다.
  • 폴리에틸렌 + 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(PE + ABS): 저부하 드라이 베어링에 사용되는 PE와 ABS의 미끄러운 혼합
  • 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)(아크릴산): 콘택트렌즈(원래의 「하드」품종), 유리(이러한 형태로 전 세계의 다양한 상표명으로 가장 잘 알려져 있습니다.차량용 Perspex, Plexiglas 및 Oroglas), 형광등 확산기 및 리어라이트 커버.또한 다른 약제를 사용하여 물에 부유할 경우 예술 및 상업용 아크릴 물감의 기초를 형성합니다.
  • 실리콘(폴리백산): 실란트로 주로 사용되는 내열성 수지이지만 고온 조리기구 및 공업용 도료용 베이스 수지
  • 요소포름알데히드(UF): 페놀류의 다색성 대체물로 사용되는 아미노플라스틱 중 하나: 목재 접착제(합판, 칩보드, 하드보드) 및 전기 스위치 하우징에 사용

고성능 플라스틱

고성능 플라스틱은 일반적으로 가격이 비싸며, 그 용도는 뛰어난 특성을 활용하는 전문 분야에만 한정됩니다.

갤러리

  • PET water bottle

    페트병

  • High density polythene (HDPE) is used sturdy containers; Transparent ones may be made of PET

    고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 견고한 용기를 사용합니다. 투명한 용기는 PET로 만들 수 있습니다.

  • Disposable suits; nonwoven HDPE fabric

    일회용 정장, 부직포 HDPE 원단

  • Plastic mailing envelopes (hdpe)

    플라스틱 메일링 봉투(hdpe)

  • Clear plastic bags (shown) are made of low density polythene (LDPE); blown-film shopping bags with handles are now made of HDPE

    투명 비닐봉투(표시)는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)으로 제작되었으며, 손잡이가 달린 필름 쇼핑백은 HDPE로 제작되었습니다.

  • A Ziploc bag made from LDPE

    LDPE 지퍼백

  • A polypropylene chair

    폴리프로필렌 의자

  • Stools of hdpe

    hdpe의 스툴

  • Expanded polystyrene foam ("Thermocol")

    발포 폴리스틸렌 폼('Thermocol')

  • Extruded polystyrene foam ("Styrofoam")

    압출 폴리스틸렌 폼('스티로폼')

  • A piece of packaging foam made from LDPE

    LDPE제 포장 폼 1개

  • A kitchen sponge made of polyurethane foam

    폴리우레탄 발포 주방용 스폰지

  • Non-stick cookware made of Teflon

    테프론제 논스틱 조리기구

  • iPhone 5c, a smartphone with a polycarbonate unibody shell

    아이폰5c, 폴리카보네이트 유니바디 쉘 탑재 스마트폰

  • 10m deep Monterey Bay Aquarium tank has acrylic windows up to 33cm thick to withstand the water pressure

    수심 10m의 몬테레이만 수족관 수조에는 최대 33cm 두께의 아크릴창이 있어 수압에도 견딜 수 있습니다.

  • PVC 파이프

적용들

플라스틱의 가장 큰 응용 분야는 포장 재료이지만, 건축(파이프, 홈통, 문과 창문), 직물(수직물, 양털), 소비재(장난감, 식기, 칫솔), 운송(헤드라이트, 범퍼, 바디 패널, 윙 미러), 전자제품(전화기, 윙 미러) 등 다양한 분야에서 사용됩니다.컴퓨터,[23] 텔레비전) 및 기계 부품으로 사용할 수 있습니다.



첨가물

첨가제는 플라스틱에 혼합된 화학 물질로, 플라스틱의 성능이나 외관을 변화시켜 플라스틱의 특성을 용도에 [30][31]맞게 변경할 수 있습니다.따라서 첨가물은 플라스틱이 [32]널리 사용되는 이유 중 하나이다.플라스틱은 고분자 사슬들로 구성되어 있다.플라스틱 첨가물로 많은 다른 화학물질이 사용된다.무작위로 선택한 플라스틱 제품에는 일반적으로 약 20개의 첨가제가 포함되어 있습니다.첨가물의 성분과 농도는 일반적으로 [2]제품에 기재되어 있지 않습니다.

EU에서는 400개 이상의 첨가제가 [33][2]대량으로 사용되고 있습니다.전 세계 시장 [34]분석에서 5500개의 첨가물이 발견되었습니다.적어도 모든 플라스틱은 폴리머 분해 없이 용융 가공(성형)할 수 있는 폴리머 안정제를 포함하고 있습니다.다른 첨가물은 옵션이며 필요에 따라 추가할 수 있으며, 응용 프로그램마다 부하가 크게 다릅니다.플라스틱에 함유된 첨가물의 양은 첨가물의 기능에 따라 달라집니다.예를 들어 폴리염화비닐(PVC) 첨가제는 전체 [2]부피의 80%까지 구성될 수 있다.순수 무혼합 플라스틱(맨발의 수지)은 1차 생산업체에서도 판매되지 않습니다.

