อ่าน 30 นาที
พลาสติก
พลาสติก เป็นวัสดุ สังเคราะห์หรือกึ่งสังเคราะห์หลากหลายชนิดที่ประกอบด้วยพอลิเมอร์ เป็นหลัก...
พลาสติก

พลาสติก เป็นวัสดุ สังเคราะห์หรือกึ่งสังเคราะห์หลากหลายชนิดที่ประกอบด้วยพอลิเมอร์ เป็นหลัก คุณลักษณะเด่นของพลาสติกคือความยืดหยุ่นทำให้สามารถขึ้นรูปอัดรีดหรือกดเป็นรูปทรงของแข็งได้หลากหลายรูปแบบ ความสามารถในการปรับตัวนี้ ประกอบกับคุณสมบัติอื่นๆ อีกมากมาย เช่น น้ำหนักเบา ความทนทาน ความยืดหยุ่น ความต้านทานต่อสารเคมี ความเป็นพิษต่ำ และต้นทุนการผลิตต่ำ ทำให้พลาสติกถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลก[ 1 ]แม้ว่าพลาสติกส่วนใหญ่จะผลิตจากก๊าซธรรมชาติและปิโตรเลียมแต่ก็มีส่วนน้อยที่ผลิตจากทรัพยากรหมุนเวียน เช่นกรดโพลีแลคติก[ 2 ]
ระหว่างปี 1950 ถึง 2017 คาดว่ามีการผลิตพลาสติก 9.2 พันล้านตัน โดยมากกว่าครึ่งหนึ่งของจำนวนนี้ผลิตขึ้นตั้งแต่ปี 2004 ตัวเลขเบื้องต้นในปี 2023 เพียงปีเดียวระบุว่ามีการผลิตพลาสติกทั่วโลกมากกว่า 400 ล้านตัน[ 3 ]หากแนวโน้มความต้องการพลาสติกทั่วโลกยังคงดำเนินต่อไป คาดการณ์ว่าการผลิตพลาสติกทั่วโลกต่อปีจะเกิน 1.3 พันล้านตันภายในปี 2060 [ 3 ]การใช้งานหลักของพลาสติก ได้แก่ บรรจุภัณฑ์ ซึ่งคิดเป็นประมาณ 40% ของการใช้งานทั้งหมด และการก่อสร้าง ซึ่งคิดเป็นประมาณ 20% ของการใช้งานทั้งหมด[ 1 ]
ความสำเร็จและการครอบงำของพลาสติกตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 20 ก่อให้เกิดประโยชน์มากมายต่อมนุษยชาติ ตั้งแต่อุปกรณ์ทางการแพทย์ไปจนถึงวัสดุก่อสร้างน้ำหนักเบา ระบบบำบัดน้ำเสียในหลายประเทศอาศัยความยืดหยุ่นและความสามารถในการปรับตัวของโพลีไวนิลคลอไรด์นอกจากนี้ พลาสติกยังเป็นพื้นฐานของปัญหาสิ่งแวดล้อมที่แพร่หลาย[ 4 ]เนื่องจากอัตราการย่อยสลายที่ช้าในระบบนิเวศทางธรรมชาติ พลาสติกส่วนใหญ่ที่ผลิตขึ้นไม่ได้ถูกนำกลับมาใช้ใหม่ จึงจำเป็นต้องมีการบำบัดไมโครพลาสติกบางส่วนไม่เหมาะสำหรับการนำกลับมาใช้ใหม่ ส่วนใหญ่ลงเอยในหลุมฝังกลบหรือกลายเป็นมลพิษจากพลาสติกความกังวลเป็นพิเศษมุ่งเน้นไปที่ไมโครพลาสติกมลพิษจากพลาสติกในทะเลเช่น ทำให้เกิดกองขยะจากพลาสติกทั้งหมดที่ถูกทิ้งจนถึงปัจจุบัน ประมาณ 14% ถูกเผา และน้อยกว่า 10% ถูกนำไปรีไซเคิล[ 5 ]
ในประเทศที่พัฒนาแล้ว พลาสติกประมาณหนึ่งในสามถูกนำไปใช้ในบรรจุภัณฑ์ และอีกประมาณหนึ่งในสามถูกนำไปใช้ในอาคาร เช่นท่อประปาระบบประปาหรือแผ่นผนังไวนิล [ 6 ] การใช้งานอื่นๆ ได้แก่ รถยนต์ (พลาสติกมากถึง 20% [ 6 ] ) เฟอร์นิเจอร์ และของเล่น[ 6 ]ในประเทศกำลังพัฒนา การใช้งานพลาสติกอาจแตกต่างกันไป โดย 42% ของการบริโภคในอินเดียถูกนำไปใช้ในบรรจุภัณฑ์[ 6 ]ทั่วโลกมีการผลิตพลาสติกประมาณ 50 กิโลกรัมต่อคนต่อปี โดยการผลิตจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าทุกๆ สิบปี
พลาสติกสังเคราะห์ ชนิดแรกของโลกคือเบคไลต์ซึ่งคิดค้นขึ้นในนิวยอร์กในปี 1907 โดยลีโอ เบคแลนด์ [ 7 ]ผู้บัญญัติศัพท์คำว่าพลาสติก[ 8 ] ปัจจุบันมีการผลิตพลาสติกหลายสิบชนิด เช่นโพลีเอทิลีนซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในบรรจุภัณฑ์และโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) ซึ่งใช้ในงานก่อสร้างและท่อเนื่องจากมีความแข็งแรงและทนทาน นักเคมีหลายคนมีส่วนร่วมในวิทยาศาสตร์วัสดุของพลาสติก รวมถึง เฮอ ร์มันน์ สเตาดิงเกอร์ผู้ได้รับรางวัลโนเบลซึ่งได้รับการขนานนามว่าเป็น "บิดาแห่งเคมีพอลิเมอร์ " และเฮอร์มันน์ มาร์คผู้เป็นที่รู้จักในฐานะ "บิดาแห่งฟิสิกส์พอลิเมอร์ " [ 9 ]
นิรุกติศาสตร์
คำว่าพลาสติกมาจากภาษากรีกโบราณπλαστικός ( plastikos ) ซึ่งหมายถึง "สามารถขึ้นรูปหรือหล่อได้" ซึ่งมาจากπλαστός ( plastos ) ซึ่งหมายถึง "หล่อ" หรือ "ขึ้นรูป" [ 10 ]ในการใช้งานสมัยใหม่ คำว่าพลาสติกมักหมายถึงผลิตภัณฑ์สังเคราะห์ที่เป็นของแข็งที่ได้จากการผลิตปิโตรเคมี[ 11 ]
คำว่า"ความยืดหยุ่น" (plasticity ) ในฐานะคำนาม หมายถึง ความสามารถในการเปลี่ยนรูปของวัสดุที่ใช้ในการผลิตพลาสติก ความยืดหยุ่นนี้ช่วยให้สามารถขึ้นรูปอัดรีดหรืออัดขึ้นรูปเป็นรูปทรงต่างๆ ได้มากมาย เช่น ฟิล์ม เส้นใย แผ่น ท่อ ขวด และกล่อง เป็นต้น ในวิทยาศาสตร์วัสดุความยืดหยุ่นยังมีคำจำกัดความทางเทคนิคเพิ่มเติม ซึ่งอธิบายถึงการเปลี่ยนแปลงรูปทรงที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ของสารแข็งเมื่อได้รับแรงภายนอก อย่างไรก็ตาม คำจำกัดความนี้อยู่นอกเหนือขอบเขตของบทความนี้
โครงสร้าง
พลาสติกส่วนใหญ่ประกอบด้วยพอลิเมอร์อินทรีย์[ 12 ]พอลิเมอร์เหล่านี้ส่วนใหญ่เกิดจากสายโซ่ของอะตอมคาร์บอน โดยมีหรือไม่มีอะตอมออกซิเจน ไนโตรเจน หรือกำมะถันมาเกาะ สายโซ่เหล่านี้ประกอบด้วยหน่วยซ้ำ จำนวนมาก ที่เกิดจากโมโนเมอร์แต่ละสายโซ่พอลิเมอร์ประกอบด้วยหน่วยซ้ำหลายพันหน่วย โครงสร้างหลักคือส่วนของสายโซ่ที่อยู่บนเส้นทางหลักซึ่งเชื่อมต่อหน่วยซ้ำจำนวนมากเข้าด้วยกัน เพื่อปรับแต่งคุณสมบัติของพลาสติก กลุ่มโมเลกุลต่างๆ ที่เรียกว่าโซ่ข้างจะห้อยลงมาจากโครงสร้างหลักนี้ โดยปกติแล้วจะติดอยู่กับโมโนเมอร์ก่อนที่โมโนเมอร์จะเชื่อมต่อกันเพื่อสร้างสายโซ่พอลิเมอร์ โครงสร้างของโซ่ข้างเหล่านี้มีอิทธิพลต่อคุณสมบัติของพอลิเมอร์
การจำแนกประเภท
โดยทั่วไป พลาสติกจะถูกจำแนกตามโครงสร้างทางเคมีของแกนหลักและโซ่ข้างของพอลิเมอร์ กลุ่มสำคัญที่จำแนกด้วยวิธีนี้ ได้แก่อะคริลิกโพลีเอสเตอร์ซิลิโคน โพลียูรีเทนและพลาสติกฮาโลเจนพลาสติกยังสามารถจำแนกตามกระบวนการทางเคมีที่ใช้ในการสังเคราะห์ เช่นการควบแน่น การเติมพอลิเมอร์และการเชื่อมโยงข้าม[ 13 ]นอกจากนี้ยังสามารถจำแนกตามคุณสมบัติทางกายภาพได้แก่ความแข็งความหนาแน่นความแข็งแรงดึงความต้านทานความร้อนและอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะแก้วพลาสติกยังสามารถจำแนกตามความต้านทานและปฏิกิริยาต่อสารและกระบวนการต่างๆ เช่น การสัมผัสกับตัวทำละลายอินทรีย์การออกซิเดชันและรังสีไอออน [ 14 ] การจำแนกประเภทพลาสติกอื่นๆ ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องกับการผลิตหรือการออกแบบผลิตภัณฑ์เพื่อวัตถุประสงค์เฉพาะ ตัวอย่างเช่นเทอร์โมพลาสติกเทอร์โมเซตพอ ลิ เม อร์นำไฟฟ้า พลาสติกที่ย่อย สลายได้ ทางชีวภาพพลาสติกวิศวกรรมและอีลาสโตเมอร์
เทอร์โมพลาสติกและพอลิเมอร์เทอร์โมเซตติง

การจำแนกประเภทพลาสติกที่สำคัญอย่างหนึ่งคือ ระดับที่กระบวนการทางเคมีที่ใช้ในการผลิตพลาสติกนั้นสามารถย้อนกลับได้หรือไม่
เทอร์โมพลาสติกจะไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีในองค์ประกอบเมื่อได้รับความร้อน ดังนั้นจึงสามารถขึ้นรูปซ้ำได้ ตัวอย่างเช่น โพลีเอทิลีน (PE), โพลีโพรพีลีน (PP), โพลีสไตรีน (PS) และโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) [ 15 ]
พอ ลิเมอร์เทอร์โมเซตติง หรือที่รู้จักกันในชื่อเทอร์โมเซต สามารถหลอมเหลวและขึ้นรูปได้เพียงครั้งเดียวเท่านั้น หลังจากที่แข็งตัวแล้ว จะคงสภาพเป็นของแข็งและรักษารูปทรงไว้ได้อย่างถาวร[ 16 ]หากได้รับความร้อนอีกครั้ง เทอร์โมเซตจะสลายตัวแทนที่จะหลอมเหลว ตัวอย่างของเทอร์โมเซต ได้แก่ อีพ็อกซีเรซิน โพลีอิไมด์ และเบคไลต์ การวัลคาไนเซชันของยางเป็นตัวอย่างหนึ่งของกระบวนการนี้ ก่อนการให้ความร้อนในที่ที่มีกำมะถัน ยางธรรมชาติ ( โพลีไอโซพรีน ) เป็นวัสดุที่เหนียวและเหลวเล็กน้อย และหลังจากวัลคาไนเซชันแล้ว ผลิตภัณฑ์จะแห้งและแข็ง
เทอร์โมเซตประกอบด้วยพอลิเมอร์ที่มีการเชื่อมโยงกันอย่างแน่นหนา จุดเชื่อมโยงแสดงด้วยจุดสีแดงในรูป
อีลาสโตเมอร์ประกอบด้วยพอลิเมอร์แบบเชื่อมโยงกันที่มีโครงสร้างตาข่ายกว้าง โครงสร้างตาข่ายกว้างนี้ช่วยให้วัสดุสามารถยืดตัวได้ภายใต้แรงดึง
เทอร์โมพลาสติกประกอบด้วยพอลิเมอร์ที่ไม่เชื่อมโยงกัน มักมีโครงสร้างกึ่งผลึก (แสดงด้วยสีแดง) มีอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะเป็นแก้วและสามารถหลอมละลายได้
พลาสติกทั่วไป พลาสติกวิศวกรรม และพลาสติกประสิทธิภาพสูง
พลาสติกเชิงพาณิชย์

พลาสติกหรือโพลิเมอร์เชิงพาณิชย์ คือพลาสติกที่ผลิตในปริมาณมากเพื่อใช้ในงานต่างๆ เช่น บรรจุภัณฑ์ ภาชนะบรรจุอาหาร และผลิตภัณฑ์ในครัวเรือน ซึ่งรวมถึงทั้งผลิตภัณฑ์ใช้แล้วทิ้งและสินค้าคงทนแตกต่างจากพลาสติกวิศวกรรมพลาสติกเชิงพาณิชย์มักมีต้นทุนการผลิตต่ำและมีคุณสมบัติทางกลค่อนข้างอ่อนแอ พลาสติกเชิงพาณิชย์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ได้แก่โพลีเอทิลีน (PE) โพลี โพรพีลีน (PP) โพลีสไตรีน (PS) โพ ลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) โพลี(เมทิลเมทาคริเลต) (PMMA) และโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET) ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากพลาสติกเชิงพาณิชย์ ได้แก่จานใช้แล้วทิ้งถ้วยใช้แล้วทิ้งเทปถ่ายภาพและเทปแม่เหล็ก เสื้อผ้า ถุงผ้าใช้ซ้ำ ถาดทางการแพทย์ และถาดเพาะเมล็ด[ 17 ]
