Industriharpikser og miljøet

Tony Kingsbury ved, hvordan det er at møde et skeptisk publikum. Som professor i programmet for bæredygtige produkter og løsninger ved University of California ved Berkeleys Haas School of Business bliver han ofte bedt om at henvende sig til grupper af studerende og borgere om bæredygtighed. Når han behandler et bestemt emne i denne berømte liberale by – visdommen i at bruge papirposer i stedet for plastik – ved han præcis, hvad hans publikum tænker, før han overhovedet åbner munden.

"Folk klager over plastikposer. Folk elsker at hade dem," siger han. Men, tilføjer han, de kender måske ikke hele historien.

Plastposer er faktisk mere hjemme i laboratorier end i skove. De består af harpikser eller polymerer - plast, harpiks og polymer bruges i flæng - ligesom de mange andre plastprodukter, der er blevet en del af vores daglige liv. Så før Kingsbury eksplicit begynder at behandle de miljømæssige fordele og ulemper ved hver enkelt, spørger han sit publikum om de vigtigste egenskaber ved bæredygtighed, målinger såsom energi, vand og jord, der kræves for at fremstille hver type taske. Så gør han sig klar til at chokere dem.

Kingsbury siger, at de, der undersøger de to muligheder side om side ved hjælp af denne form for analyse, uvægerligt er overraskede over, at papir ikke er den klare vinder - ikke i det lange løb. "Plastik vinder på alt undtagen ét:kuld," siger han. "Træer forvandler sig ikke til poser. De kræver mange processer og vand- og jordbyrder."

Indrømmet, det ene område, hvor plastikposer er miljømæssigt mere skadelige end papir, er et enormt. Poser, der ikke er genbrugte, tilstopper lossepladser og ender ofte i floder og havet, hvor de kan indtages af fisk, fugle og andre skabninger [kilde:Mieszkowski]. Tusindvis og atter tusinder af fugle og havdyr omkommer hvert år ved enten at indtage eller blive fanget i de milliarder af plastikposer, som amerikanerne bruger hvert år. Poserne er endda blevet anset for at være et problem nok til, at byer som Santa Monica og San Francisco, Californien, sammen med nationer som Italien stort set har forbudt dem.

Kingsbury hævder, at affaldsproblemet i forbindelse med plastikposer handler om menneskelig adfærd; hvis folk genbrugte plastikposer, ville miljøproblemerne blive væsentligt reduceret. Men den endnu større pointe her er, at plast har en mere nuanceret indvirkning på miljøet, end mange mennesker forestiller sig. Tag for eksempel det nye 787-fly, som er lavet med en højteknologisk harpiks forstærket med kulfiber i stedet for aluminium. Fordi det er lettere, end det ville være, hvis det var lavet af metal, bruger flyet mindre brændstof, og derved reducerer dets emissioner.

Selvom der er ulemper og negative effekter forbundet med harpiks, er miljøpåvirkningerne af plastik, der bruges i alt fra mælke- og sodavandsflasker, der indeholder drikkevarer til det tøj, vi har på, mere komplicerede, end du måske forestiller dig.

1. Hvad er harpikser?
2. Industrielt harpiksaffald
3. Industriel harpiksgenbrug
4. Bæredygtige industrielle harpikser

Hvad er harpikser?

For at forstå, hvad harpiks (eller plastik, vælg et udtryk) er, er det nyttigt at være klar over, at de ikke kun er én ting.

"En måde at tænke på harpiks er at tænke på metaller," siger Kingsbury. "De er bly og guld og aluminium og jern. De falder alle ind under kategorien metaller, men de har forskellige egenskaber. De udvindes forskelligt og har forskellige omkostningsstrukturer. Plast er det samme." Oversat til harpiksverdenen betyder det, at der er mange forskellige typer under paraplybetegnelsen plast, herunder polyethylenterephthalat (PET) - en af ​​de mest almindelige typer, der ofte bruges i vandflasker - og højdensitetspolyethylen (HDPE) ), som omfatter mælkeflasker.

Selvfølgelig er spørgsmålet virkelig ikke "Hvilke produkter er harpiks i?" Det er "Hvad er de ikke i?" Som nævnt findes harpiks i alle mulige former for emballage, såvel som i flyvemaskiner. Men det er kun begyndelsen. Der er masser af harpiks brugt i masser af forskellige produkter, og her er et par eksempler:Polyurethan harpiks bruges til at lave møbelskum og fodtøj; alkydharpikser bruges i maling; og formaldehydharpikser bruges i trælim [kilde:O'Lochlainn].