용출

첨가물은 폴리머에 약하게 결합되거나 폴리머 매트릭스에서 반응할 수 있다.첨가제는 플라스틱에 혼합되어 있지만 화학적으로 구별되며, 일반 사용 중, 매립지 사용 중 [35]또는 환경에서의 부적절한 폐기 후에 점차 침출될 수 있습니다.첨가제는 분해되어 다른 독성 분자를 형성할 수도 있습니다.플라스틱을 미세 플라스틱과 나노 플라스틱으로 분할하면 화학 첨가물이 사용 지점에서 멀리 떨어진 환경에서 이동할 수 있습니다.일단 방출되면, 일부 첨가물과 유도체가 환경에 지속되어 유기체에 생물 축적될 수 있습니다.그것들은 인간의 건강과 생물에 악영향을 미칠 수 있다.미국 환경보호청(US EPA)의 최근 검토에 따르면 플라스틱 포장과 잠재적으로 관련된 3,377개의 화학물질과 관련된 906개의 화학물질 중 68개가 ECHA에 의해 "인간 건강 위험에 가장 높은"으로, 68개가 "환경 [2]위험에 가장 높은"으로 평가되었다.

재활용

주요 기사 : 플라스틱 재활용

첨가제는 플라스틱의 특성을 변화시키므로 재활용 시 고려해야 합니다.현재, 거의 모든 재활용은 단순히 사용한 플라스틱을 용융하여 새로운 품목으로 개조하는 것만으로 이루어집니다.첨가제는 제거가 어렵기 때문에 재활용 제품에는 위험이 있습니다.플라스틱 제품을 재활용할 때 첨가제가 신제품에 통합될 가능성이 높다.폐플라스틱은 모든 폴리머 타입이 동일하더라도 다양한 종류의 첨가물이 함유되어 있습니다.이러한 특성을 함께 혼합하면 일관되지 않은 특성을 가진 재료가 생성되어 산업에 매력적이지 않을 수 있습니다.예를 들어, 다른 플라스틱 착색제와 다른 색상의 플라스틱을 함께 혼합하면 변색되거나 갈색의 재료가 생성될 수 있습니다. 따라서 플라스틱은 일반적으로 재활용 [2]전에 폴리머 유형과 색상으로 분류됩니다.

가치사슬 전반에서 투명성과 보고가 결여되어 최종제품의 화학적 프로파일에 대한 지식이 부족한 경우가 많다.예를 들어, 브롬화 난연제를 함유한 제품이 새로운 플라스틱 제품에 통합되었습니다.난연제는 식품포장이나 육아용품에 있어서는 안 되는 전자 및 전기기기, 섬유, 가구 및 건축자재에 사용되는 화학제품 그룹이다.최근 연구에 따르면 브롬화 난연제를 함유한 재활용 플라스틱 전자 폐기물로 만들어진 장난감에서 의도하지 않은 오염물질로 브롬화 다이옥신이 발견되었습니다.브롬화 다이옥신은 염소화 다이옥신과 유사한 독성을 보이는 것으로 밝혀졌다.그것들은 신경계에 부정적인 발달 효과와 부정적인 영향을 미칠 수 있고 내분비계의 [2]메커니즘을 방해할 수 있다.

건강에 미치는 영향

플라스틱과 관련된 많은 논쟁은 실제로 플라스틱 첨가물과 관련이 있는데, 일부 화합물은 지속적이고, 생물 축적될 수 있고,[36][37][30] 잠재적으로 해로울 수 있기 때문이다.현재 금지된 난연제인 OctaBDE와 PentaBDE가 그 한 예이며, 프탈레이트의 건강상의 영향은 대중의 지속적인 관심 분야이다.첨가제는 폐기물을 태우는 경우에도 문제가 될 수 있습니다. 특히 많은 개발도상국에서 흔히 볼 수 있듯이, 소각이 통제되지 않거나 저기술 소각로에서 발생하는 경우 더욱 그렇습니다.불완전 연소는 다이옥신 [2]등의 지속성 유기 오염 물질(POP)을 함유할 수 있는 산성 가스 및 화산재와 같은 유해 물질의 배출을 유발할 수 있습니다.

인체 및/또는 환경에 유해한 것으로 확인된 많은 첨가물이 국제적으로 규제되고 있습니다.지속성 유기오염물질에 관한 스톡홀름 협약(POPs)은 환경에 장기간 온전하게 남아있고, 지리적으로 널리 분포되고, 인간과 야생동물의 지방조직에 축적되며, 인간의 건강이나 건강에 해로운 영향을 미치는 화학물질로부터 인간의 건강과 환경을 보호하기 위한 세계적인 조약이다.바이론먼트[2]

카드뮴, 크롬, 납, 수은(수은에 관한 미나마타 협약에 따라 규제됨)과 같이 유해한 것으로 판명된 다른 첨가물은 많은 관할구역에서 금지되어 있다.하지만 그것들은 여전히 식품 포장을 포함한 일부 플라스틱 포장에서 일상적으로 발견된다.플라스틱 젖병에 첨가물 비스페놀 A(BPA)의 사용은 세계 여러 곳에서 금지되어 있지만, 일부 저소득 [2]국가에서는 제한되지 않습니다.