ประมาณ 80% ของการผลิตพลาสติกทั่วโลกเป็นพลาสติกประเภทพื้นฐาน ซึ่งเป็นพลาสติกที่ถูกเลือกใช้เป็นหลักเนื่องจากต้นทุนต่ำและผลิตง่าย พลาสติกเหล่านี้ผลิตในปริมาณมากและพบได้ทั่วไปในบรรจุภัณฑ์ ภาชนะบรรจุอาหาร และสิ่งของใช้แล้วทิ้ง พลาสติกประเภทพื้นฐานส่วนใหญ่สามารถระบุได้ด้วยรหัสระบุชนิดเรซิน (RICs) ซึ่งเป็นระบบหมายเลขมาตรฐานที่พัฒนาโดยASTM International
โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET หรือ PETE)
โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE หรือ PE-HD)
โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC หรือ V)
โพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ (LDPE หรือ PE-LD)
โพลีโพรพีลีน (PP)
โพลีสไตรีน (PS)
นอกเหนือจากพลาสติก 6 ชนิดที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางที่กล่าวมาข้างต้นแล้ว ยังมีพลาสติกเชิงพาณิชย์อีกหลายชนิดที่ผลิตในปริมาณมากและใช้งานกันทั่วไป เช่นโพลียูรีเทน (PUR) PUR เป็นพลาสติกประเภทหนึ่งที่ถูกจัดว่าเป็นพลาสติกเชิงพาณิชย์เช่นกัน เนื่องจากมีต้นทุนต่ำ ผลิตง่าย และใช้งานได้หลากหลาย อย่างไรก็ตาม พลาสติกประเภทนี้ไม่มีเกณฑ์มาตรฐานอ้างอิง (RICs) เพราะมีส่วนประกอบทางเคมีที่หลากหลาย เช่น โฟมและกาว
บรรจุภัณฑ์เป็นอุตสาหกรรมที่ใช้พลาสติกเชิงพาณิชย์มากที่สุด โดยใช้ไปถึง 146 ล้านเมตริกตัน (36% ของการผลิตทั่วโลก) ในปี 2015 เพียงปีเดียว อย่างไรก็ตาม นอกเหนือจากบรรจุภัณฑ์แล้ว พลาสติกเหล่านี้ยังมีความสำคัญในหลากหลายสาขา เช่น เกษตรกรรม การก่อสร้าง สินค้าอุปโภคบริโภค และการดูแลสุขภาพ
แม้ว่าคุณสมบัติหลายอย่าง เช่น ความทนทานและความต้านทานต่อการย่อยสลายทางชีวภาพจะเป็นที่ต้องการในการใช้งานต่างๆ แต่ก็ก่อให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อมอย่างมาก มีการประมาณการว่าพลาสติกประมาณ 8 ถึง 12 ล้านตันไหลลงสู่มหาสมุทรทุกปี ส่วนใหญ่มาจากขยะบรรจุภัณฑ์ที่จัดการไม่ถูกวิธี พลาสติกเชิงพาณิชย์เป็นสาเหตุหลักของมลพิษนี้ เนื่องจากอัตราการรีไซเคิลยังคงต่ำ (เช่น มีเพียงประมาณ 9% ของพลาสติกทั้งหมดทั่วโลกเท่านั้นที่ถูกรีไซเคิล) ไมโครพลาสติกที่เกิดจากการย่อยสลายของพลาสติกเหล่านี้ยังเป็นภัยคุกคามต่อระบบนิเวศและสุขภาพของมนุษย์อีกด้วย
พลาสติกที่เหลืออีกประมาณ 20% เป็นพลาสติกวิศวกรรมและพลาสติกประสิทธิภาพสูง ซึ่งมีคุณค่าในด้านความแข็งแรง ทนความร้อน ทนสารเคมี และคุณสมบัติพิเศษอื่นๆ พลาสติกประเภทนี้มีราคาแพงกว่า พบได้น้อยกว่า และมักใช้ในงานเฉพาะทางมากกว่า
โดยโพลิเมอร์ดูคำจำกัดความของแผนภูมิ
| โพลิเมอร์ | ปริมาณการผลิต (ตัน) | ร้อยละของพลาสติกทั้งหมด (%) | ประเภทโพลีเมอร์ | ลักษณะทางความร้อน |
|---|---|---|---|---|
| โพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ (LDPE) | 64 | 15.7 | โพลีโอเลฟิน | เทอร์โมพลาสติก |
| โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) | 52 | 12.8 | โพลีโอเลฟิน | เทอร์โมพลาสติก |
| โพลีโพรพีลีน (PP) | 68 | 16.7 | โพลีโอเลฟิน | เทอร์โมพลาสติก |
| โพลีสไตรีน (PS) | 25 | 6.1 | โพลีโอเลฟินไม่อิ่มตัว | เทอร์โมพลาสติก |
| โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) | 38 | 9.3 | ฮาโลเจน | เทอร์โมพลาสติก |
| โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET) | 33 | 8.1 | การควบแน่น | เทอร์โมพลาสติก |
| โพลียูรีเทน (PUR) | 27 | 6.6 | การควบแน่น | เทอร์โมเซต[ 19 ] |
| เส้นใย PP&A [ 20 ] | 59 | 14.5 | การควบแน่น | เทอร์โมพลาสติก |
| อื่นๆ ทั้งหมด | 16 | 3.9 | หลากหลาย | แตกต่างกันไป |
| สารเติมแต่ง | 25 | 6.1 | - | - |
| ทั้งหมด | 407 | 100 | - | - |
พลาสติกวิศวกรรม
พลาสติกวิศวกรรมมีความแข็งแรงทนทานกว่าและใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น ชิ้นส่วนยานยนต์ วัสดุก่อสร้าง และชิ้นส่วนเครื่องจักรบางชนิด ในบางกรณี พลาสติกวิศวกรรมเป็น ส่วนผสมของพอลิเมอร์หลายชนิด[ 1 ]พลาสติกวิศวกรรมสามารถใช้แทนโลหะในยานยนต์ ช่วยลดน้ำหนักและเพิ่มประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงได้ 6–8% รถยนต์สมัยใหม่มีปริมาตรประมาณ 50% ที่ทำจากพลาสติก แต่คิดเป็นเพียง 12–17% ของน้ำหนักรถ[ 21 ]
- อะคริโลไนไตรล์บิวทาไดอีนสไตรีน (ABS): ใช้ในการผลิตเคสอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ (เช่น จอคอมพิวเตอร์ เครื่องพิมพ์ แป้นพิมพ์) และท่อระบายน้ำ
- โพลีสไตรีนทนแรงกระแทกสูง (HIPS): แผ่นรองตู้เย็นบรรจุภัณฑ์อาหารและถ้วยสำหรับเครื่องจำหน่ายสินค้าอัตโนมัติ
- โพลีคาร์บอเนต (PC): แผ่นซีดี แว่นตาโล่ป้องกันการจลาจลหน้าต่างกันขโมย สัญญาณไฟจราจร และเลนส์
- โพลีคาร์บอเนต + อะคริโลไนไตรล์ บิวทาไดอีน สไตรีน (PC + ABS): ส่วนผสมของ PC และ ABS ที่สร้างพลาสติกที่แข็งแรงกว่า ใช้ในชิ้นส่วนภายในและภายนอกรถยนต์ และตัวเครื่องโทรศัพท์มือถือ
- โพลีเอทิลีน + อะคริโลไนไตรล์ บิวทาไดอีน สไตรีน (PE + ABS): ส่วนผสมที่ลื่นของ PE และ ABS ที่ใช้ในตลับลูกปืนแห้งสำหรับงานเบา
- โพลีเมทิลเมทาคริเลต (PMMA) ( อะคริลิก ): ใช้ในคอนแทคเลนส์ (ชนิด "แข็ง" ดั้งเดิม), วัสดุเคลือบกระจก (เป็นที่รู้จักกันดีในรูปแบบต่างๆ ทั่วโลก เช่นPerspex , Plexiglas และ Oroglas), แผ่นกระจายแสงสำหรับหลอดไฟฟลูออเรสเซนต์ และฝาครอบไฟท้ายรถยนต์ นอกจากนี้ยังเป็นส่วนประกอบพื้นฐานของสีอะคริลิก สำหรับงานศิลปะและเชิงพาณิชย์ เมื่อละลายในน้ำโดยใช้สารอื่นๆ
- ซิลิโคน (โพลีไซล็อกเซน): เรซินทนความร้อนที่ใช้เป็นหลักในการอุดรอยรั่ว แต่ยังใช้สำหรับเครื่องครัวที่ใช้ในอุณหภูมิสูง และเป็นเรซินพื้นฐานสำหรับสีอุตสาหกรรม
- ยูเรียฟอร์มาลดีไฮด์ (UF): หนึ่งในกลุ่มอะมิโนพลาสติกที่ใช้เป็นสารให้สีหลากหลายชนิดแทนฟีนอล ใช้เป็นกาวติดไม้ (สำหรับไม้อัด ไม้ชิปบอร์ด ไม้ฮาร์ดบอร์ด) และตัวเรือนสวิตช์ไฟฟ้า
พลาสติกประสิทธิภาพสูง
พลาสติกประสิทธิภาพสูงเป็นประเภทของพอลิเมอร์ที่มีคุณสมบัติเหนือกว่าพลาสติกทั่วไปและพลาสติกวิศวกรรม พลาสติกเหล่านี้สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้ โดยมักจะสูงกว่า 302°F (150°C) มีความทนทานต่อการกัดกร่อนและการเสื่อมสภาพทางเคมีสูง มีคุณสมบัติทางกลและทางไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม และมีน้ำหนักเบาและใช้งานได้หลากหลาย[ 1 ]
- อะรามิด : เป็นที่รู้จักกันดีที่สุดในการนำไปใช้ในการผลิตเกราะป้องกันตัวเส้นใยสังเคราะห์ที่ทนความร้อนและแข็งแรงชนิดนี้ยังมีการใช้งานในด้านอวกาศและการทหาร ซึ่งรวมถึงเคฟลาร์โนเม็กซ์และทวารอน
- โพลีเอทิลีนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงมาก (UHMWPE)
- โพลีอีเทอร์อีเทอร์คีโตน (PEEK): เทอร์โมพลาสติกที่แข็งแรง ทนต่อสารเคมีและความร้อนความเข้ากันได้ทางชีวภาพทำให้สามารถนำไปใช้ในงานฝังทางการแพทย์และการขึ้นรูปในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ เป็นหนึ่งในพอลิเมอร์เชิงพาณิชย์ที่มีราคาแพงที่สุด
- โพลีอีเทอร์อิไมด์ (PEI): โพลิเมอร์ที่มีความเสถียรทางเคมีสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง และไม่ตกผลึก
- โพลีอิไมด์ : พลาสติกทนความร้อนสูง ใช้ในวัสดุต่างๆ เช่นเทปแคปตัน
- โพลีซัลโฟน (PS): เรซินที่หลอมละลายได้และทนความร้อนสูง ใช้ในเมมเบรน สารกรอง ท่อจุ่มเครื่องทำน้ำอุ่น และการใช้งานอื่นๆ ที่อุณหภูมิสูง
- โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน (PTFE): สารเคลือบทนความร้อนและมีแรงเสียดทานต่ำ ใช้ในพื้นผิวกันติดสำหรับกระทะ เทปสำหรับช่างประปา และสไลเดอร์น้ำ
- โพลีอะไมด์-อิไมด์ (PAI): พลาสติกวิศวกรรมประสิทธิภาพสูงที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในเกียร์ประสิทธิภาพสูง สวิตช์ ระบบส่งกำลัง และชิ้นส่วนยานยนต์และชิ้นส่วนการบินและอวกาศอื่นๆ[ 22 ]
- โพลีฟีนิลีนซัลไฟด์ (PPS): ทนทานต่อสารเคมีสูงมาก ทนไฟ และมีเสถียรภาพทางความร้อน (สูงถึง 428°F)
- โพลีอีเทอร์ซัลโฟน (PES): เป็นที่รู้จักกันดีในด้านความใส ความทนทานต่ออุณหภูมิสูง (สูงถึง 392°F) และความเข้ากันได้ทางชีวภาพ นิยมใช้ในอุปกรณ์ทางการแพทย์ อุปกรณ์ที่ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร และระบบไฟส่องสว่างสำหรับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ
- โพลีไวนิลิดีนฟลูออไรด์ (PVDF): เทอร์โมพลาสติกฟลูออโรพอลิเมอร์ที่ไม่ทำปฏิกิริยา มีคุณสมบัติเด่นด้านความทนทานต่อสารเคมี สูง เสถียรภาพต่อรังสีอัลตราไวโอเลต และ คุณสมบัติ ทางไฟฟ้าแบบเพียโซนิยมใช้ในท่อเซมิคอนดักเตอร์ สารยึดเกาะในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน และสีเคลือบสำหรับงานสถาปัตยกรรม
- พอลิเมอร์ผลึกเหลว (LCPs): เป็นกลุ่มของพอลิเมอร์ที่รวมคุณสมบัติของทั้งของเหลวและผลึกเข้าด้วยกัน โดดเด่นด้วยความเสถียรของมิติสูง การขยายตัวทางความร้อนต่ำ และความแข็งแรงทางไฟฟ้าสูง นิยมใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก สายเคเบิลใยแก้วนำแสงและอุปกรณ์ทางการแพทย์
