Ha ma a kezedbe veszel egy műanyag palackot, egy játékkockát vagy épp a telefonod tokját, bizonyára nem arra gondolsz, hogy mindez valaha a Föld mélyén, sötét olajrétegekben kezdte az életét. Pedig a műanyag története nem a gyárakban indul, hanem ott, ahol évmilliók alatt a hajdani élőlények maradványai kőolajjá és földgázzá alakultak.

Egy különös „termés”: így születik a műanyag

A műanyag nem terem, mint a búza vagy az alma. Nem nő, nem virágzik, nem szedhető le.
Mégis, valahol a természet mélyén kezdődik az útja. A legtöbb műanyag ugyanis kőolajból és földgázból készül – vagyis olyan anyagokból, amelyek valaha élőlények voltak. Ha úgy tetszik, a műanyag a múlt életének különös újraszületése – bár korántsem olyan „zöld” formában, mint ahogy azt a természet kitalálta. A műanyagok mesterséges úton előállított vagy átalakított óriásmolekulájú szerves anyagból (polimerből) és (egy vagy több) adalékanyagból állnak. Jelen vannak életünk szinte minden fontos területén a háztartásokban, a járművekben, az egészségügyben, az elektronikában, az űrkutatásban stb.

A víz is műanyagba téve kerül értékesítésre. Forrás: Ravitave, CC BY-SA 4.0, wikipedia

A műanyag születésének története – a kémikusok kora

A műanyag nem egyik napról a másikra született meg. A 19. század elején a tudomány még csak tapogatózott az anyagok új világában, de néhány kíváncsi elme már ekkor elindította azt a forradalmat, amely örökre megváltoztatta a mindennapjainkat.

1838-ban Henri Victor Regnault laboratóriumában sikerült először PVC-t (polivinil-kloridot) előállítani. Egy évvel később Charles Goodyear rájött, hogy a gumifa tejszerű nedvéből, a latexből kiválasztható nyers kaucsuk kénnel keverve és melegítve vulkanizált kaucsuk, vagyis gumi lesz. Goodyear fia 1851-ben továbbvitte a kísérleteket, és felfedezte, hogy nagyobb kénmennyiséggel keménygumi (ebonit) is előállítható.

Ezek után sorra jelentek meg az első mesterséges anyagok:

• 1844 – megszületett a linóleum,
• nem sokkal később a műbőr és a vulkánfíber,
• 1865 óta ismerjük a celluloidot,
• 1897 óta pedig a galalitot.

A 19. század végére pedig már az első műselymek is megjelentek, megnyitva az utat a modern polimerek előtt.

Cellulóz-acetát műselyemből készült Christian Dior ruha. Forrás: Mabalu, CC BY-SA 4.0, wikipedia

A műanyagok igazi korszaka azonban a 20. században kezdődött. 1912-ben Fritz Klatte fektette le a PVC gyártásának alapjait, bár ipari méretekben csak 1938-ban indult be a termelés, miután felismerték az anyag sokoldalúságát.

Az első világháború idején hatalmas igény mutatkozott új, helyettesítő anyagokra – ez a szükség adott óriási lendületet a szerves kémiai kutatásoknak. A polimer műanyagok pályafutása az 1920-as években indult el, amikor Dr. Hermann Staudinger német kémikus 1922-ben felfedezte, hogy a szerves anyagok vázát nagyon hosszú molekulaláncok alkotják. Ő vezette be a „makromolekula” kifejezést, amely ma a műanyagok tudományos alapfogalma.

13 évnek kellett eltelnie, mire a világ elismerte Staudinger munkásságát – végül 1953-ban Nobel-díjat kapott felfedezéséért, amely az egész modern műanyagipar alapját jelentette.

A gyárak titkos kémiai konyhája

Miután a kőolajat a föld mélyéről kitermelik, hatalmas finomítókba kerül, ahol szétválasztják különböző összetevőire, például etilénre és propilénre. Ezek a vegyületek a műanyaggyártás kulcsszereplői: a laboratóriumokban és üzemekben polimerizáció során ezek a kis molekulák összekapcsolódnak, és hosszú láncokat alkotnak – ebből lesznek a polimerek, vagyis maga a műanyag.

Az eredmény eleinte apró, áttetsző gyöngyök formájában jelenik meg – ez az úgynevezett műanyag-granulátum. Innen indul a metamorfózis.

A szupermarketek polcai tele vannak műanyagba csomagolt termékekkel. Forrás: wikipedia

A műanyag átváltozása – amikor a gyöngyből palack lesz

A granulátumot különféle módszerekkel formálják:

• Fröccsöntéssel készülnek a flakonok, játékok és poharak,
• Extrudálással a csövek, fóliák és szívószálak,
• 3D nyomtatással pedig ma már akár protézisek és űrkutatási alkatrészek is.

Így lesz az élettelen anyagból valami, ami körülvesz minket: a konyhában, az autóban, a gyerek szobájában, sőt, a tengerparton is.

Tudtad? Egy műanyag palacknak akár 450 évbe is telhet, mire teljesen lebomlik a természetben.

Egy kényelmes világ ára

A műanyag az emberiség egyik legnagyobb találmánya – olcsó, könnyű, sokoldalú és hihetetlenül tartós. Nélküle nem lenne modern orvostudomány, számítástechnika vagy élelmiszer-csomagolás. Csakhogy minden csodának megvan az ára. A műanyagszennyezés ma már bolygónk egyik legsúlyosabb problémája. Az egyszer használatos tárgyak, a mikroműanyagok és az óceánokban úszó „műanyag-szigetek” mind arra figyelmeztetnek, hogy a találmány, amely valaha megkönnyítette az életünket, súlyos következményeket okozhat, ha nem használjuk felelősen.

Partra vetett műanyagok a Vörös-tenger partján, Egyiptomban. Forrás: Vberger, wikipedia

A jövő: műanyag, ami mégis lebomlik?

A tudósok világszerte keresik a megoldást:

• biológiailag lebomló műanyagokat fejlesztenek,
• növényi alapú polimerekkel kísérleteznek,
• sőt, már léteznek olyan baktériumok, amelyek képesek „megenni” a műanyagot.

A jövő műanyaga talán nem a kőolajból, hanem kukoricából, algából vagy szőlőhéjból készül majd – és nem évszázadok alatt, hanem hónapok alatt tűnik el, ha már nincs rá szükségünk.

A dolgozók a műanyagot válogatják. Sok szemetet újra lehet hasznosítani. Forrás: Ignácio Costa, CC BY 3.0, wikipedia

A műanyag tehát nem terem a természetben – de az ember hozta létre, a természet anyagaiból. És bár egyelőre inkább gondot, mint megoldást jelent, a kulcs a kezünkben van: ha újragondoljuk, újrahasznosítjuk és okosan használjuk, még a műanyag is visszatalálhat abba a körforgásba, ahonnan valaha az ihletét merítette.

„A műanyag nem terem – de rajtunk múlik, hogy milyen világot teremt maga körül.”

Forrás:

wikipedia

Felső kép: ImGz, CC BY-SA 3.0, wikipedia