첨가제의 종류

가법형 존재하는 [30]경우 일반적인 농도(%) 묘사 예시 화합물 댓글 전 세계 적층 생산량 점유율(중량 [23]기준)
가소제 10–70 플라스틱은 부서지기 쉬울 수 있으며, 가소제를 첨가하면 내구성이 향상되고, 플라스틱을 많이 첨가하면 유연성이 향상됩니다. 프탈레이트가 지배적인 등급이며, 안전한 대안으로는 아디페이트 에스테르(DEHA, DOA)와 구연산 에스테르(ATBC 및 TEC)가 있습니다. 전 세계 생산량의 80~90%는 PVC에 사용되며, 나머지 대부분은 셀룰로오스 아세테이트에 사용됩니다.대부분의 제품 하중이 10-35% 사이인 경우 플라스톨에 높은 하중이 사용됩니다. 34%
난연제 1-30 석유화학제품으로 대부분의 플라스틱은 쉽게 연소되며 난연제는 이를 방지할 수 있습니다. 브롬화 난연제, 염소화 파라핀 비염소화 유기인산염은 생태학적으로 더 안전하지만 종종 덜 효율적이다. 13%
열안정제 0.3-5 열과 관련된 열화 방지 전통적으로 납, 카드뮴, 주석의 유도체입니다.바륨/아연 혼합물 및 스테아린산칼슘과 다양한 시너지제를 포함한 보다 안전한 현대적 대안 PVC에서 거의 독점적으로 사용됩니다. 5%
필러 0-50 외관 및 기계적 특성을 변경하여 가격을 낮출 수 있습니다. 탄산칼슘 "찰크", 탈크, 유리구슬, 카본블랙.카본 파이버 등 필러 강화도 가능 대부분의 불투명한 플라스틱에는 필러가 포함되어 있습니다.높은 수치는 또한 자외선을 막을 수 있다. 28%
영향 수식어 10-40 내구성 및 내손상성[38] 향상 일반적으로 고무, 스티렌 공중합체 등 기타 일부 탄성체 중합체 PVC에는 염소화 폴리에틸렌을 사용한다. 5%
항산화제 0.05–3 처리 중 성능 저하로부터 보호 페놀, 인산에스테르, 특정 티오에테르 가장 널리 사용되는 유형의 첨가제인 모든 플라스틱은 일종의 고분자 안정제를 포함합니다. 6%
착색제 0.001-10 색채를 부여하다 다양한 염료 또는 안료 2%
윤활제 0.1-3 플라스틱 성형 지원, 가공 보조 장치(또는 흐름 보조 장치), 방출제, 슬립 첨가제 포함 파라핀 왁스, 왁스에스테르, 금속 스테아레이트(즉 스테아린산 아연), 긴 사슬 지방산 아미드(올레아미드, 에루카미드) 2%
광안정기 0.05–3 자외선 손상으로부터 보호 HALS, 자외선 차단제 및 급랭 장치 통상 아웃도어 용품에만 사용 1%
다른. 여러가지 항균제, 정전기 방지제, 송풍제, 핵생성제 4%

독성

순수 플라스틱은 물 속 불용성 때문에 독성이 낮고 분자량이 크기 때문에 생화학적으로 불활성이다.플라스틱 제품에는 다양한 첨가물이 포함되어 있지만, 그 중 일부는 [39]독성이 있을 수 있습니다.예를 들어, 지방산염이나 프탈레이트와 같은 가소제는 종종 PVC와 같은 부서지기 쉬운 플라스틱에 첨가되어 식품 포장, 장난감, 그리고 많은 다른 품목에 사용하기에 충분히 유연하도록 만듭니다.이러한 화합물의 흔적은 제품에서 침출될 수 있습니다.이러한 침출수의 영향에 대한 우려 때문에 EU는 일부 용도에서의 DEHP(di-2-에틸헥실프탈레이트) 및 기타 프탈레이트의 사용을 제한하고 있으며, 미국은 아동용 완구 및 아동용 완구를 통한 DEHP, DPB, BBP, DINP, DIDP 및 DNOP의 사용을 제한하고 있다.폴리스티렌 식품용기에서 용출된 일부 화합물은 호르몬 기능을 방해한다는 주장이 제기돼 인체 발암물질(암 유발물질)[40]로 의심된다.기타 잠재적 우려 화학물질로는 알킬페놀 [37]등이 있다.

완성된 플라스틱은 무독성이지만 모체 폴리머 제조에 사용되는 모노머는 독성이 있을 수 있습니다.경우에 따라서는 적절한 처리를 하지 않으면 소량의 화학물질이 제품에 갇혀 있을 수 있습니다.예를 들어 세계보건기구(WHO)의 국제암연구기구(IARC)는 PVC의 전구물질인 염화비닐을 사람의 [40]발암물질로 인정했다.