- โพลิอิไมด์ (PIs): สารเทอร์โมเซตประสิทธิภาพสูงชนิดหนึ่ง สามารถใช้งานได้ที่อุณหภูมิสูงถึง 572 องศาฟาเรนไฮต์ และเป็นที่รู้จักกันดีในด้านคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ดีเยี่ยมและความทนทานต่อรังสี นิยมใช้ในวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่น ชั้นของชุดอวกาศ และชิ้นส่วนเครื่องยนต์เจ็ท
- โพลีเบนซิมิดาโซล (PBI): ทนความร้อนสูงมาก (สูงสุด 752°F ในระยะสั้น) ปล่อยก๊าซน้อย และทนไฟ นิยมใช้ในอุปกรณ์ดับเพลิงเครื่องมือสำหรับอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ และฉนวนกันความร้อน สำหรับอุตสาหกรรมการ บิน และอวกาศ
- บิสมาเลอิไมด์ (BMI): มีคุณสมบัติเด่นคือมีอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะเป็นแก้วสูง (ประมาณ 482°F) และดูดซับความชื้นต่ำ นิยมใช้ในวัสดุคอมโพสิตสำหรับเครื่องบินและระบบเรดาร์ทางทหาร
- เอสเทอร์ไซยาเนต : มีคุณสมบัติเด่นคือค่าการสูญเสียไดอิเล็กตริกต่ำและทนทานต่อรังสีในระดับที่ใช้ในอวกาศ นิยมใช้ในส่วนประกอบของดาวเทียมและเสาอากาศเรดาร์
พลาสติกอสัณฐานและพลาสติกผลึก
พลาสติกหลายชนิดเป็นอสัณฐานหมายความว่าไม่มีโครงสร้างโมเลกุลที่เป็นระเบียบสูง[ 23 ] พลาสติก ผลึกแสดงรูปแบบของอะตอมที่เว้นระยะห่างอย่างสม่ำเสมอมากขึ้น เช่น โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) โพลี บิวทิลีนเทเรฟทาเลต (PBT) และโพลีอีเทอร์อีเทอร์คีโตน (PEEK) อย่างไรก็ตาม พลาสติกบางชนิดมีโครงสร้างโมเลกุลเป็นอสัณฐานบางส่วนและเป็นผลึกบางส่วน ทำให้มีทั้งจุดหลอมเหลวและการเปลี่ยนสถานะเป็นแก้วอย่างน้อยหนึ่งครั้ง (อุณหภูมิที่สูงกว่านั้น ความยืดหยุ่นของโมเลกุลเฉพาะที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก) พลาสติกกึ่งผลึกเหล่านี้ได้แก่โพลีเอทิลีน โพลีโพรพีลีน โพลีไวนิลคลอไรด์ โพลีอะไมด์ (ไนลอน) โพลีเอสเตอร์ และโพลียูรีเทนบางชนิด
โพลิเมอร์นำไฟฟ้า
พอลิเมอร์นำไฟฟ้า ได้แก่ โพลีอะเซทิลีนบางชนิดซึ่งได้รับความสนใจทางวิชาการเป็นอย่างมาก[ 24 ] วัสดุดังกล่าวสามารถมี ค่าการนำไฟฟ้าสูงถึง 80 กิโลซีเมนส์ต่อเซนติเมตร (kS/cm) แม้ว่าค่าดังกล่าวจะไม่สามารถเทียบได้กับค่าการนำไฟฟ้าของทองแดง (60 MS/cm) [ 25 ]พลาสติกนำไฟฟ้าที่ใช้งานได้จริงคือโพลี(3,4-เอทิลีนไดออกซีไทโอฟีน) โพลีสไตรีนซัลโฟเนต[ 1 ]
พลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพและพลาสติกชีวภาพ
พลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ
พลาสติก ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพคือพลาสติกที่ออกแบบมาให้ย่อยสลาย (แตกตัว) หลังการใช้งาน วัสดุที่ได้รับความนิยมมากที่สุดคือกรดโพลีแลคติก (PLA) ซึ่งมีข้อดีเพิ่มเติมคือได้มาจากวัสดุหมุนเวียนที่ไม่ใช่ปิโตรเคมี PLA ประสบความสำเร็จทางการค้าเพียงเล็กน้อย[ 1 ]เมื่อสัมผัสกับปัจจัยทางชีวภาพ เช่น แสงแดดรังสีอัลตราไวโอเลตความชื้น แบคทีเรีย แมลง เอนไซม์ หรือการเสียดสีจากลม
พลาสติกชีวภาพ
ในขณะที่พลาสติกส่วนใหญ่ผลิตจากปิโตรเคมีพลาสติกชีวภาพส่วนใหญ่ผลิตจากวัสดุจากพืชหมุนเวียน เช่น เซลลูโลสและแป้ง[ 26 ]เนื่องจากข้อจำกัดของแหล่งสำรองเชื้อเพลิงฟอสซิลและระดับก๊าซเรือนกระจกที่เพิ่มสูงขึ้นซึ่งเกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงเหล่านั้นเป็นหลัก การพัฒนาพลาสติกชีวภาพจึงเป็นสาขาที่กำลังเติบโต[ 27 ] [ 28 ]กำลังการผลิตพลาสติกชีวภาพทั่วโลกคาดการณ์อยู่ที่ 327,000 ตันต่อปี ในทางตรงกันข้าม การผลิตโพลีเอทิลีน (PE) และโพลีโพรพีลีน (PP) ซึ่งเป็นโพลีโอเลฟินที่ได้จากปิโตรเคมีชั้นนำของโลก มีปริมาณประมาณกว่า 150 ล้านตันในปี 2015 [ 29 ]
อุตสาหกรรมพลาสติก
อุตสาหกรรมพลาสติกครอบคลุมการผลิตการผสมการแปรรูปและการจำหน่ายผลิตภัณฑ์พลาสติกทั่วโลก แม้ว่าตะวันออกกลางและรัสเซียจะผลิต วัตถุดิบ ปิโตรเคมี ที่จำเป็นส่วนใหญ่ แต่การผลิตพลาสติกกลับกระจุกตัวอยู่ในตะวันออกและตะวันตกของโลก อุตสาหกรรมพลาสติกประกอบด้วยบริษัทจำนวนมากและสามารถแบ่งออกเป็นหลายภาคส่วน:
การผลิต
ระหว่างปี 1950 ถึง 2017 คาดว่ามีการผลิตพลาสติก 9.2 พันล้านตัน โดยมากกว่าครึ่งหนึ่งผลิตขึ้นตั้งแต่ปี 2004 เป็นต้นมา นับตั้งแต่การกำเนิดของอุตสาหกรรมพลาสติกในช่วงทศวรรษ 1950 การผลิตทั่วโลกได้เพิ่มขึ้นอย่างมหาศาล โดยแตะระดับ 400 ล้านตันต่อปีในปี 2021 ซึ่งเพิ่มขึ้นจาก 381 ล้านตันในปี 2015 (ไม่รวมสารเติมแต่ง) [ 5 ] [ 18 ]ตั้งแต่ทศวรรษ 1950 การใช้พลาสติกเพื่อบรรจุภัณฑ์ การก่อสร้าง และภาคส่วนอื่นๆ ได้เติบโตอย่างรวดเร็ว[ 5 ]หากแนวโน้มความต้องการพลาสติกทั่วโลกยังคงดำเนินต่อไป คาดว่าภายในปี 2050 การผลิตพลาสติกทั่วโลกต่อปีจะเกิน 1.1 พันล้านตันต่อปี[ 5 ]
- โรงงานผลิตโพลีโพรพีลีน
- โรงงานSlovnaftในเมืองบราติสลาวาประเทศสโลวาเกีย
- โรงงานผลิตโพลีโพรพีลีนของบริษัท SOCAR Polymer ในเมืองซุมกายิตประเทศอาเซอร์ไบจาน
ดู คำจำกัดความ ของแผนภูมิ
การผลิตพลาสติกทั่วโลกรายปี 1950–2015 [ 18 ]เส้นแนวตั้งแสดงถึงภาวะเศรษฐกิจถดถอยในปี 1973–1975และวิกฤตการณ์ทางการเงินในปี 2008ซึ่งทำให้การผลิตพลาสติกลดลงชั่วคราว
พลาสติกผลิตขึ้นในโรงงานเคมีโดยการพอลิเมอไรเซชันของวัตถุดิบเริ่มต้น ( โมโนเมอร์ ) ซึ่งเกือบทั้งหมด เป็น ปิโตรเคมีโรงงานเหล่านี้มักมีขนาดใหญ่และมีลักษณะคล้ายโรงกลั่นน้ำมันโดยมีท่อส่งขนาดใหญ่กระจายอยู่ทั่ว โรงงานขนาดใหญ่เหล่านี้ช่วยให้สามารถใช้ประโยชน์จากขนาดเศรษฐกิจได้ แม้จะเป็นเช่นนั้น การผลิตพลาสติกก็ไม่ได้ถูกผูกขาดโดยเฉพาะ โดยมีบริษัทประมาณ 100 แห่งคิดเป็น 90% ของการผลิตทั่วโลก[ 30 ]ซึ่งรวมถึงวิสาหกิจเอกชนและของรัฐ ประมาณครึ่งหนึ่งของการผลิตทั้งหมดเกิดขึ้นในเอเชียตะวันออก โดยจีนเป็นผู้ผลิตรายใหญ่ที่สุด ผู้ผลิตรายใหญ่ระดับนานาชาติ ได้แก่:
| ภูมิภาค | การผลิตทั่วโลก |
|---|---|
| จีน | 31% |
| ญี่ปุ่น | 3% |
| ส่วนที่เหลือของเอเชีย | 17% |
| นาฟตา | 19% |
| ลาตินอเมริกา | 4% |
| ยุโรป | 16% |
| ซีไอเอส | 3% |
| ตะวันออกกลางและแอฟริกา | 7% |
- บาสเอฟ
- บราสเคม
- ดาว เคมีคอล
- เอ็กซอนโมบิล
- อินโดรามา เวนเจอร์ส
- ลียงเดลล์บาเซลล์
- ซาบิค
- ชิน-เอ็ตสึ เคมีคอล
- ซิบูร์
- ซิโนเป็ก
ในอดีตยุโรปและอเมริกาเหนือครองตลาดการผลิตพลาสติกทั่วโลก อย่างไรก็ตาม ตั้งแต่ปี 2010 เอเชียได้กลายเป็นผู้ผลิตรายสำคัญ โดยจีนมีส่วนแบ่ง 31% ของการผลิตเรซินพลาสติกทั้งหมดในปี 2020 [ 31 ]ความแตกต่างในระดับภูมิภาคของปริมาณการผลิตพลาสติกนั้นเกิดจากความต้องการของผู้ใช้ ราคาวัตถุดิบเชื้อเพลิงฟอสซิล และการลงทุนในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี ตัวอย่างเช่น ตั้งแต่ปี 2010 มีการลงทุนมากกว่า 200 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในสหรัฐอเมริกาในโรงงานพลาสติกและเคมีภัณฑ์แห่งใหม่ ซึ่งได้รับแรงกระตุ้นจากต้นทุนวัตถุดิบที่ต่ำ ในสหภาพยุโรป (EU) ก็มีการลงทุนจำนวนมากในอุตสาหกรรมพลาสติกเช่นกัน ซึ่งมีพนักงานมากกว่า 1.6 ล้านคน และมีมูลค่าการค้ามากกว่า 360 พันล้านยูโรต่อปี ในประเทศจีนในปี 2016 มีบริษัทผลิตพลาสติกมากกว่า 15,000 แห่ง สร้างรายได้มากกว่า 366 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ[ 5 ]
ในปี 2017 ตลาดพลาสติกทั่วโลกถูกครอบงำโดยเทอร์โมพลาสติกซึ่งเป็นพอลิเมอร์ที่สามารถหลอมและขึ้นรูปใหม่ได้ เทอร์โมพลาสติกประกอบด้วยโพลีเอทิลีน (PE), โพลี เอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET), โพลีโพรพีลีน (PP), โพ ลีไวนิลคลอไรด์ (PVC), โพลีสไตรีน (PS) และเส้นใยสังเคราะห์ ซึ่งรวมกันคิดเป็น 86% ของพลาสติกทั้งหมด[ 5 ]
การผสม

พลาสติกไม่ได้ถูกจำหน่ายในรูปของสารบริสุทธิ์ที่ไม่เจือปน แต่จะผสมกับสารเคมีและวัสดุอื่นๆ หลายชนิด สารเติมแต่งเหล่านี้รวมถึงสารต่างๆ เช่น สารทำให้คงตัวสารเพิ่มความยืดหยุ่นและสีย้อมซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อปรับปรุงอายุการใช้งาน ความสามารถในการใช้งาน หรือรูปลักษณ์ของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ในบางกรณี อาจมีการผสมโพลิเมอร์สองชนิดเข้าด้วยกันเพื่อสร้างโพลิเมอร์ผสมเช่นโพลีสไตรีนทนแรงกระแทกสูงบริษัทขนาดใหญ่อาจทำการผสมเองก่อนการผลิต แต่ผู้ผลิตบางรายอาจจ้างบริษัทภายนอกให้ดำเนินการ บริษัทที่เชี่ยวชาญด้านนี้เรียกว่า บริษัทผสมพลาสติก (Compounders)
การผสมพลาสติกเทอร์โมเซตติงค่อนข้างตรงไปตรงมา เนื่องจากพลาสติกจะคงสภาพเป็นของเหลวจนกว่าจะแข็งตัวเป็นรูปทรงสุดท้าย สำหรับวัสดุเทอร์โมซอฟเทนนิ่ง ซึ่งใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่ จำเป็นต้องหลอมพลาสติกเพื่อผสมสารเติมแต่ง ซึ่งเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนที่อุณหภูมิระหว่าง 150–320 °C (300–610 °F) พลาสติกหลอมเหลวมีความหนืดและมีการไหลแบบราบเรียบทำให้การผสมไม่ดี ดังนั้น การผสมจึงทำโดยใช้อุปกรณ์อัดรีด ซึ่งสามารถให้ความร้อนและการผสมที่จำเป็นเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่กระจายตัวอย่างเหมาะสม