Selvom det er vigtigt at vide, at der er en række forskellige harpikser, er der nogle brede generaliseringer, der kan gøres om, hvordan de alle er produceret. For det meste stammer harpikser fra naturgas og olie - tænk på gas og olie som råmateriale eller byggesten i det meste plastik (selvom der er nogle undtagelser, som du vil lære om på sidste side af denne artikel) . For at tage det et skridt videre, på et grundlæggende molekylært niveau, er harpikser simpelthen forbindelser af monomerer afledt af olie og naturgas. Så når du hører udtrykket polymer bruges i flæng med harpiks eller plast, er det måske fordi det måske er en mere præcis beskrivelse af slutproduktet af den proces, der bruges til at fremstille harpikser:Polymerer er lavet af mange monomerer.

Et eksempel vil nok hjælpe. Polyethylen, den mest almindelige plast i verden, består af mange monomerer kaldet ethylen. For at få polyethylen finder en proces sted, der bryder en dobbelt carbonbinding i ethylengas og forbinder den med en anden ethylen [kilde:Kingsbury]. Og når du sætter nok ethylenmonomerer sammen, har du ikke kun polyethylen, du har faktisk et fast stof, som kan formes til en beholder som en mælkeflaske.

Endnu bedre er det dog at tænke på det, som Bill Carroll beskriver det. Carroll, som er formand for bestyrelsen for American Chemistry Council, siger, at det er bedst at tænke på monomerer som små 1-tommers garnstykker. Hvis et par af dem er stablet foran dig, er det nemt at skille dem fra hinanden streng for streng. Men hvis du har en bunke meget længere stykker garn, alle sammenfiltret og blandet, bliver det meget sværere at trække dem fra hinanden. Med andre ord svarer det sammenfiltrede rod af garn til harpiks, plast eller polymerer. "Det er sådan, du skal forstå, hvor styrken af ​​polymerer og plast kommer fra," siger Carroll.

Industrielt harpiksaffald

Det er klart, at monomerer ikke tænker. Hvilket betyder, at de ikke vågner op en dag og beslutter sig for, at de vil slutte sig til en masse andre monomerer og skabe en polymer. I stedet forbinder monomerer med deres egen art ved hjælp af en kemisk reaktor, en anordning, der letter kontrollerede kemiske reaktioner. UC Berkeley's Kingsbury forklarer lidt om, hvordan monomer-til-polymer-reaktionen finder sted.

"Typisk vil du skulle holde dem ved høje temperaturer eller høje tryk eller med noget opløsningsmiddel for at holde dem flydende. Ellers bliver reaktorer gummieret op med en gigantisk luns plast," siger Kingsbury. Når først de er ude af en reaktor, kommer harpikser ud af fabriksdøren som pellets, der ligner riskorn, som sendes til virksomheder, der gør dem til en bred vifte af produkter.

Harpiksens indvirkning på miljøet er varieret. Først og fremmest betyder selve det faktum, at de er afledt af olie og naturgas, brugen af ​​en betydelig mængde fossile brændstoffer, omend langt mindre end det, der bruges til f.eks. transport. Men de miljømæssige virkninger af harpiksaffald rækker endnu længere.

"[Harpikser] er kendt for at være brandfarlige og giftige, og de dampe, der produceres, efter de går i brand, er ret farlige," siger Ross O'Lochlainn, der arbejder med ERA Environmental Management Solutions, et miljøkonsulentfirma.

O'Lochlainn siger, at brugen af ​​harpikser som overfladebelægninger og applikationer kræver, at de sprøjtes som en del af en flygtig blanding af kemikalier, kendt som flygtige organiske forbindelser (VOC'er). "Disse kemikalier er påkrævet som leveringsmedie, og på grund af deres flygtighed fordamper de hurtigt og efterlader harpiksbelægningen. Disse VOC'er er skadelige for miljøet og overvåges nøje af miljøbeskyttelsesagenturer," siger han.

O'Lochlainn tilføjer, at harpiksblandinger kan føre til forurening af vandveje, hvis de for eksempel hældes i afløbet. De fleste spildevandsrensningsanlæg er ikke designet til at nedbryde kemikalierne og blot udlede dem.

Industriel harpiksgenanvendelse

Den simple sandhed er, at plastikposer - sammen med de fleste yoghurt- og mælkebeholdere og en lang række andre emballager - kan genbruges. Det er den gode nyhed. Desværre, i det mindste ifølge U.S. Environmental Protection Agency, blev kun 8 procent af al plast genbrugt i 2010, hvilket betyder, at milliarder af poser og flasker endte på lossepladser eller, værre, i oceaner, vandløb og træer [kilde:EPA].