비스페놀 A(BPA)

다음 항목도 참조하십시오.비스페놀 A가 건강에 미치는 영향

몇몇 플라스틱 제품들은 에스트로겐 [41]활성을 가진 화학 물질로 분해된다.폴리카보네이트의 주요 구성 요소인 비스페놀 A(BPA)는 [40]음식으로 침출될 수 있는 에스트로겐과 유사한 내분비 교란제입니다.환경 건강 관점의 연구는 깡통, 치과용 실란트, 폴리카보네이트 병의 안감에서 침출된 BPA가 실험 동물들의 [42]몸무게를 증가시킬 수 있다는 것을 발견했어요.더 최근의 동물 연구는 낮은 수준의 BPA에 대한 노출도 인슐린 저항을 초래하고, 이는 염증과 심장병을 [43]초래할 수 있다는 것을 보여준다.2010년 1월 현재, Los Angeles Times는 미국 식품의약국(FDA)이 BPA의 [44]암과의 연관성 징후를 조사하기 위해 3천만 달러를 지출하고 있다고 보도했다.PVC를 기반으로 한 랩에 포함된 비스(2-에틸헥실) 아디페이트는 새로운 자동차 냄새에 존재하는 휘발성 유기 화합물과 마찬가지로 걱정거리다.EU는 장난감에서 프탈레이트를 사용하는 것을 영구적으로 금지하고 있다.2009년 미국 정부는 플라스틱에 [45]일반적으로 사용되는 특정 종류의 프탈레이트를 금지했다.

환경에 미치는 영향

2050년까지 바다에 물고기보다 플라스틱이 더 많을 것이라는 것을 보여주는 커뮤니케이션 캠페인 인포그래픽
참고 항목: 플라스틱 오염, 해양 잔해 및 그레이트 퍼시픽 쓰레기 패치

대부분의 플라스틱은 화학적 구조상 내구성이 높기 때문에 많은 자연 분해 과정에 내성이 있습니다.호박과 같은 구조적으로 유사한 천연 물질의 지속성이 입증되었기 때문에 이 물질의 대부분은 수 세기 이상 지속될 수 있습니다.

지난 세기에 얼마나 많은 플라스틱 쓰레기가 만들어졌는지에 대해서는 서로 다른 추정치가 있다.한 [46]추정치에 따르면, 1950년대 이후 10억 톤의 플라스틱 쓰레기가 버려졌다.다른 사람들은 인간의 누적 플라스틱 생산량을 83억 톤으로 추산하고 있는데, 이 중 63억 톤은 폐기물이며,[47] 재활용되는 비율은 9%에 불과합니다.

이 폐기물은 81%의 폴리머 수지, 13%의 폴리머 섬유, 32%의 첨가물로 구성되어 있는 것으로 추정됩니다.2018년 한 해 동안 3억 4천 3백만 톤 이상의 플라스틱 폐기물이 발생했으며, 이 중 90%가 사후 소비자 플라스틱 폐기물(산업, 농업, 상업 및 시립 플라스틱 폐기물)로 구성되었습니다.나머지는 수지 생산 및 플라스틱 제품 제조로 인한 사전 소비자 폐기물(예: 부적절한 색상, 경도 또는 가공 [2]특성으로 인해 폐기된 재료)이었습니다.

Ocean Conservancy는 중국, 인도네시아, 필리핀, 태국, 그리고 베트남이 다른 모든 나라들을 [48]합친 것보다 더 많은 플라스틱을 바다에 버린다고 보고했다.양쯔, 인더스, 황색, 하이, 나일, 갠지스, 진주, 아무르, 니제르, 메콩강은 전 세계 플라스틱 하중의 88~95%를 바다로 [49][50][verify quote punctuation]운반한다.

먹이 사슬에서 플라스틱, 특히 미세 플라스틱의 존재가 증가하고 있습니다.1960년대에 바닷새의 내장에서 미세 플라스틱이 관찰되었고, 그 이후로 농도가 증가하였다.[51] 먹이사슬에서 플라스틱의 장기적인 영향은 잘 알려져 있지 않다.2009년에는 지역에 [51]따라 추정치가 다르지만 [52]현대 폐기물의 10%가 플라스틱으로 추정되었다.한편, 해역의 파편의 50~80%는 [51]플라스틱이다.플라스틱은 농업에서 종종 사용된다.바다보다 토양에 플라스틱이 더 많다.환경에서의 플라스틱의 존재는 생태계와 인간의 [53]건강을 해친다.

환경에 미치는 영향에 대한 연구는 일반적으로 폐기 단계에 초점을 맞추고 있습니다.그러나 플라스틱의 생산은 또한 상당한 환경, 건강 및 사회경제적 [54]영향에도 책임이 있습니다.

몬트리올 의정서 이전에는 CFC가 플라스틱 폴리스티렌 제조에 일반적으로 사용되었으며, 이 플라스틱 폴리스티렌의 생산은 오존층 고갈의 원인이 되었다.

플라스틱이 환경에 미치는 영향을 줄이기 위한 노력에는 플라스틱의 생산과 사용, 폐기물과 재활용 정책의 감소, 지속 가능한 포장과 같은 플라스틱 대체품의 사전 개발 및 도입이 포함될 수 있습니다.