โดยทั่วไปแล้ว ความเข้มข้นของสารเติมแต่งส่วนใหญ่จะค่อนข้างต่ำ อย่างไรก็ตาม สามารถเติมสารเติมแต่งในระดับสูงได้เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์มาสเตอร์แบทช์สารเติมแต่งในผลิตภัณฑ์เหล่านี้มีความเข้มข้น แต่ยังคงกระจายตัวอย่างเหมาะสมในเรซินหลัก เม็ดมาสเตอร์แบทช์สามารถผสมกับโพลิเมอร์ราคาถูกได้ และจะปล่อยสารเติมแต่งออกมาในระหว่างกระบวนการผลิตเพื่อให้ได้ ผลิตภัณฑ์สุดท้ายที่ เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งอาจมีราคาถูกกว่าการใช้สารผสมสำเร็จรูป และเป็นที่นิยมอย่างยิ่งสำหรับการเติมสี
การแปลง
วิดีโอสั้นเกี่ยวกับการฉีดขึ้นรูป (9 นาที 37 วินาที)
การขึ้นรูปด้วยการเป่าสำหรับขวดเครื่องดื่มพลาสติก
ผู้ผลิต (บางครั้งเรียกว่าผู้แปรรูป) คือบริษัทหรือผู้เชี่ยวชาญที่ผลิตผลิตภัณฑ์พลาสติกสำเร็จรูปจากวัตถุดิบ ซึ่งมักอยู่ในรูปของเรซิน เม็ดพลาสติก หรือฟิล์ม
- การฉีดขึ้นรูป : คือกระบวนการฉีดพลาสติกหลอมเหลวเข้าไปในแม่พิมพ์ภายใต้แรงดันสูง พลาสติกจะแข็งตัวในแม่พิมพ์เพื่อสร้างรูปทรงที่ต้องการ
- การขึ้นรูปด้วยการเป่า : เกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่ท่อพลาสติกที่เรียกว่า พาริสัน แล้วเป่าลมเข้าไปในแม่พิมพ์เพื่อขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์กลวง เช่น ขวดและของเล่น
- การขึ้นรูปด้วยการหมุน : เกี่ยวข้องกับการหมุนแม่พิมพ์บนแกนสองแกนในขณะที่ให้ความร้อน ผงพลาสติกจะถูกเติมลงในแม่พิมพ์และละลายติดกับผนังแม่พิมพ์ขณะที่แม่พิมพ์หมุน ทำให้เกิดชิ้นส่วนกลวงที่มีผนังหนา เช่นภาชนะบรรจุขนาดใหญ่ระดับกลาง
- การหล่อ : คือการเทเรซินเหลวลงในแม่พิมพ์ แล้วปล่อยให้แข็งตัวเป็นรูปทรงตามที่ออกแบบไว้ล่วงหน้า
- การเป่าฟิล์ม : เกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่พอลิเมอร์แล้วเป่าให้เป็นแผ่นบางต่อเนื่องกัน นิยมใช้ในการผลิตฟิล์มโพลีเอทิลีนและโพลีโพรพีลีนที่ใช้ในบรรจุภัณฑ์
- การปั่นเส้นใย : คือกระบวนการเปลี่ยนพอลิเมอร์หลอมเหลวหรือสารละลายให้เป็นเส้นใยต่อเนื่อง
- การพิมพ์ 3 มิติ : คือการพิมพ์วัตถุสามมิติทีละชั้นตามแบบจำลองดิจิทัลโดยใช้ซอฟต์แวร์ออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย
สำหรับวัสดุเทอร์โมเซตติง กระบวนการจะแตกต่างออกไปเล็กน้อย เนื่องจากพลาสติกอยู่ในสถานะของเหลวตั้งแต่แรก แต่ต้องผ่านกระบวนการอบเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่เป็นของแข็ง แต่โดยทั่วไปแล้วอุปกรณ์ส่วนใหญ่จะคล้ายคลึงกัน
ผลิตภัณฑ์พลาสติกสำหรับผู้บริโภคที่ผลิตกันทั่วไป ได้แก่ บรรจุภัณฑ์ที่ทำจากLDPE (เช่น ถุง ภาชนะ ฟิล์มบรรจุภัณฑ์อาหาร) ภาชนะที่ทำจากHDPE (เช่น ขวดนม ขวดแชมพู ถ้วยไอศกรีม) และPET (เช่น ขวดน้ำและเครื่องดื่มอื่นๆ) ผลิตภัณฑ์เหล่านี้รวมกันคิดเป็นประมาณ 36% ของการใช้พลาสติกทั่วโลก ส่วนใหญ่ (เช่น ถ้วย จาน ช้อนส้อม ภาชนะใส่อาหารกลับบ้าน ถุงหิ้ว) ถูกใช้เพียงช่วงเวลาสั้นๆ หลายอย่างใช้ไม่ถึงหนึ่งวัน การใช้พลาสติกในงานก่อสร้าง สิ่งทอ การขนส่ง และอุปกรณ์ไฟฟ้าก็คิดเป็นสัดส่วนที่สำคัญของตลาดพลาสติกเช่นกัน โดยทั่วไปแล้วสินค้าพลาสติกที่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ดังกล่าวจะมีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่า อาจใช้งานได้นานตั้งแต่ประมาณห้าปี (เช่น สิ่งทอและอุปกรณ์ไฟฟ้า) ไปจนถึงมากกว่า 20 ปี (เช่น วัสดุก่อสร้าง เครื่องจักรกลอุตสาหกรรม) [ 5 ]
การบริโภคพลาสติกแตกต่างกันไปในแต่ละประเทศและชุมชน โดยพลาสติกในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่งได้เข้ามามีบทบาทในชีวิตประจำวันของคนส่วนใหญ่ อเมริกาเหนือ (เช่น ภูมิภาคข้อตกลงการค้าเสรีอเมริกาเหนือ หรือ NAFTA) คิดเป็น 21% ของการบริโภคพลาสติกทั่วโลก รองลงมาคือจีน (20%) และยุโรปตะวันตก (18%) ในอเมริกาเหนือและยุโรป มีการบริโภคพลาสติกต่อหัวสูง (94 กก. และ 85 กก./คน/ปี ตามลำดับ) ในขณะที่จีนมีการบริโภคต่อหัวต่ำกว่า (58 กก./คน/ปี) แต่มีการบริโภคสูงในระดับประเทศเนื่องจากมีประชากรจำนวนมาก[ 5 ]
แกลเลอรี่
- ขวดน้ำที่ทำจากPET
- โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง ( HDPE ) ใช้ในการผลิตภาชนะที่แข็งแรง ส่วนภาชนะโปร่งใสอาจทำจาก PET
- ชุดป้องกันแบบใช้แล้วทิ้งสามารถผลิตจากผ้าไม่ทอ HDPE ได้
- ซองจดหมายพลาสติกที่ทำจาก HDPE
- ถุงซิปล็อกที่ทำจาก LDPE
- ฟิล์มถนอมอาหารที่ทำจาก LDPE
- ฟิล์มโพ ลีโพรพีลีนเคลือบโลหะเป็นวัสดุบรรจุภัณฑ์ขนมที่ใช้กันทั่วไป[ 32 ]
- เปลือกของ Kinder Joyทำจากโพลีโพรพีลีน
- เก้าอี้โพลีโพรพีลีน
- เก้าอี้ที่ทำจาก HDPE
- โฟมโพ ลีสไตรีนขยายตัว("เทอร์โมคอล")
- โฟมโพลีสไตรีนอัดขึ้นรูป ("สไตรอฟอร์ม")
- ภาชนะบรรจุอาหารแบบนำกลับบ้านทำจากโฟม
- ถาดใส่ไข่ที่ทำจากPETE
- แผ่นโฟมบรรจุภัณฑ์ที่ทำจาก LDPE
- ฟองน้ำล้างจานที่ทำจากโฟมโพลียู รีเทน
- iPhone 5cสมาร์ทโฟนที่มีตัวเครื่องแบบ "ยูนิบอดี้" ทำจาก โพลีคาร์บอเนต
- เพื่อให้ทนทานต่อ แรงดันน้ำมหาศาล ตู้ปลา ขนาดลึก10 เมตร ของพิพิธภัณฑ์ สัตว์น้ำมอนเทอเรย์เบย์แห่งนี้จึงติดตั้งหน้าต่างที่ทำจากกระจกอะคริลิกหนาถึง 33 เซนติเมตร
- ท่อพีวีซี
- บรรจุภัณฑ์แบบแผงพลาสติก PVC
แอปพลิเคชัน
การใช้งานพลาสติกที่ใหญ่ที่สุดคือวัสดุบรรจุภัณฑ์ แต่พลาสติกยังถูกนำไปใช้ในภาคส่วนอื่นๆ อีกมากมาย ได้แก่ การก่อสร้าง (ท่อ รางน้ำ ประตูและหน้าต่าง) สิ่งทอ ( ผ้าที่ยืดหยุ่นได้ ผ้าฟลีซ ) สินค้าอุปโภคบริโภค (ของเล่น เครื่องใช้บนโต๊ะอาหาร แปรงสีฟัน) การขนส่ง (ไฟหน้า กันชน แผงตัวถังกระจกมองข้าง ) อิเล็กทรอนิกส์ (โทรศัพท์ คอมพิวเตอร์ โทรทัศน์) และชิ้นส่วนเครื่องจักร[ 18 ]ในด้านทัศนศาสตร์ พลาสติกถูกนำมาใช้ในการผลิตเลนส์แอสเฟอริก[ 33 ]
ปริมาณการผลิตพลาสติกขั้นต้น จำแนกตามภาคอุตสาหกรรม ปี 2015 (ล้านเมตริกตัน)ดูคำจำกัดความของแผนภูมิ | สัดส่วนตามภาคอุตสาหกรรมดู คำจำกัดความ ของแผนภูมิ |
สารเติมแต่ง
สารเติมแต่งคือสารเคมีที่ผสมลงในพลาสติกเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพหรือรูปลักษณ์[ 34 ] [ 35 ]ดังนั้นสารเติมแต่งจึงเป็นหนึ่งในเหตุผลที่ทำให้พลาสติกถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลาย[ 36 ]พลาสติกประกอบด้วยโซ่ของพอลิเมอร์ สารเคมีหลายชนิดถูกใช้เป็นสารเติมแต่งในพลาสติก ผลิตภัณฑ์พลาสติกที่เลือกแบบสุ่มโดยทั่วไปจะมีสารเติมแต่งประมาณ 20 ชนิด โดยทั่วไปแล้วจะไม่ระบุชนิดและความเข้มข้นของสารเติมแต่งบนผลิตภัณฑ์[ 5 ]
ในสหภาพยุโรป มีการใช้สารเติมแต่งมากกว่า 400 ชนิดในปริมาณมาก[ 37 ] [ 5 ]จากการวิเคราะห์ตลาดโลก พบว่ามีสารเติมแต่งถึง 5,500 ชนิด[ 38 ]อย่างน้อยที่สุด พลาสติกทุกชนิดจะมีสารทำให้คงตัวของพอลิเมอร์อยู่ซึ่งช่วยให้สามารถแปรรูปด้วยการหลอม (ขึ้นรูป) ได้โดยไม่เกิดการเสื่อมสภาพของ พอลิ เมอร์ สารเติมแต่งในโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในสุขภัณฑ์ อาจคิดเป็นสัดส่วนถึง 80% ของปริมาตรทั้งหมด[ 5 ]พลาสติกที่ไม่เจือปน (เรซินบริสุทธิ์) แทบจะไม่วางจำหน่าย
การชะล้าง
สารเติมแต่งอาจยึดติดกับพอลิเมอร์อย่างหลวมๆ หรือทำปฏิกิริยาในเมทริกซ์ของพอลิเมอร์ แม้ว่าสารเติมแต่งจะถูกผสมลงในพลาสติก แต่ก็ยังคงมีคุณสมบัติทางเคมีที่แตกต่างจากพลาสติก และสามารถค่อยๆซึมออกมาได้ในระหว่างการใช้งานปกติ ในหลุมฝังกลบ หรือหลังจากการกำจัดที่ไม่เหมาะสมในสิ่งแวดล้อม[ 39 ]สารเติมแต่งอาจสลายตัวกลายเป็นสารประกอบอื่นๆ ที่อาจเป็นอันตรายน้อยกว่าหรือเป็นพิษมากกว่า การแตกตัวของพลาสติกเป็นไมโครพลาสติกและนาโนพลาสติกอาจทำให้สารเติมแต่งทางเคมีเคลื่อนที่ไปในสิ่งแวดล้อมได้ไกลจากจุดใช้งาน เมื่อถูกปล่อยออกมา สารเติมแต่งและอนุพันธ์บางชนิดอาจคงอยู่ในสิ่งแวดล้อมและสะสมในสิ่งมีชีวิต ซึ่งอาจส่งผลเสียต่อสุขภาพของมนุษย์และสิ่งมีชีวิต การตรวจสอบล่าสุดโดยสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา (US EPA) พบว่าจากสารเคมี 3,377 ชนิดที่อาจเกี่ยวข้องกับบรรจุภัณฑ์พลาสติก และ 906 ชนิดที่น่าจะเกี่ยวข้อง มี 68 ชนิดที่ ECHA จัดอันดับให้เป็น "อันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์สูงสุด" และ 68 ชนิดเป็น "อันตรายต่อสิ่งแวดล้อมสูงสุด" [ 5 ]
การรีไซเคิล
เนื่องจากสารเติมแต่งเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของพลาสติก จึงต้องนำมาพิจารณาในระหว่างการรีไซเคิล ปัจจุบัน การรีไซเคิลเกือบทั้งหมดทำโดยการหลอมและแปรรูปพลาสติกที่ใช้แล้วให้เป็นผลิตภัณฑ์ใหม่ สารเติมแต่งก่อให้เกิดความเสี่ยงในผลิตภัณฑ์รีไซเคิลเนื่องจากยากต่อการกำจัด เมื่อผลิตภัณฑ์พลาสติกถูกรีไซเคิล มีความเป็นไปได้สูงที่สารเติมแต่งจะถูกรวมเข้ากับผลิตภัณฑ์ใหม่ ขยะพลาสติก แม้ว่าจะเป็นพอลิเมอร์ชนิดเดียวกันทั้งหมด ก็จะมีสารเติมแต่งชนิดและปริมาณที่แตกต่างกัน การผสมสารเหล่านี้เข้าด้วยกันอาจทำให้ได้วัสดุที่มีคุณสมบัติไม่สม่ำเสมอ ซึ่งอาจไม่เป็นที่น่าสนใจสำหรับอุตสาหกรรม ตัวอย่างเช่น การผสมพลาสติกสีต่าง ๆ กับสีพลาสติก ที่แตกต่างกัน เข้าด้วยกัน อาจทำให้วัสดุมีสีเปลี่ยนไปหรือเป็นสีน้ำตาล ด้วยเหตุนี้ พลาสติกจึงมักถูกคัดแยกทั้งตามชนิดของพอลิเมอร์และสีก่อนนำไปรีไซเคิล[ 5 ]