Ikke desto mindre er det en kendsgerning, at for mange harpikser er genanvendelse mulig, og der er en række virksomheder i hele USA – inklusive Industrial Resin Recycling Inc. i Michigan – der håndterer det.

"Dybest set samler disse virksomheder alle de forskellige post-industrielle harpiksprodukter, uanset om det er plastiksædebetræk, plastiktrådshylstre eller plastikdefekte dele," siger Andrew Schrage, medejer af Money Crashers, et websted, der tilbyder personlig økonomi. samt bæredygtighedsdækning og rådgivning. "Disse produkter smeltes derefter til store stykker plastik. Til gengæld bliver de malet eller makuleret og reduceret til genbrug."

Selvom det stadig er et nichemarked sammenlignet med traditionelt producerede harpikser, bliver biobaseret plastik mere almindeligt. En indikation af deres vækst er de mange forskellige produkter, der nu bruger harpiks lavet af sådanne materialer som majs og sukkerrør. For eksempel er genanvendelige Dasani-vandflasker lavet med op til 30 procent plantemateriale. Men plantebaserede harpikser er i alle mulige andre emballagematerialer udover flasker, herunder poser og andre beholdere, såvel som mindre oplagte genstande som bildele og komponenter. Lær mere om disse bæredygtige harpiksmuligheder på næste side.

Bæredygtig industriharpiks

Harpikser kan fremstilles af udgangsmateriale udover olie og naturgas. Der er en række forskellige måder dette gøres på. Det mest almindelige alternative kildemateriale er polymælkesyre, som er afledt af majs.

"[Virksomheder, der producerer biobaserede harpikser] tager majssukker og fodrer det til mikroorganismer, der producerer et affaldsprodukt kaldet mælkesyre, som er monomeren," siger UC Berkeley's Kingsbury. "Man skiller mælkesyren ud og laver den til en plastik."

Den miljømæssige fordel ved at bruge et plantebaseret kildemateriale er naturligvis, at det undgår forbruget af flere fossile brændstoffer, og de fremstillede produkter kan også komposteres.

Men der er nogle ulemper, især med brugen af ​​majs. Når alt kommer til alt, kræver majs brugen af ​​en masse oliebaseret gødning for at vokse, og afstrømningen kommer ind i vandvejene, hvilket fører til dannelsen af ​​såkaldte "døde zoner" - steder hvor ilt er afskåret - på steder som f.eks. Den Mexicanske Golf, bringer livet i havet i fare.

Kingsbury siger, at et bedre alternativ til majs er sukkerrør, som bruger den samme grundlæggende procedure til at producere harpiks, men har ikke brug for så meget jord og producerer færre emissioner under forarbejdning. Men uanset om du har at gøre med en majs- eller sukkerrørbaseret harpiks, er det stadig vigtigt, at de produkter, de er vant til at skabe, bortskaffes korrekt.

Faktisk siger Kingsbury, at folk alt for ofte ser, at en flaske eller beholder er komposterbar og synes, det er helt fint at smide den ud i siden af ​​vejen. "Et problem, vi støder på, er, at folk affalder mere, når de tror, ​​at det på magisk vis forsvinder, og det er det sidste, vi ønsker," siger han. "Vi vil have det i kompost eller genbrug, ikke langs vejkanten."

Mange flere oplysninger

Relaterede artikler

• Sådan fungerer plastik
• Hvad er fremtiden for bioplast?
• Hvordan bliver coatingmaterialer grønnere?
• Hvordan kan vi fremskynde plastisk fotonedbrydning?
• Sådan fungerer lossepladser
• Sådan fungerer genbrug
• Er fødevarebaseret plast en god idé?

Kilder

• Carroll, Bill. Formand for bestyrelsen i American Chemistry Council. Personligt interview. 11. april 2012.
• Environmental Protection Agency's officielle websted. "Plastik." (10. april 2012) http://www.epa.gov/epawaste/conserve/materials/plastics.htm
• Kingsbury, Tony. Professor ved University of California, Berkeley's Haas School of Business. Personligt interview. 10. april 2012.
• Mieszkowski, Katharine. "Plastikposer dræber os." Salon.com. 10. august 2007. (6. april 2012) http://www.salon.com/2007/08/10/plastic_bags/
• O'Lochlainn, Ross. Konsulent hos ERA Environmental Management Solutions. Personlig korrespondance. 5. april 2012.
• Schrage, Andrew. Medejer af Money Crashers Personal Finance. Personlig korrespondance. 5. april 2012.