미세 플라스틱

이 섹션은 마이크로 플라스틱에서 발췌한 것입니다.[편집]
독일의 4대강 퇴적물에서 나온 미세 플라스틱.흰색 화살촉으로 표시된 다양한 모양에 주목하십시오. (흰색 막대는 축척을 기준으로 1mm를 나타냅니다.)
광분해 플라스틱 빨대.가볍게 만지면 더 큰 빨대가 미세 플라스틱으로 부서진다.

미국 국립해양대기청([55][56]NOAA)과 유럽화학청에 [57]따르면 미세 플라스틱은 길이가 5mm(0.20인치) 미만인 플라스틱의 파편이다.그것들은 화장품, 의류, 식품 포장, 그리고 산업 공정을 포함한 다양한 원천으로부터 자연 생태계에 유입됨으로써 오염을 유발한다.

거시 플라스틱이라는 용어는 플라스틱 병과 같은 더 큰 플라스틱 쓰레기와 미세 플라스틱을 구별하기 위해 사용됩니다.현재 미세 플라스틱의 두 가지 분류가 알려져 있다.1차 미세 플라스틱은 환경에 들어가기 전에 크기가 이미 5.0mm 이하인 플라스틱 조각이나 입자를 포함합니다.여기에는 의류, 마이크로비드,[58][59][60] 플라스틱 펠릿에서 나오는 미세섬유가 포함됩니다.2차 미세 플라스틱은 환경 진입 후 자연 풍화 과정을 통해 대형 플라스틱 제품의 분해(분해)에서 발생합니다.이러한 2차 미세 플라스틱의 공급원에는 물과 탄산음료 병, 어망, 비닐 봉투, 전자레인지 용기, 티백,[61][60][62][63] 타이어 마모 등이 포함된다.두 유형 모두 환경, 특히 수질 [64]오염을 일으키는 수생 및 해양 생태계에서 높은 수준의 지속성을 유지하는 것으로 알려져 있다.해양 미세 플라스틱의 35%는 주로 세탁 [65]과정에서 폴리에스테르, 아크릴 또는 나일론 소재 의류의 침식 때문에 섬유/섬유에서 만들어집니다.그러나 미세 플라스틱은 또한 공기와 지상 생태계에 축적된다.

플라스틱은 천천히 분해되기 때문에(종종 수백 [66][67]년에서 수천 년에 걸쳐), 미세 플라스틱은 많은 유기체의 신체와 조직에 흡수, 통합 및 축적될 가능성이 높습니다.바다와 유출에서 나오는 독성 화학물질은 먹이사슬을 [68][69]생물화시킬 수도 있다.육지 생태계에서 미세 플라스틱은 토양 생태계의 생존력을 떨어뜨리고 [70][71]지렁이의 무게를 줄이는 것으로 입증되었다.환경에서의 미세 플라스틱의 주기와 움직임은 충분히 알려져 있지 않지만, 현재 그 현상을 조사하기 위한 연구가 진행 중이다.중국(2020년)의 심층 해양 퇴적물 조사에서는 플라스틱 발명보다 훨씬 오래된 퇴적층에 플라스틱이 존재함을 보여 표면 샘플 해양 [72]조사에서 미세 플라스틱을 과소평가한 것으로 의심된다.미세 플라스틱은 또한 그 [73]근원에서 멀리 떨어진 높은 산에서도 발견되어 왔다.

미세 플라스틱은 사람의 혈액에서도 발견되었지만 그 영향은 거의 [74][75]알려지지 않았다.

플라스틱의 분해

주요 기사:고분자 분해

플라스틱은 다양한 과정에 의해 분해되는데, 그 중 가장 중요한 것은 보통 광산화입니다.그들의 화학적 구조가 그들의 운명을 결정한다.고분자의 해양 열화는 바다의 염분 환경과 냉각 효과의 결과로 인해 훨씬 더 오래 걸리며,[51] 특정 환경에서 플라스틱 파편의 지속에 기여한다.그러나 최근의 연구는 바다의 플라스틱이 태양, 비, 그리고 다른 환경 조건에 노출되어 비스페놀 A와 같은 독성 화학 물질의 방출로 인해 이전에 생각했던 것보다 더 빨리 분해된다는 것을 보여주었다.하지만 바다에 있는 플라스틱의 부피가 증가했기 때문에, 부패는 [76]느려졌다.Marine Conservancy는 다음과 같은 플라스틱 제품의 분해 속도를 예측했습니다.거품 플라스틱 컵은 50년, 플라스틱 음료 홀더는 400년, 일회용 기저귀는 450년, 낚싯줄은 [77]600년이 걸릴 것으로 추정된다.

플라스틱을 분해할 수 있는 미생물 종은 과학에 알려져 있으며, 그 중 일부는 특정 종류의 플라스틱 폐기물을 처리하는 데 잠재적으로 유용합니다.