การขาดความโปร่งใสและการรายงานตลอดห่วงโซ่คุณค่ามักส่งผลให้ขาดความรู้เกี่ยวกับรายละเอียดทางเคมีของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ตัวอย่างเช่น ผลิตภัณฑ์ที่มีสารหน่วงไฟที่มีโบรมีนเป็นส่วนประกอบได้ถูกนำไปใช้ในผลิตภัณฑ์พลาสติกใหม่ สารหน่วงไฟเป็นกลุ่มสารเคมีที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้า สิ่งทอ เฟอร์นิเจอร์ และวัสดุก่อสร้าง ซึ่งไม่ควรมีอยู่ในบรรจุภัณฑ์อาหารหรือผลิตภัณฑ์สำหรับเด็ก การศึกษาล่าสุดพบว่าไดออกซินที่มีโบรมีนเป็นส่วนประกอบเป็นสารปนเปื้อนโดยไม่ได้ตั้งใจในของเล่นที่ทำจากพลาสติกรีไซเคิลจากขยะอิเล็กทรอนิกส์ที่มีสารหน่วงไฟที่มีโบรมีนเป็นส่วนประกอบ พบว่าไดออกซินที่มีโบรมีนเป็นส่วนประกอบมีพิษคล้ายกับไดออกซินที่มีคลอรีนเป็นส่วนประกอบ พวกมันอาจส่งผลเสียต่อพัฒนาการและระบบประสาท และรบกวนกลไกของระบบต่อมไร้ท่อ[ 5 ]
ผลกระทบต่อสุขภาพ
พลาสติกมีการใช้งานอย่างแพร่หลายส่วนหนึ่งเป็นเพราะมันค่อนข้างไม่เป็นอันตราย มันไม่เป็นพิษร้ายแรง ส่วนใหญ่เป็นเพราะมันไม่ละลายน้ำหรือย่อยสลายไม่ได้เนื่องจากมีน้ำหนักโมเลกุล มาก ผลิตภัณฑ์จากการย่อยสลายของมันก็แทบจะไม่เป็นพิษเช่นกัน ซึ่งแตกต่างจากสารเติมแต่งบางชนิดที่มักมีน้ำหนักโมเลกุลต่ำกว่า
ข้อโต้แย้งที่เกี่ยวข้องกับพลาสติกมักเกี่ยวข้องกับสารเติมแต่ง ซึ่งบางชนิดอาจเป็นอันตรายได้[ 40 ] [ 41 ] [ 34 ]ตัวอย่างเช่น สารหน่วงไฟบางชนิด เช่นออกตาโบรโมไดฟีนิลอีเทอร์และเพนตาโบรโมไดฟีนิลอีเทอร์ไม่เหมาะสมสำหรับบรรจุภัณฑ์อาหาร สารเติมแต่งที่เป็นอันตรายอื่นๆ ได้แก่แคดเมียมโครเมียมตะกั่วและปรอท (ซึ่งอยู่ภายใต้ การ ควบคุมของอนุสัญญามินามาตะว่าด้วยปรอท ) ซึ่งเคยใช้ใน การผลิตพลาสติกมาก่อน แต่ถูกห้ามใช้ในหลายประเทศ อย่างไรก็ตาม สารเหล่านี้ยังคงพบได้ทั่วไปในบรรจุภัณฑ์พลาสติกบางชนิด รวมถึงบรรจุภัณฑ์อาหารด้วย
ประเทศยากจน
สารเติมแต่งอาจก่อให้เกิดปัญหาได้หากมีการเผาขยะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อการเผาไหม้ไม่ได้รับการควบคุมหรือเกิดขึ้นในเตาเผาขยะที่มีเทคโนโลยีต่ำ ซึ่งเป็นเรื่องปกติในประเทศกำลังพัฒนาหลายแห่ง การเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์อาจทำให้เกิดการปล่อยสารอันตราย เช่น ก๊าซกรดและเถ้า ซึ่งอาจมีสารมลพิษอินทรีย์ตกค้าง (POPs) เช่นไดออกซิน[ 5 ]
สารเติมแต่งจำนวนหนึ่งที่ระบุว่าเป็นอันตรายต่อมนุษย์และ/หรือสิ่งแวดล้อมได้รับการควบคุมในระดับสากลอนุสัญญาสตอกโฮล์มว่าด้วยสารมลพิษอินทรีย์ที่ตกค้างยาวนานเป็นสนธิสัญญาระดับโลกเพื่อปกป้องสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อมจากสารเคมีที่ยังคงอยู่ในสิ่งแวดล้อมเป็นเวลานาน แพร่กระจายไปในวงกว้างทางภูมิศาสตร์ สะสมในเนื้อเยื่อไขมันของมนุษย์และสัตว์ป่า และมีผลกระทบที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์หรือสิ่งแวดล้อม[ 5 ]การใช้บิสฟีนอลเอ (BPA) ในขวดนมพลาสติกสำหรับเด็กถูกห้ามในหลายส่วนของโลก แต่ไม่มีข้อจำกัดในบางประเทศที่มีรายได้ต่ำ[ 5 ]
สัตว์
ในปี 2023 มีการค้นพบโรค พลาสติโคซิสซึ่งเป็นโรคใหม่ที่เกิดจากการกินขยะพลาสติกในนกทะเล พบว่านกที่เป็นโรคนี้มีทางเดินอาหารที่เป็นแผลเป็นและอักเสบ ซึ่งอาจส่งผลต่อความสามารถในการย่อยอาหาร[ 42 ] "เมื่อนกกินชิ้นส่วนพลาสติกขนาดเล็กเข้าไป พบว่ามันทำให้ทางเดินอาหารอักเสบ เมื่อเวลาผ่านไป การอักเสบเรื้อรังจะทำให้เนื้อเยื่อเป็นแผลเป็นและผิดรูป ส่งผลต่อการย่อยอาหาร การเจริญเติบโต และการอยู่รอด" [ 43 ]
ประเภทของสารเติมแต่ง
| ประเภทสารเติมแต่ง | ความเข้มข้นทั่วไปเมื่อมีอยู่ (%) [ 34 ] | คำอธิบาย | ตัวอย่างสารประกอบ | ความคิดเห็น | ส่วนแบ่งการผลิตสารเติมแต่งทั่วโลก (ตามน้ำหนัก) [ 18 ] |
|---|---|---|---|---|---|
| สารเพิ่มความยืดหยุ่น | 10–70 | พลาสติกอาจเปราะแตกง่าย การเติมสารเพิ่มความยืดหยุ่นจะทำให้พลาสติกทนทานขึ้น และการเติมสารเพิ่มความยืดหยุ่นในปริมาณมากจะทำให้พลาสติกอ่อนตัวลง | สารกลุ่มพทาเลตเป็นกลุ่มหลัก ทางเลือกที่ปลอดภัยกว่า ได้แก่ เอสเตอร์ ของอะดิเพต ( DEHA , DOA ) และ เอสเตอร์ ของซิเตรต ( ATBCและTEC ) | 80-90% ของผลผลิตทั่วโลกถูกนำไปใช้ใน PVC ส่วนที่เหลือส่วนใหญ่ใช้ในเซลลูโลสอะซิเตท สำหรับผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่ อัตราส่วนการใช้จะอยู่ระหว่าง 10 ถึง 35% โดยจะใช้ใน พลาสติ ซอล ในอัตราส่วนที่สูงกว่า | 34% |
| สารหน่วงไฟ | 1–30 | เนื่องจากพลาสติกส่วนใหญ่เป็นสารประกอบปิโตรเคมี จึงติดไฟได้ง่าย สารหน่วงไฟสามารถช่วยป้องกันสิ่งนี้ได้ | สารหน่วงไฟที่มีโบรมีนเป็นองค์ประกอบ , พาราฟินที่มีคลอรีนเป็นองค์ประกอบ | สารกำจัดศัตรูพืชกลุ่มออร์กาโนฟอสเฟตที่ไม่ผ่านกระบวนการคลอรีนนั้นปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่า แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วจะมีประสิทธิภาพน้อยกว่าก็ตาม | 13% |
| สารกันความร้อน | 0.3-5 | ป้องกันการเสื่อมสภาพที่เกิดจากความร้อน | โดยทั่วไปแล้ว สารเหล่านี้ได้มาจากตะกั่ว แคดเมียม และดีบุก แต่ในปัจจุบันมีสารทดแทนที่ปลอดภัยกว่า ได้แก่ สารผสมแบเรียม/สังกะสี และแคลเซียมสเตียเรตพร้อมด้วยสารเสริมฤทธิ์ต่างๆ | ใช้ในวัสดุ PVC เกือบทั้งหมด | 5% |
| ฟิลเลอร์ | 0–50 | สารเพิ่มปริมาณ สามารถเปลี่ยนแปลงลักษณะและคุณสมบัติทางกล และสามารถลดราคาได้ | แคลเซียมคาร์บอเนต (ผงชอล์ก), ทัลก์ , ลูกปัดแก้ว, คาร์บอนแบล็กรวมถึงสารเติมแต่งเสริมแรง เช่นคาร์บอนไฟเบอร์ | พลาสติก ทึบแสงส่วนใหญ่มีสารเติมแต่งอยู่ สารเติมแต่งในปริมาณสูงยังสามารถช่วยป้องกันรังสียูวีได้อีกด้วย | 28% |
| ตัวปรับแรงกระแทก | 10–40 | ความทนทานและความต้านทานต่อความเสียหายที่ดีขึ้น[ 44 ] | โดยทั่วไปจะเป็นพอลิเมอร์ อีลาสโต เมอร์ ชนิดอื่นเช่น ยาง หรือโคพอลิเมอร์ของสไตรีน | โพลีเอทิลีนคลอริเนตใช้ในการผลิตพีวีซี | 5% |
| สารต้านอนุมูลอิสระ | 0.05–3 | ป้องกันการเสื่อมสภาพระหว่างกระบวนการผลิต | ฟีนอล , ฟอสไฟต์เอสเทอร์ , ไทโออีเทอร์ บางชนิด | สารเติมแต่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดคือสารทำให้คงตัวของพอลิเมอร์ ซึ่ง พลาสติกทุกชนิดจะมี สารนี้ อยู่ | 6% |
| สารแต่งสี | 0.001-10 | ให้สี | สีย้อมหรือเม็ดสีจำนวนมาก | 2% | |
| สารหล่อลื่น | 0.1-3 | ช่วยในการขึ้นรูป/หล่อพลาสติก รวมถึงสารช่วยในการแปรรูป (หรือสารช่วยให้ไหลได้ดี) สารปลดปล่อยและสารเพิ่มความลื่น | สาร PFASที่เป็นอันตรายได้แก่พาราฟินแว็กซ์ , เอสเตอร์แว็กซ์ , สเตียเรตของโลหะ (เช่นซิงค์สเตียเรต ), อะไมด์ของกรดไขมันสายยาว( โอเลอามิด , อีรูคามิด ) | พบได้ทั่วไป ตัวอย่างทั้งหมดนี้จะสร้างชั้นเคลือบระหว่างพลาสติกและชิ้นส่วนเครื่องจักรในระหว่างการผลิต ช่วยลดแรงดันและการใช้พลังงานในเครื่องอัดรีด ลดความไม่สมบูรณ์ของชิ้นงาน | 2% |
| อุปกรณ์กันแสง | 0.05–3 | ปกป้องจากรังสี UV | HALS , สารป้องกัน และดับรังสียูวี | โดยปกติจะใช้เฉพาะกับสิ่งของที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานกลางแจ้งเท่านั้น | 1% |
| อื่น | หลากหลาย | สารต้านจุลชีพ, สาร ป้องกันไฟฟ้าสถิต , สารทำให้เกิดฟอง , สารก่อผลึก , สารทำให้ใส | 4% |
ผลกระทบต่อสุขภาพ
โดยตัวมันเองแล้วพลาสติกมีความเป็นพิษต่ำเนื่องจากไม่ละลายในน้ำและเนื่องจากมีน้ำหนักโมเลกุลมาก พลาสติกจึงเฉื่อยต่อปฏิกิริยาทางชีวเคมี สารเติมแต่งในผลิตภัณฑ์พลาสติกอาจก่อให้เกิดปัญหาได้มากกว่า[ 45 ]ตัวอย่างเช่น สารทำให้พลาสติกอ่อนตัว เช่นอะดิเพตและพทาเลตมักถูกเติมลงในพลาสติกที่เปราะบาง เช่น PVC เพื่อให้มีความยืดหยุ่น สารประกอบเหล่านี้อาจรั่วไหลออกมาจากผลิตภัณฑ์ได้ ด้วยความกังวลเกี่ยวกับผลกระทบของสารที่รั่วไหลออกมา ดัง กล่าว สหภาพยุโรปจึงได้จำกัดการใช้DEHP (ได-2-เอทิลเฮกซิลพทาเลต) และพทาเลตอื่นๆ ในการใช้งานบางประเภท และสหรัฐอเมริกาได้จำกัดการใช้ DEHP, DPB , BBP , DINP , DIDPและDnOPในของเล่นเด็กและของใช้สำหรับเด็กผ่านพระราชบัญญัติการปรับปรุงความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภค [ 46 ] เป็นความเชื่อที่ผิดว่าการใช้ขวดพลาสติกหรือบรรจุภัณฑ์อาหารทำให้เกิดมะเร็งในมนุษย์ แม้ว่าบรรจุภัณฑ์นั้นจะถูกนำไปอุ่นในไมโครเวฟก็ตาม[ 47 ]
อัลคิลฟีนอลอาจทำให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม[ 41 ]