  • 1975년, 나일론 공장의 폐수를 포함한 연못을 연구하는 일본 과학자 팀은 6-아미노헥사노산염의 [78]선형 이합체와 같은 나일론 6 제조의 특정 부산물을 소화시키는 플라보박테륨 변종을 발견했습니다.나일론4(폴리부티롤락탐)는 슬러지에서 발견되는 Pseudomonas sp.의 ND-10 및 ND-11 스트랜드에 의해 분해되어 [79]부산물로 GABA(γ-아미노낙산)가 된다.
  • 에콰도르 곰팡이 페스타로티옵시스를 포함한 여러 종류의 토양 곰팡이가 폴리우레탄을 [80]섭취할 수 있습니다.그들은 폴리우레탄을 곡예기 및 혐기성(매립지 [81]바닥 등)으로 섭취할 수 있다.
  • 메타노제닉 미생물 컨소시엄은 탄소원으로서 [82]스티렌을 분해한다.슈도모나스 푸티다는 스티렌 오일을 다양한 생분해성 플라스틱 폴리히드록시 알칸산염으로 [83][84]바꿀 수 있다.
  • 녹말과 혼합된 토양 샘플에서 분리된 미생물 군집은 폴리프로필렌을 [85]분해할 수 있는 것으로 나타났다.
  • 아스페르길루스 푸미가투스는 가소화된 [86]: 45–46 PVC를 효과적으로 분해합니다.Panerochaete Cryosporium은 미네랄 솔트 [86]: 76 한천에서 PVC로 재배되었습니다.</ref> P. 크리소스포륨, 렌티누스 티그리누스, A. 니제르 및 A. 시드위도 효과적으로 [86]: 122 PVC를 분해할 수 있다.
  • 흔히 베이클라이트라고 알려진 페놀 폼알데히드는 하얀 썩은 곰팡이 P. 크리소스포리움에 [87]의해 분해됩니다.
  • 아시네토박터는 저분자량의 폴리에틸렌 [79]올리고머를 부분적으로 분해하는 것으로 밝혀졌다.Pseudomonas 형광체와 Spingomonas를 조합하여 사용하면 3개월 [88]이내에 비닐봉지 중량의 40% 이상을 분해할 수 있습니다.호열성 박테리아인 Brevibacillus borstelensis(스트레인 707)는 토양 샘플에서 분리되었으며, 50°C에서 배양 시 저밀도 폴리에틸렌을 유일한 탄소원으로 사용할 수 있는 것으로 확인되었다.플라스틱을 자외선에 미리 노출하면 화학 결합이 깨지고 생분해됩니다. 자외선 노출 기간이 길어질수록 [89]분해가 촉진됩니다.
  • 우주 정거장에서 고무를 소화할 수 있는 [90]형태로 분해하는 위험한 곰팡이가 발견되었다.
  • 효모, 박테리아, 해조류, 지의류의 여러 종이 박물관과 [91]고고학 현장에서 합성 고분자 유물을 기반으로 자라고 있는 것이 발견되었다.
  • 플라스틱으로 오염된 사르가소 해역에서는 다양한 종류의 플라스틱을 소비하는 박테리아가 발견되었지만, 이러한 박테리아가 해양 미생물 생태계에 단순히 방출하는 것이 아니라 어느 정도 효과적으로 독을 제거하는지는 알려지지 않았다.
  • 플라스틱을 먹는 미생물들도 [92]매립지에서 발견되었다.
  • 노카디아는 에스테라아제 [citation needed]효소로 PET를 분해할 수 있다.
  • 벨리즈에서 발견된 Geotrichum candidum 균은 CD에서 [93][94]발견되는 폴리카보네이트 플라스틱을 소비하는 것으로 밝혀졌다.
  • 유리 강화 폴리에스테르, 폴리에스테르 폴리우레탄, PMMA로 이루어진 후투로 주택은 시아노박테리아와 [95][96]고세균에 의해 유해하게 열화된 것으로 밝혀졌다.
재활용을 위한 수동 재료 분류.

재활용

이 섹션은 플라스틱 재활용에서 발췌한 것입니다.[편집]
플라스틱 재활용
왼쪽 위에서 시계 방향으로:
  • 단일 스트림 재활용 센터에서 플라스틱 폐기물 분류
  • 포장된 색상으로 분류된 중고 병
  • 재활용 가능한 회수 HDPE
  • 재활용병으로 만든 물뿌리개

플라스틱 재활용은 플라스틱 폐기물을 새로운 제품으로 [97][98][99]재처리하는 것이다.올바르게 수행되면 매립지에 대한 의존도를 줄이고 자원을 보존하며 플라스틱 오염과 온실가스 [100][101]배출로부터 환경을 보호할 수 있습니다.재활용률은 증가하고 있지만 알루미늄, 유리 및 종이와 같은 다른 회수 가능한 재료에 비해 뒤처져 있습니다.2015년 전 세계 재활용률은 19.5%였으며, 소각률은 25.5%였고,[102] 나머지 55%는 매립지로 처분되었습니다.20세기 플라스틱 생산이 시작된 이후 2015년까지 전 세계에서 약 63억 톤의 플라스틱 폐기물이 생산되었으며, 이 중 9%만이 재활용되었고,[102] 1%만이 재활용되었습니다.

재활용이 필요한 이유는 거의 모든 플라스틱이 분해되지 않기 때문에 환경에 축적되어 [103][104]해를 끼칠 수 있기 때문입니다.예를 들어, 매년 약 800만 톤의 폐플라스틱이 지구의 바다로 유입되어 수생 생태계에 피해를 주고 거대한 해양 쓰레기 [105]지대를 형성한다.

현재, 거의 모든 재활용은 사용된 플라스틱을 다시 용융하여 새로운 품목으로 개조하는 방식으로 이루어집니다. 이른바 기계적 재활용입니다.이로 인해 화학적 수준에서 폴리머 열화가 발생할 수 있으며, 재처리 전에 폐기물을 색상과 폴리머 유형별로 분류해야 하는데, 이는 복잡하고 비용이 많이 듭니다.이 경우 재료의 특성이 일관되지 않아 산업에 [106]매력적이지 않을 수 있습니다.원료 재활용이라고 알려진 대안적 접근법에서는 폐플라스틱을 다시 시작 화학물질로 변환하여 새로운 플라스틱으로 재처리할 수 있습니다.이는 더 큰 재활용에 대한 희망을 제공하지만 높은 에너지 비용과 자본 비용 때문에 어려움을 겪고 있습니다.에너지 회수의 일환으로 화석 연료 대신 폐플라스틱을 태울 수도 있다.이것은 논란의 여지가 있는 관행이지만, 그럼에도 불구하고 대규모로 행해지고 있습니다.일부 국가에서는 플라스틱 폐기물 처리의 지배적인 형태이며, 특히 매립지 전환 정책이 시행되고 있다.

플라스틱 재활용은 플라스틱 폐기물을 줄이기 위한 수단으로서 폐기물 계층에서 상당히 낮은 위치에 있습니다.이것은 [107]1970년대 초부터 주장되어 왔지만, 심각한 경제적, 기술적 문제 때문에 1980년대 후반까지 플라스틱 폐기물에 큰 영향을 미치지 않았다.플라스틱 업계는 대부분의 플라스틱은 경제적으로 재활용될 수 없고 동시에 생산되는 [108][109]처녀 플라스틱, 즉 재활용되지 않은 플라스틱의 양을 증가시키는 것으로 나타났음에도 불구하고 재활용 프로그램의 확대를 위해 로비를 벌인다는 비난을 받아왔다.

기후 변화

한 보고에 따르면, 플라스틱은 2019년 대기에 8억 5천만 톤의 이산화탄소(CO2)에 해당하는 온실가스를 기여했다고 한다.배출량은 2030년까지 13억 4천만 톤까지 증가할 것이다.2050년까지 플라스틱은 560억 톤의 온실가스를 배출할 수 있으며, 이는 지구 남은 탄소 [110]예산의 14%에 해당한다.

플라스틱이 지구 온난화에 미치는 영향은 엇갈린다.플라스틱은 일반적으로 석유로 만들어지기 때문에 플라스틱의 생산은 더 많은 배출을 발생시킨다.그러나 플라스틱은 유리나 금속에 비해 가볍고 내구성이 높기 때문에 에너지 소비를 줄일 수 있습니다.예를 들어, 음료를 유리나 금속이 아닌 PET 플라스틱으로 포장하면 운송 에너지가 [4]52% 절약되는 것으로 추정됩니다.

플라스틱 제조

원유에서 플라스틱을 생산하려면 7.9 ~ 13.7 kWh/lb가 필요합니다(미국 유틸리티 스테이션의 평균 효율성 35% 고려).최신 전자기기용 실리콘과 반도체의 생산은 더 많은 에너지를 소비합니다. 실리콘은 29.2~29.8kWh/lb, 반도체는 [111]약 381kWh/lb입니다.이것은 다른 많은 재료를 생산하는 데 필요한 에너지보다 훨씬 더 높습니다.예를 들어 (철광석으로부터) 철을 생산하려면 2.5-3.2 kWh/lb, (모래 등으로부터) 유리 2.3-4.4 kWh/lb, (철로부터) 강철 2.5-6.4 kWh/lb,[112] (목재로부터) 종이 3.2-6.4 kWh/lb의 에너지가 필요하다.

플라스틱 소각

850°[citation needed]C 이상의 고온 소각은 선택적인 추가 가열로 수행되며 플라스틱 연소로 인한 독성 다이옥신 및 프랑을 분해하여 도시 고체 폐기물 소각에서 널리 사용됩니다.도시 고체 폐기물 소각로에는 오염 물질을 더욱 줄이기 위한 연도 가스 처리도 포함되어 있습니다.플라스틱을 소각하면 발암물질(암 유발 화학물질)인 폴리염화디벤조-p-다이옥신이 생성되기 때문이다.이 문제는 폐기물 흐름의 열 함량이 [113]다르기 때문에 발생합니다.플라스틱의 야외 연소는 낮은 온도에서 발생하며, 일반적으로 이러한 유독 가스를 방출합니다.