แม้ว่าพลาสติกสำเร็จรูปอาจไม่เป็นพิษ แต่โมโนเมอร์ที่ใช้ในการผลิตพอลิเมอร์ตั้งต้นอาจเป็นพิษ ในบางกรณี สารเคมีเหล่านั้นอาจยังคงตกค้างอยู่ในผลิตภัณฑ์ในปริมาณเล็กน้อย เว้นแต่จะมีการแปรรูปที่เหมาะสม ตัวอย่างเช่นองค์การอนามัยโลก( IARC) ได้รับรองว่าไวนิลคลอไรด์ซึ่งเป็นสารตั้งต้นของ PVC เป็นสารก่อมะเร็งในมนุษย์[ 46 ]
บิสฟีนอลเอ (BPA)
ผลิตภัณฑ์พลาสติกบางชนิดสลายตัวเป็นสารเคมีที่มีฤทธิ์คล้ายเอสโตรเจน[ 48 ]บิสฟีนอลเอ (BPA) ซึ่ง เป็นส่วนประกอบหลักของโพลีคาร์บอเนต เป็น สารก่อกวนต่อระบบต่อมไร้ท่อที่มีฤทธิ์คล้ายเอสโตรเจนและอาจซึมเข้าสู่อาหารได้[ 46 ]งานวิจัยในEnvironmental Health Perspectivesพบว่า BPA ที่ซึมออกมาจากซับในของกระป๋องดีบุกวัสดุอุดฟันและขวดโพลีคาร์บอเนต สามารถเพิ่มน้ำหนักตัวของลูกหลานสัตว์ทดลองได้[ 49 ]การศึกษาในสัตว์ทดลองเมื่อเร็วๆ นี้ชี้ให้เห็นว่า แม้แต่การสัมผัสกับ BPA ในระดับต่ำก็ส่งผลให้เกิดภาวะดื้อต่ออินซูลิน ซึ่งอาจนำไปสู่การอักเสบและโรคหัวใจได้[ 50 ]ณ เดือนมกราคม 2010 หนังสือพิมพ์ Los Angeles Timesรายงานว่า สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาของสหรัฐอเมริกา (FDA) กำลังใช้เงิน 30 ล้านดอลลาร์เพื่อตรวจสอบข้อบ่งชี้ถึงความเชื่อมโยงของ BPA กับโรคมะเร็ง[ 51 ]บิส(2-เอทิลเฮกซิล) อะดิเพตซึ่งมีอยู่ในพลาสติกห่ออาหารที่ทำจาก PVC ก็เป็นที่น่ากังวลเช่นกัน เช่นเดียวกับสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายที่มีอยู่ในกลิ่นรถใหม่ สหภาพยุโรปมีข้อห้ามถาวรในการใช้พทาเลตในของเล่น ในปี 2552 รัฐบาลสหรัฐฯ ได้สั่งห้ามพทาเลตบางประเภทที่ใช้กันทั่วไปในพลาสติก[ 52 ]
ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
การประมาณการปริมาณขยะพลาสติกที่ผลิตในศตวรรษที่ผ่านมามีความแตกต่างกัน จากการประมาณการหนึ่ง พบว่ามีการทิ้งขยะพลาสติกไปแล้วหนึ่งพันล้านตันตั้งแต่ปี 1950 [ 53 ]ส่วนการประมาณการอื่นๆ พบว่ามีการผลิตพลาสติกสะสมโดยมนุษย์ถึง 8.3 พันล้านตัน ซึ่งในจำนวนนี้ 6.3 พันล้านตันเป็นขยะ และมีเพียง 9% เท่านั้นที่ถูกนำไปรีไซเคิล[ 54 ]
คาดว่าขยะนี้ประกอบด้วยเรซินโพลีเมอร์ 81% เส้นใยโพลีเมอร์ 13% และสารเติมแต่ง 32% ในปี 2561 มีขยะพลาสติกเกิดขึ้นมากกว่า 343 ล้านตัน ซึ่ง 90% เป็นขยะพลาสติกหลังการบริโภค (ขยะพลาสติกจากอุตสาหกรรม การเกษตร การค้า และเทศบาล) ส่วนที่เหลือเป็นขยะก่อนการบริโภคจากการผลิตเรซินและการผลิตผลิตภัณฑ์พลาสติก (เช่น วัสดุที่ถูกปฏิเสธเนื่องจากสี ความแข็ง หรือลักษณะการประมวลผลไม่เหมาะสม) [ 5 ]
องค์กรอนุรักษ์มหาสมุทรรายงานว่า จีน อินโดนีเซีย ฟิลิปปินส์ ไทย และเวียดนาม ทิ้งพลาสติกลงทะเลมากกว่าประเทศอื่นๆ รวมกัน[ 55 ]แม่น้ำแยงซี สินธุ เหลือง ไห่ ไนล์ คงคา เพิร์ล อามูร์ ไนเจอร์ และโขง "ขนส่งพลาสติก 88% ถึง 95% ของปริมาณพลาสติกทั่วโลกลงสู่ทะเล" [ 56 ] [ 57 ]
การมีอยู่ของพลาสติก โดยเฉพาะไมโครพลาสติกในห่วงโซ่อาหารกำลังเพิ่มขึ้น ในช่วงทศวรรษ 1960 มีการสังเกตพบไมโครพลาสติกในลำไส้ของนกทะเล และตั้งแต่นั้นมาก็พบว่ามีความเข้มข้นเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ[ 58 ]ผลกระทบระยะยาวของพลาสติกในห่วงโซ่อาหารยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ ในปี 2009 มีการประมาณการว่า 10% ของขยะสมัยใหม่เป็นพลาสติก[ 59 ]แม้ว่าการประมาณการจะแตกต่างกันไปตามภูมิภาค[ 58 ]ในขณะเดียวกัน 50% ถึง 80% ของเศษขยะในพื้นที่ทางทะเลเป็นพลาสติก[ 58 ]พลาสติกมักถูกใช้ในภาคเกษตรกรรม มีพลาสติกในดินมากกว่าในมหาสมุทร การมีอยู่ของพลาสติกในสิ่งแวดล้อมเป็นอันตรายต่อระบบนิเวศและสุขภาพของมนุษย์[ 60 ]
การวิจัยเกี่ยวกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมมักจะมุ่งเน้นไปที่ขั้นตอนการกำจัด อย่างไรก็ตาม การผลิตพลาสติกยังก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม สุขภาพ และเศรษฐกิจสังคมอย่างมากอีกด้วย[ 61 ]
ก่อนการลงนามในพิธีสารมอนทรีออล สาร CFC ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตพลาสติกโพลีสไตรีน ซึ่งกระบวนการผลิตดังกล่าวมีส่วนทำให้ชั้นโอโซน ถูก ทำลาย
ความพยายามในการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากพลาสติกอาจรวมถึงการลดการผลิตและการใช้พลาสติก นโยบายด้านขยะและการรีไซเคิล และการพัฒนาและการนำวัสดุทางเลือกอื่นมาใช้แทนพลาสติกอย่าง เป็นระบบ เช่นบรรจุภัณฑ์ที่ยั่งยืน
ไมโครพลาสติก

ไมโครพลาสติกคือ "อนุภาคของแข็งสังเคราะห์หรือ เมทริกซ์ พอลิเมอร์ที่มีรูปร่างปกติหรือไม่ปกติและมีขนาดตั้งแต่ 1 ไมโครเมตรถึง 5 มิลลิเมตร ซึ่งมีต้นกำเนิดจากการผลิตขั้นต้นหรือขั้นรอง และไม่ละลายในน้ำ" [ 62 ] ไมโครพลาสติกก่อให้เกิดมลพิษโดยการเข้าสู่ระบบนิเวศทางธรรมชาติ จากแหล่งต่างๆ รวมถึงเครื่องสำอางเสื้อผ้าการก่อสร้างการปรับปรุง การบรรจุภัณฑ์อาหารและกระบวนการทางอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม มี กลยุทธ์ การบำบัดไมโครพลาสติกที่ แตกต่างกัน ซึ่งสามารถช่วยลดผลกระทบของมลพิษจากพลาสติกได้
คำว่าไมโครพลาสติกใช้เพื่อแยกแยะออกจากขยะพลาสติก ขนาดใหญ่ที่ไม่ใช่ไมโครพลาสติก ปัจจุบันมีการจำแนกไมโครพลาสติกออกเป็นสองประเภท ไมโครพลาสติกปฐมภูมิ ได้แก่ เศษพลาสติกหรืออนุภาคพลาสติกที่มีขนาด 5.0 มม. หรือเล็กกว่านั้นก่อนที่จะเข้าสู่สิ่งแวดล้อมซึ่งรวมถึงไมโครไฟเบอร์จากเสื้อผ้าไมโครบีดส์กากเพชรพลาสติก[ 63 ]และเม็ดพลาสติก (หรือที่เรียกว่านอร์เดิล) [ 64 ] [ 65 ] [ 66 ]ไมโครพลาสติกทุติยภูมิเกิดขึ้นจากการย่อยสลาย (แตกตัว) ของผลิตภัณฑ์พลาสติกขนาดใหญ่ผ่านกระบวนการผุกร่อนตามธรรมชาติหลังจากเข้าสู่สิ่งแวดล้อม แหล่งที่มาของไมโครพลาสติกทุติยภูมิ ได้แก่ ขวดน้ำและขวดโซดา อวนจับปลา ถุงพลาสติกภาชนะ ไมโครเวฟ ถุงชา และยางรถยนต์ที่สึกหรอ[ 67 ] [ 66 ] [ 68 ] [ 69 ]
ทั้งสองประเภทได้รับการยอมรับว่าสามารถคงอยู่ในสิ่งแวดล้อมในระดับสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบนิเวศทางน้ำและ ทางทะเล ซึ่งถือเป็นมลพิษทางน้ำ[ 70 ] มีการประมาณการว่าภายในปี 2050 น้ำหนักของไมโครพลาสติกในทะเลจะมากกว่าน้ำหนักของปลา[ 71 ]
ไมโครพลาสติกยังสะสมอยู่ในอากาศและระบบนิเวศบนบก ด้วย มีการตรวจพบไมโครพลาสติกในอากาศทั้งในชั้นบรรยากาศ ภายในและภายนอกอาคาร
เนื่องจากพลาสติกบางชนิดย่อยสลายช้า (มักใช้เวลาหลายร้อยถึงหลายพันปี) [ 72 ] [ 73 ]ไมโครพลาสติกจึงมีโอกาสสูงที่จะถูกกลืนกิน แทรกซึมเข้าไป และสะสมอยู่ในร่างกายและเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิตหลายชนิด[ 74 ] [ 75 ]ในระบบนิเวศบนบก พบว่าไมโครพลาสติกทำให้ความสามารถในการดำรงชีวิตของระบบนิเวศในดิน ลดลง [ 76 ] [ 77 ]
ไมโครพลาสติกมีแนวโน้มที่จะสลายตัวเป็นนาโนพลาสติกที่มีขนาดเล็กกว่าผ่านกระบวนการผุกร่อนทางเคมี การแตกตัวทางกล และแม้กระทั่งผ่านกระบวนการย่อยอาหารของสัตว์ นาโนพลาสติกเป็นส่วนย่อยของไมโครพลาสติกและมีขนาดเล็กกว่า 1 μm (1 ไมโครเมตร หรือ 1000 นาโนเมตร) นาโนพลาสติกไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า[ 78 ]
การย่อยสลายของพลาสติก
พลาสติกจะเสื่อมสภาพลงด้วยกระบวนการต่างๆ มากมาย ซึ่งกระบวนการที่สำคัญที่สุดคือการไฮโดรไลซิสและการออกซิเดชันด้วยแสงโครงสร้างทางเคมีเป็นตัวกำหนดชะตากรรมของพอลิเมอร์ ดังนั้น เส้นทางการสลายตัวจึงสามารถประเมินได้ตามประเภทของพอลิเมอร์หลัก โดยเรียงตามปริมาตรได้แก่ พอลิโอเลฟิน (พอลิเอทิลีน พอลิโพรพิลีน พอลิสไตรีน) พอลิไวนิลคลอไรด์ และพอลิเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET) [ 79 ]โดยทั่วไป ความสามารถในการย่อยสลายของพอลิเมอร์จะสัมพันธ์กับการมีอยู่ของหมู่ฟังก์ชัน (เอสเทอร์ อะไมด์) พอลิโอเลฟินซึ่งไม่มีหมู่ฟังก์ชันจะย่อยสลายช้ามาก โดยเฉพาะพอลิเอทิลีน ในกรณีของพอลิเอทิลีน การย่อยสลายเกิดจากปฏิกิริยาของข้อบกพร่องภายในสายโซ่พอลิเมอร์ เช่น หมู่แอลคีน[ 80 ] PET ซึ่งเป็นพอลิเอสเทอร์ จะย่อยสลายค่อนข้างเร็วด้วยหลายเส้นทาง รวมถึงการไฮโดรไลซิสของเอสเทอร์และการออกซิเดชันด้วยแสง ในขณะที่พอลิเมอร์หลักอื่นๆ มีความเสถียรที่อุณหภูมิ > 400 °C แต่ PVC จะย่อยสลายที่อุณหภูมิ <300 °C กระบวนการนี้ทำให้เกิดการสูญเสียไฮโดรเจนคลอไรด์ (HCl) ซึ่ง HCl ที่เกิดขึ้นจะเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของ PVC ดังนั้นจึงมีการพยายามอย่างมากในการดักจับ HCl โดยการผสม PVC กับสารเติมแต่ง
จุลินทรีย์บางชนิดที่สามารถย่อยสลายพลาสติกได้นั้นเป็นที่รู้จัก แต่ยังคงเป็นเรื่องที่น่าสงสัย[ 81 ] [ 82 ] [ 83 ] [ 84 ] [ 85 ] [ 86 ] [ 87 ]
ฟีนอลฟอร์มาลดีไฮด์หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่าเบคไลต์ จะถูกย่อยสลายโดยเชื้อราเน่าขาว P. chrysosporium [ 88 ]

การรีไซเคิล
การรีไซเคิลพลาสติก
เรียงตามเข็มนาฬิกาจากซ้ายบน:
- การคัดแยกขยะพลาสติกที่ศูนย์รีไซเคิลแบบรวมทุกประเภท
- ขวดพลาสติกใช้แล้วคัดแยกสีแล้วอัดเป็นก้อน
- พลาสติก HDPEที่ผ่านการรีไซเคิลแล้วพร้อมสำหรับการนำไปรีไซเคิล
- บัวรดน้ำที่ทำจากขวดพลาสติกรีไซเคิล