열분해 처리

플라스틱에는 수소와 탄소가 포함되어 있기 때문에 플라스틱은 탄화수소 연료로 열분해될 수 있다.폐플라스틱 1킬로그램은 대략 1리터의 탄화수소를 [114]생산한다.

역사

다음 항목도 참조하십시오.플라스틱 개발 연표

플라스틱의 개발은 천연 플라스틱 재료(예: 잇몸 및 쉘락)의 사용에서 해당 재료(예: 천연 고무, 셀룰로오스, 콜라겐 및 우유 단백질)의 화학적 변형 사용으로 발전했으며, 마지막으로 완전한 합성 플라스틱(예: 베이크라이트, 에폭시 및 PVC)으로 발전했다.초기 플라스틱은 유기 고분자인 달걀과 혈액 단백질과 같은 생물 유래 물질이었다.기원전 1600년경, 메소아메리카인들은 공, 밴드, 그리고 [4]피규어를 위해 천연고무를 사용했다.처리된 소뿔은 중세 시대에 등불의 창으로 사용되었습니다.뿔의 특성을 모방한 물질들은 우유 단백질을 양잿물로 처리함으로써 개발되었다.19세기에 화학이 산업혁명 동안 발전하면서 많은 물질들이 보고되었다.플라스틱의 발전은 찰스 굿이어가 천연 고무를 경화하기 위한 가황 물질을 1839년에 발견하면서 가속화되었습니다.

버밍엄 과학 박물관의 파크스 기념 명판

1855년 알렉산더 파크스에 의해 발명되어 이듬해 [115]특허를 받은 파케신은 최초의 인공 플라스틱으로 여겨진다.그것은 질산을 용매로 처리한 셀룰로오스(식물 세포벽의 주요 성분)로 제조되었다.이 공정의 산출물(일반적으로 질산 셀룰로오스 또는 피록실린으로 알려져 있음)은 알코올에 용해되어 [116]가열될 때 성형될 수 있는 투명하고 탄성 물질로 경화될 수 있습니다.제품에 안료를 배합함으로써 상아를 닮게 할 수 있었다.파케신은 1862년 런던에서 열린 국제박람회에서 공개돼 동메달을 획득했다.[117]

1893년 프랑스 화학자 오귀스트 트릴라는 포름알데히드에 담가 카제인(우유단백질)을 불용화시키는 방법을 발견해 갈랄리스로 [118]시판되는 물질을 만들었다.1897년 독일 하노버의 대량 인쇄 출판사 소유주 빌헬름 크리슈는 [118]칠판의 대체품을 개발하도록 의뢰받았다.결과적으로 카제인으로 만들어진 뿔 모양의 플라스틱은 오스트리아의 화학자 (프리드리히) 아돌프 스피텔러 (1846–1940)와 협력하여 개발되었습니다.의도한 목적에는 적합하지 않지만 다른 용도가 [118]발견될 것이다.

세계 최초의 완전 합성 플라스틱은 1907년 뉴욕에서 레오 배클랜드에 [5]의해 발명된 베이클라이트였는데,[6] 그는 플라스틱이라는 용어를 만들었다.노벨상 수상자인 '고분자 화학의 아버지'로 불리는 헤르만 스타우딩거와 '고분자 [7]물리학의 아버지'로 알려진 허먼 마크 등 많은 화학자들이 플라스틱 재료 과학에 기여했다.

제1차 세계대전 이후 화학의 발전은 1940년대와 1950년대에 [52]대량생산이 시작되면서 새로운 형태의 플라스틱의 폭발로 이어졌다.새로운 폴리머의 물결에서 가장 초기의 예로는 폴리스티렌(1930년대에 [4]BASF에 의해 처음 생산됨)과 폴리염화비닐(1972년에 처음 만들어졌지만 1920년대 [4]후반에 상업적으로 생산됨)이 있다.1923년, Durite Plastics, Inc.는 페놀-퓨럴 수지 [119]제조사의 첫 번째 회사였습니다.1933년, 폴리에틸렌은 ICI의 연구원 레지날드 깁슨과 에릭 [4]포셋에 의해 발견되었다.

폴리에틸렌 테레프탈레이트의 발견은 1941년 영국의 Calico Printers' Association의 직원들에 의해 인정되었습니다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 미국 및 ICI에 대해 DuPont에 라이선스되었으며,[4] 많은 상황에서 유리 대체품으로 적합한 몇 안 되는 플라스틱 중 하나로 유럽에서 널리 사용되고 있습니다.1954년에 Giulio Natta에 의해 폴리프로필렌이 발견되었고 [4]1957년에 제조되기 시작했다.또한 1954년 Dow [4]Chemical에 의해 확장된 폴리스티렌(건물 단열재, 포장재 및 컵에 사용됨)이 발명되었습니다.

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  • 이 텍스트의 상당 부분은 Greg Goebel의 플라스틱 소개 v1.0(2001년 3월 1일)에서 비롯되었다.

원천

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