การรีไซเคิลพลาสติกคือการแปรรูปขยะพลาสติกให้เป็นผลิตภัณฑ์อื่น[ 89 ] [ 90 ] [ 91 ]การรีไซเคิลสามารถลดการพึ่งพาหลุมฝังกลบอนุรักษ์ทรัพยากร และปกป้องสิ่งแวดล้อมจากมลพิษพลาสติกและการปล่อยก๊าซเรือนกระจก[ 92 ] [ 93 ] [ 94 ]อัตราการรีไซเคิลยังล้าหลังวัสดุที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อื่นๆ เช่นอะลูมิเนียมแก้วและกระดาษ ตั้งแต่เริ่มการผลิตพลาสติกจนถึงปี 2015 โลกผลิตขยะพลาสติกประมาณ 6.3 พันล้านตัน ซึ่ง มีเพียง 9% เท่านั้นที่ถูกรีไซเคิล และมีเพียงประมาณ 1% เท่านั้นที่ถูกรีไซเคิลมากกว่าหนึ่งครั้ง[ 95 ]จากขยะที่เหลือ 12% ถูกเผา และ 79% ถูกส่งไปยังหลุมฝังกลบหรือปล่อยสู่สิ่งแวดล้อมเป็นมลพิษ[ 95 ]
พลาสติกเกือบทั้งหมดไม่สามารถย่อยสลาย ได้ทางชีวภาพ และหากไม่นำไปรีไซเคิล พลาสติกจะแพร่กระจายไปทั่วสิ่งแวดล้อม[ 96 ] [ 97 ]ซึ่งก่อให้เกิดมลพิษจากพลาสติกตัวอย่างเช่น ในปี 2558 มีขยะพลาสติกประมาณ 8 ล้านตันไหลลงสู่มหาสมุทรทุกปี ทำให้ระบบนิเวศในมหาสมุทรเสียหายและก่อให้เกิดกองขยะในมหาสมุทร[ 98 ]
ปัจจุบันการรีไซเคิลพลาสติกส่วนใหญ่เป็นแบบเชิงกล ซึ่งเกี่ยวข้องกับการหลอมและการขึ้นรูปพลาสติกใหม่ให้เป็นผลิตภัณฑ์อื่น ซึ่งอาจทำให้เกิดการเสื่อมสภาพของพอลิเมอร์ในระดับโมเลกุล และจำเป็นต้องคัดแยกขยะตามสีและ ชนิดของ พอลิเมอร์ก่อนนำไปแปรรูป ซึ่งมักจะซับซ้อนและมีราคาแพง ข้อผิดพลาดอาจนำไปสู่วัสดุที่มีคุณสมบัติไม่สม่ำเสมอ ทำให้ไม่เป็นที่น่าสนใจสำหรับอุตสาหกรรม[ 99 ]แม้ว่าการกรองในการรีไซเคิลเชิงกลจะช่วยลดการปล่อยไมโครพลาสติก แต่แม้แต่ระบบการกรองที่มีประสิทธิภาพที่สุดก็ไม่สามารถป้องกันการปล่อยไมโครพลาสติกลงในน้ำเสียได้[ 100 ] [ 101 ]
ในการรีไซเคิลวัตถุดิบ พลาสติกเหลือใช้จะถูกแปลงเป็นสารเคมีตั้งต้น ซึ่งสามารถนำไปผลิตเป็นพลาสติกใหม่ได้ วิธีนี้ต้องใช้พลังงานและต้นทุนด้านเงินทุน สูงกว่า หรืออีกทางเลือกหนึ่ง พลาสติกสามารถนำไปเผาแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลในโรงงานผลิตพลังงานหรือแปลงเป็นสารเคมีที่มีประโยชน์อื่นๆ ทางชีวเคมีสำหรับอุตสาหกรรม[ 102 ]ในบางประเทศ การเผาเป็นรูปแบบการกำจัดขยะพลาสติกที่แพร่หลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศที่มีนโยบาย การเบี่ยงเบนขยะฝังกลบ
การรีไซเคิลพลาสติกอยู่ในลำดับชั้นของขยะที่ ต่ำ การลดขยะและการนำ พลาสติกกลับมาใช้ใหม่ เป็นทางออกที่เหมาะสมและยั่งยืนในระยะยาวสำหรับการรักษา สิ่งแวดล้อม การรีไซเคิลพลาสติกได้รับการส่งเสริมมาตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1970 [ 103 ]อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความท้าทายทางเศรษฐกิจและเทคนิค การรีไซเคิลดังกล่าวจึงไม่มีผลกระทบต่อการจัดการขยะพลาสติกอย่างมีนัยสำคัญจนกระทั่งปลายทศวรรษ 1980
การไพโรไลซิส
โดยการให้ความร้อนสูงกว่า 500 °C (932 °F) ในสภาวะที่ไม่มีออกซิเจน ( ไพโรไลซิส ) พลาสติกสามารถแตกตัวเป็นไฮโดรคาร์บอน ที่เรียบง่ายกว่า ซึ่งสามารถใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตพลาสติกใหม่ได้[ 104 ]ไฮโดรคาร์บอนเหล่านี้ยังสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงได้อีกด้วย[ 105 ]
การปล่อยก๊าซเรือนกระจก
ตามข้อมูลขององค์การเพื่อความร่วมมือทางเศรษฐกิจและการพัฒนาพลาสติกมีส่วนทำให้เกิดก๊าซเรือนกระจกเทียบเท่ากับคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 ) 1.8 พันล้านตัน สู่ชั้นบรรยากาศในปี 2019 ซึ่งคิดเป็น 3.4% ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลก[ 106 ]พวกเขากล่าวว่าภายในปี 2060 พลาสติกอาจปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้ถึง 4.3 พันล้านตันต่อปี ผลกระทบของพลาสติกต่อภาวะโลกร้อนนั้นมีทั้งด้านดีและด้านเสีย โดยทั่วไปพลาสติกทำจากก๊าซฟอสซิลหรือปิโตรเลียม ดังนั้นการผลิตพลาสติกจึงก่อให้เกิดการปล่อยก๊าซมีเทนเพิ่มเติมเมื่อมีการผลิตก๊าซฟอสซิลหรือปิโตรเลียม นอกจากนี้ พลังงานส่วนใหญ่ที่ใช้ในการผลิตพลาสติกไม่ใช่พลังงานที่ยั่งยืนตัวอย่างเช่น อุณหภูมิสูงจากการเผาไหม้ก๊าซฟอสซิล อย่างไรก็ตาม พลาสติกยังสามารถจำกัดการปล่อยก๊าซมีเทนได้ ตัวอย่างเช่น บรรจุภัณฑ์เพื่อลดขยะอาหาร[ 107 ]
การศึกษาในปี 2024 พบว่าเมื่อเปรียบเทียบกับแก้วและอะลูมิเนียม พลาสติกอาจมีผลกระทบเชิงลบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยกว่า และอาจเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับบรรจุภัณฑ์อาหารส่วนใหญ่และการใช้งานทั่วไปอื่นๆ[ 108 ]การศึกษานี้พบว่า "การแทนที่พลาสติกด้วยวัสดุทางเลือกนั้นแย่กว่าสำหรับการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในกรณีส่วนใหญ่" และการศึกษาที่เกี่ยวข้องกับนักวิจัยชาวยุโรปพบว่า "ใน 15 จาก 16 การใช้งาน ผลิตภัณฑ์พลาสติกก่อให้เกิดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกน้อยกว่าวัสดุทางเลือก" [ 108 ]
การลดปริมาณการผลิตพลาสติกเป็นทางออกหนึ่งสำหรับปัญหาสภาพภูมิอากาศ
ในปี 2025 เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ที่เกือบทุกประเทศไม่ได้หารือกันเพียงแค่เรื่องการรีไซเคิล แต่ยังหารือกันถึงการลดการผลิตพลาสติกด้วย ซึ่งถือได้ว่าเป็นส่วนสำคัญที่ขาดไม่ได้ในการแก้ปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เนื่องจากพลาสติกเป็นสาเหตุของการปล่อยก๊าซเรือนกระจก 3-5% ตามข้อมูลขององค์การสหประชาชาติและห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์เบิร์กลีย์ ของสหรัฐอเมริกา และอาจเพิ่มขึ้นเป็นสามเท่าภายในปี 2060 สาเหตุหนึ่งก็คือ การเผาพลาสติกจะปล่อยคาร์บอนดำซึ่งมีศักยภาพในการทำให้โลกร้อนมากกว่า CO2 ถึง 5,000 เท่า[ 109 ]
การผลิตพลาสติก
การผลิตพลาสติกจากน้ำมันดิบต้องใช้พลังงาน 7.9 ถึง 13.7 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อปอนด์ (โดยคำนึงถึงประสิทธิภาพเฉลี่ยของสถานีผลิตไฟฟ้าของสหรัฐฯ ที่ 35%) การผลิตซิลิคอนและเซมิคอนดักเตอร์สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่นั้นใช้พลังงานมากกว่านั้นอีก คือ 29.2 ถึง 29.8 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อปอนด์สำหรับซิลิคอน และประมาณ 381 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อปอนด์สำหรับเซมิคอนดักเตอร์[ 110 ]ซึ่งสูงกว่าพลังงานที่จำเป็นในการผลิตวัสดุอื่นๆ มาก ตัวอย่างเช่น การผลิตเหล็ก (จากแร่เหล็ก) ต้องใช้พลังงาน 2.5-3.2 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อปอนด์ แก้ว (จากทราย ฯลฯ) 2.3–4.4 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อปอนด์ เหล็กกล้า (จากเหล็ก) 2.5–6.4 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อปอนด์ และกระดาษ (จากไม้) 3.2–6.4 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อปอนด์[ 111 ]
การเผาทำลายพลาสติก
การเผาพลาสติกอย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิสูงมากจะสลายส่วนประกอบที่เป็นพิษหลายชนิด เช่นไดออกซินและฟิวแรนวิธีนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการเผาขยะ มูลฝอยในเขตเทศบาล เตาเผาขยะมูลฝอยในเขตเทศบาลมักจะบำบัดก๊าซไอเสียเพื่อลดมลพิษเพิ่มเติม ซึ่งจำเป็นเนื่องจากการเผาพลาสติกที่ไม่ได้รับการควบคุมจะทำให้เกิด สาร ก่อมะเร็ง โพ ลีคลอริเนเต็ดไดเบนโซ-พี-ไดออกซิน [ 112 ] การเผาพลาสติกในที่โล่งเกิดขึ้นที่อุณหภูมิต่ำกว่าและโดยปกติจะปล่อยควัน พิษ ดังกล่าว
ในสหภาพยุโรปการเผาขยะเทศบาลอยู่ภายใต้การควบคุมของคำสั่งการปล่อยมลพิษทางอุตสาหกรรม [ 113 ]ซึ่งกำหนดอุณหภูมิขั้นต่ำที่ 850 °C เป็นเวลาอย่างน้อยสองวินาที[ 114 ]
การส่งเสริมการย่อยสลายตามธรรมชาติ
มีการอ้างว่า แบคทีเรียBlaptica dubiaช่วยในการย่อยสลายโพลีสไตรีนเชิงพาณิชย์ การย่อยสลายทางชีวภาพนี้ดูเหมือนจะเกิดขึ้นในแบคทีเรียที่ย่อยสลายพลาสติกบางชนิดที่อาศัยอยู่ในลำไส้ของแมลงสาบ ผลิตภัณฑ์จากการย่อยสลายทางชีวภาพยังพบได้ในอุจจาระของพวกมันด้วย[ 115 ]
ประวัติศาสตร์
การพัฒนาพลาสติกได้วิวัฒนาการจากการใช้วัสดุพลาสติกตามธรรมชาติ (เช่นยางและเชลแล็ก ) ไปสู่การใช้การดัดแปลงทางเคมีของวัสดุเหล่านั้น (เช่น ยางธรรมชาติเซลลูโลส คอลลาเจนและโปรตีนนม ) และในที่สุดก็ไปสู่พลาสติกสังเคราะห์ทั้งหมด (เช่น เบคไลต์ อีพ็อกซี และพีวีซี) พลาสติกในยุคแรกเป็นวัสดุที่ได้จากชีวภาพ เช่น โปรตีนจากไข่และเลือด ซึ่งเป็นพอลิเมอร์อินทรีย์ในราว 1600 ปีก่อนคริสตกาลชาวเมโสอเมริกาใช้ยางธรรมชาติทำลูกบอล แถบ และรูปปั้น[ 6 ]เขาของวัวที่ผ่านการบำบัดแล้วถูกนำมาใช้เป็นหน้าต่างสำหรับโคมไฟในยุคกลางวัสดุที่เลียนแบบคุณสมบัติของเขาได้รับการพัฒนาโดยการบำบัดโปรตีนนมด้วยด่าง ในศตวรรษที่สิบเก้า เมื่อวิชาเคมีพัฒนาขึ้นในช่วงการปฏิวัติอุตสาหกรรมมีการรายงานวัสดุหลายชนิด การพัฒนาพลาสติกเร่งตัวขึ้นด้วย การค้นพบการ วัลคาไนเซชันเพื่อทำให้ยางธรรมชาติแข็งตัว ของชาร์ลส์ กู๊ดเยียร์ ในปี 1839

พาร์คซีนซึ่งคิดค้นโดยอเล็กซานเดอร์ พาร์คส์ในปี พ.ศ. 2498 และได้รับสิทธิบัตรในปีถัดมา[ 116 ]ถือเป็นพลาสติกสังเคราะห์ชนิดแรก ผลิตจากเซลลูโลส (ส่วนประกอบหลักของผนังเซลล์พืช) ที่ผ่านการบำบัดด้วยกรดไนตริกเป็นตัวทำละลาย ผลผลิตจากกระบวนการ (โดยทั่วไปเรียกว่าเซลลูโลสไนเตรตหรือไพรอกซิลิน) สามารถละลายในแอลกอฮอล์และทำให้แข็งตัวเป็นวัสดุโปร่งใสและยืดหยุ่นที่สามารถขึ้นรูปได้เมื่อได้รับความร้อน[ 117 ]โดยการผสมเม็ดสีลงในผลิตภัณฑ์ สามารถทำให้มีลักษณะคล้ายงาช้างได้ พาร์คซีนได้รับการเปิดตัวในงานนิทรรศการนานาชาติที่ลอนดอนในปี พ.ศ. 2405 และทำให้พาร์คส์ได้รับเหรียญทองแดง[ 118 ]
ในปี ค.ศ. 1893 นักเคมีชาวฝรั่งเศส Auguste Trillat ค้นพบวิธีการทำให้เคซีน (โปรตีนในนม) ไม่ละลายโดยการแช่ในฟอร์มาลดีไฮด์ทำให้ได้วัสดุที่วางจำหน่ายในชื่อกาลาลิธ [ 119 ] ในปี ค.ศ. 1897 Wilhelm Krische เจ้าของโรงพิมพ์ขนาดใหญ่แห่งเมืองฮันโนเวอร์ ประเทศเยอรมนี ได้รับมอบหมายให้พัฒนาวัสดุทางเลือกแทนกระดานดำ[ 119 ]พลาสติกรูปทรงคล้ายเขาที่ทำจากเคซีนได้รับการพัฒนาร่วมกับนักเคมีชาวออสเตรีย (Friedrich) Adolph Spitteler (ค.ศ. 1846–1940) แม้ว่าจะไม่เหมาะสมกับวัตถุประสงค์ที่ตั้งไว้ แต่ก็มีการค้นพบการใช้งานอื่นๆ ในภายหลัง[ 119 ]
พลาสติกสังเคราะห์ ชนิดแรกของโลกคือเบคไลต์ซึ่งคิดค้นขึ้นในนิวยอร์กในปี 1907 โดยลีโอ เบคแลนด์ [ 7 ]ผู้บัญญัติศัพท์คำว่าพลาสติก[ 8 ] นักเคมีหลายคนมีส่วนร่วมในวิทยาศาสตร์วัสดุของพลาสติก รวมถึงเฮอร์มันน์ สเตาดิงเกอร์ ผู้ได้รับรางวัลโนเบล ซึ่งได้รับการยกย่องว่าเป็น "บิดาแห่งเคมีพอลิเมอร์ " และเฮอร์มันน์ มาร์คซึ่งเป็นที่รู้จักในฐานะ "บิดาแห่งฟิสิกส์พอลิเมอร์ " [ 9 ]หลังสงครามโลกครั้งที่ 1 การพัฒนาทางเคมีนำไปสู่การเกิดขึ้นของพลาสติกรูปแบบใหม่มากมาย โดยเริ่มการผลิตจำนวนมากในช่วงทศวรรษ 1940 และ 1950 [ 59 ]ตัวอย่างแรกๆ ในกลุ่มพอลิเมอร์ใหม่ ได้แก่ โพลีสไตรีน (ผลิตครั้งแรกโดยBASFในช่วงทศวรรษ 1930) [ 6 ]และโพลีไวนิลคลอไรด์ (สร้างขึ้นครั้งแรกในปี 1872 แต่ผลิตในเชิงพาณิชย์ในช่วงปลายทศวรรษ 1920) [ 6 ]ในปี พ.ศ. 2466 Durite Plastics, Inc. เป็นผู้ผลิตเรซินฟีนอล-ฟูร์ฟูรัลรายแรก[ 120 ]ในปี พ.ศ. 2476 นักวิจัยของ Imperial Chemical Industries (ICI) Reginald Gibson และ Eric Fawcett ได้ค้นพบโพลีเอทิลีน[ 6 ]
การค้นพบโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PETE) ได้รับการยกย่องให้แก่พนักงานของสมาคมผู้พิมพ์ผ้าคาลิโกในสหราชอาณาจักรในปี 1941 โดยได้รับอนุญาตให้DuPontใช้ในสหรัฐอเมริกาและ ICI ใช้ในประเทศอื่นๆ และเป็นหนึ่งในพลาสติกไม่กี่ชนิดที่เหมาะสมที่จะใช้แทนแก้วในหลายกรณี ส่งผลให้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับขวดในยุโรป[ 6 ]ในปี 1954 โพลีโพรพีลีนถูกค้นพบโดยGiulio Nattaและเริ่มผลิตในปี 1957 [ 6 ]นอกจากนี้ ในปี 1954 โพลีสไตรีน ขยายตัว (ใช้สำหรับฉนวนกันความร้อนในอาคาร บรรจุภัณฑ์ และถ้วย) ถูกคิดค้นโดยDow Chemical [ 6 ] ตั้งแต่ทศวรรษ 1960 การผลิตพลาสติกเพิ่มขึ้นอย่างมากด้วยการเกิดขึ้นของโพลีคาร์บอเนตและ HDPE ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์ต่างๆ[ 121 ]ในช่วงทศวรรษ 1980 และ 1990 การรีไซเคิลพลาสติกและการพัฒนาพลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพเริ่มเฟื่องฟูเพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม[ 122 ] [ 123 ]ตั้งแต่ปี 2000 จนถึงปัจจุบัน พลาสติกชีวภาพจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนและความตระหนักเกี่ยวกับไมโครพลาสติกได้กระตุ้นให้เกิดการวิจัยและนโยบายอย่างกว้างขวางเพื่อควบคุมมลพิษจากพลาสติก[ 124 ]
นโยบาย
ขณะนี้กำลังดำเนินการพัฒนาสนธิสัญญาระดับโลกเกี่ยวกับมลพิษจากพลาสติกเมื่อวันที่ 2 มีนาคม 2565 ประเทศสมาชิกสหประชาชาติได้ลงมติในการประชุมสมัชชาสิ่งแวดล้อมแห่งสหประชาชาติ ครั้งที่ 5 (UNEA-5.2) ที่กลับมาจัดขึ้นอีกครั้ง เพื่อจัดตั้งคณะกรรมการเจรจาระหว่างรัฐบาล (INC) โดยมีอำนาจหน้าที่ในการผลักดันข้อตกลงระหว่างประเทศที่มีผลผูกพันทางกฎหมายเกี่ยวกับพลาสติก[ 125 ]มติดังกล่าวมีชื่อว่า "ยุติมลพิษจากพลาสติก: มุ่งสู่เครื่องมือระหว่างประเทศที่มีผลผูกพันทางกฎหมาย" อำนาจหน้าที่ระบุว่า INC ต้องเริ่มดำเนินการภายในสิ้นปี 2565 โดยมีเป้าหมายที่จะ "จัดทำร่างข้อตกลงระดับโลกที่มีผลผูกพันทางกฎหมายให้แล้วเสร็จภายในสิ้นปี 2567" [ 126 ]
ดูเพิ่มเติม
- สมาคมถุงพลาสติกรีไซเคิลแห่งอเมริกา – กลุ่มล็อบบี้ของผู้ผลิตและผู้รีไซเคิล
- การก่อสร้างด้วยข้าวโพด – การใช้ข้าวโพดในการก่อสร้าง
- เรซินที่กระตุ้นด้วยแสง – เรซินที่แข็งตัวเมื่อสัมผัสกับแสงที่มีความยาวคลื่นที่เหมาะสม
- ไดโอดเปล่งแสงอินทรีย์ – ไดโอดที่เปล่งแสงจากสารประกอบอินทรีย์
- ฟิล์มพลาสติก – วัสดุพอลิเมอร์บางต่อเนื่อง
- มลพิษจากพลาสติก – การสะสมของพลาสติกในระบบนิเวศทางธรรมชาติ
- วิศวกรรมพลาสติก – สาขาวิศวกรรมที่ศึกษาเกี่ยวกับวัสดุพอลิเมอร์
- พลาสติคัลเจอร์ – การใช้วัสดุพลาสติกในภาคเกษตรกรรม
- พลาสติสเฟียร์ – เศษพลาสติกที่แขวนลอยอยู่ในน้ำและสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในนั้น
- โครงการเติมน้ำ (Refill) – แคมเปญด้านสิ่งแวดล้อมของอังกฤษ
- กระบวนการผลิตแบบม้วนต่อม้วน – กระบวนการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
- พลาสติกซ่อมแซมตัวเองได้ – สารที่สามารถซ่อมแซมตัวเองได้
- การทำความสะอาดด้วยความร้อน – เทคนิคการทำความสะอาดในระดับอุตสาหกรรม
- การขึ้นรูปด้วยความร้อน – กระบวนการผลิตเพื่อขึ้นรูปพลาสติกด้วยความร้อน
- ลำดับเหตุการณ์ของเทคโนโลยีวัสดุ
พลาสติกในความหมายที่สามารถดัดงอได้
- ศิลปะพลาสติก – ศิลปะที่เกี่ยวข้องกับการดัดแปลงทางกายภาพ
- อัตราส่วนพลาสติก – ตัวเลข ประมาณ 1.3247
แหล่งที่มา
บทความนี้มีการนำข้อความจาก งาน เนื้อหาเสรีมาใช้ ได้รับอนุญาตภายใต้ Cc BY-SA 3.0 IGO ( คำชี้แจง/การอนุญาต ) ข้อความนำมาจากDrowning in Plastics – Marine Litter and Plastic Waste Vital Graphics , โครงการสิ่งแวดล้อมแห่งสหประชาชาติ
อ่านเพิ่มเติม
- ฮอปมันน์, คริสเตียน; ไกรฟ, เฮลมุท; วอลเตอร์ส, ลีโอ (8 ธันวาคม 2566) อบรมเทคโนโลยีพลาสติก Carl Hanser Verlag GmbH และบริษัท KG ไอเอสบีเอ็น 978-1-56990-935-5.
- ฟิงค์, โยฮันเนส คาร์ล (2024). แนวโน้มในอนาคตของพลาสติกสมัยใหม่ . ไวลีย์. ISBN 978-1-394-23757-9.
- การ์ดิเนอร์, เบธ (2026). บริษัทพลาสติก: ประวัติศาสตร์ลับและอนาคตอันน่าตกใจของการเดิมพันครั้งใหญ่ที่สุดของบริษัทน้ำมันยักษ์ใหญ่เอเวอรี่
- ISBN 978-0593717103
- Li, Zibiao; Lim, Jason YC; Wang, Chen-Gang (21 กุมภาพันธ์ 2023). ความเป็นวงจรของพลาสติก: ความยั่งยืน วัสดุใหม่ และการใช้ประโยชน์จากขยะพลาสติก . Elsevier. ISBN 978-0-323-91435-2.
ลิงก์ภายนอก
- "ชุดเอกสารของ เจ. แฮร์รี่ ดูบัวส์ เกี่ยวกับประวัติศาสตร์ของพลาสติก ประมาณปี 1900–1975"ศูนย์จดหมายเหตุ พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์อเมริกันแห่งชาติ สถาบันสมิธโซเนียนจัดเก็บจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 12 กุมภาพันธ์ 2549
- "คุณสมบัติทางวัสดุของพลาสติก – คุณสมบัติทางกล ความร้อน และไฟฟ้า" Plastics Internationalเก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 24 มีนาคม 2017
- "สมาคมประวัติศาสตร์พลาสติก "
- "ประวัติความ เป็นมาของพลาสติก สมาคมอุตสาหกรรมพลาสติก" plasticsindustry.org เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 6 กรกฎาคม 2552
- Knight L (17 พฤษภาคม 2014). "ประวัติโดยย่อของพลาสติก ทั้งจากธรรมชาติและสังเคราะห์" . นิตยสาร BBC .
- "ลำดับเหตุการณ์สำคัญของการฉีดขึ้นรูปพลาสติกและพลาสติก"บริษัทแทนแกรม เทคโนโลยี จำกัด 27 มิถุนายน 2557
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ พลาสติก
พลาสติก เป็นวัสดุ สังเคราะห์หรือกึ่งสังเคราะห์หลากหลายชนิดที่ประกอบด้วยพอลิเมอร์ เป็นหลัก...
นิรุกติศาสตร์
คำว่า พลาสติก มาจากภาษา กรีกโบราณ πλαστικός ( plastikos ) ซึ่งหมายถึง "สามารถขึ้นรูปหรือหล่อได้" ซึ่งมาจาก πλαστός ( plastos ) ซึ่งหมายถึง "หล่อ" หรือ "ขึ้นรูป" [ 10 ] ในการใช้งานสมัยใหม่ คำว่า พลาสติก...
โครงสร้าง
พลาสติกส่วนใหญ่ประกอบด้วยพอลิเมอร์ อินทรีย์ [ 12 ] พอลิเมอร์เหล่านี้ส่วนใหญ่เกิดจากสายโซ่ของอะตอมคาร์บอน โดยมีหรือไม่มีอะตอมออกซิเจน ไนโตรเจน หรือกำมะถันมาเกาะ สายโซ่เหล่านี้ประกอบด้วย หน่วยซ้ำ จำนวนมาก ที่เกิดจาก โมโนเมอร์...
การจำแนกประเภท
โดยทั่วไป พลาสติกจะถูกจำแนกตามโครงสร้างทางเคมีของแกนหลักและโซ่ข้างของพอลิเมอร์ กลุ่มสำคัญที่จำแนกด้วยวิธีนี้ ได้แก่อะ คริลิก โพลีเอสเตอร์ ซิ ลิ โคน โพลี ยูรีเทน และ พลาสติกฮาโลเจน พลาสติกยังสามารถจำแนกตามกระบวนการทางเคมีที่ใช้ในการสังเคราะห์ เช่น การควบแน่น...


