en introduktion UPPGIFT ETT UPPGIFT TVÅ

Transkript

1 1 en introduktion Plaster används i dag i en rad skilda produkter på en mängd olika områden. De finns t ex i bilar, byggnader och VA-system, elkraftförsörjning, elektronik, förpackningar och mekaniska detaljer. Många andra material såsom metaller, trä, papper, keramik och glas ersätts nu med plaster. På vissa områden är dessa de enda material som går att använda. Anledningen till att plasterna slagit igenom på så många områden är bl a att de ger oss möjlighet att leva på ett renare, säkrare, lättare, bekvämare och roligare sätt. Man kan ge otaliga exempel på detta. Av praktiska skäl hämtar vi i denna kurs dock de flesta exemplen från förpackningsområdet. Du träffar på förpackningar av plast överallt i vardagslivet. Därför kan Du själv samla in en stor del av det underlag Du behöver för att genomföra de olika uppgifterna i denna kurs. Bilen är ett bra exempel på en produkt där man nu i stor utsträckning använder plaster. Under de senaste 20 åren har användningen av plastmaterial i bilar ökat med 114 %. Man räknar med att en bil idag hade vägt 200 kg mer om inte plastmaterial hade använts och att UPPGIFT ETT 1 Ge exempel på minst tre föremål som nu är tillverkade i plast, men som för några år sedan skulle ha gjorts i andra material. 2 Se efter om det jämfört med andra material är några klara fördelar med att dessa föremål tillverkats i plast. Ge några skäl till varför du tror att man använder plaster nu. detta också sparar 750 liter bensin för en bil som går i genomsnitt km under sin livstid p g a att man tjänat in på vikten. Minskad vikt leder också till att oljeförbrukningen minskar med cirka 12 miljoner ton och koldioxidutsläppen med 30 miljoner ton per år i Västeuropa. Vad är då plaster? Varför är denna grupp av material så användbar överallt? Varför uppför plasterna sig som de gör? Hur ser deras kemiska struktur ut? Många material som vi använder varje dag består av polymerer. De är stora, långa molekyler som består av mindre kortare molekyler kallade monomerer. Polymererna kan vara naturliga eller syntetiska. Naturliga polymerer ingår i djur och växter. Många levande material baseras på polymerer t ex proteinerna hos djuren och UPPGIFT TVÅ 1 Ett typexempel på en modern 2 Man uppskattar att en bil, bil visas här. Vilka komponenter är tillverkade av plast? Vilka fördelar tror Du att plasterna har jämfört med metallerna? som väger kg och innehåller 100 kg plast, borde dra 4% mindre bensin än om den varit gjord i traditionella material. En Fundera på bil drar på ett år l bensin, som kostar ca 8 kr per liter. Hur säkerheten mycket sparar man varje år genom ekonomin formen att denna bil innehåller plastkomponenter? färgen kostnaden polymer Bilden visar uppbyggnaden av en monomer och en polymer. monomer

2 UPPGIFT TRE 1 Titta på bilden med föremål tillverkade av syntetiska plaster. Försök avgöra om de är av ett solitt material eller av fibrer. kolhydraterna hos växterna. I en stor del av vår mat utgör polymererna en bas t ex i fibrer, säd och kött. Växter och djur framställer också icke-levande material med polymererna som grund. Dessa material består i allmänhet av fibrer, som måste vidarebearbetas till sådana material som tråd och textilier. Syntetiska polymerer framställs vanligen av olja och naturgas ur vilken utvinns enkla molekyler som utgör basen för tillverkning av monomererna. Monomererna omvandlas därefter till polymerer. En del polymerer kommer till användning som fasta plastmaterial för olika slags produkter. Andra polymerer formas till textilfibrer. Om en plast är ett solitt material eller en trådlik fiber bestäms enbart av hur den tillverkats. Från och med nu kommer vi i den här kursen att kalla alla sådana material för plast. som utnyttjades vid elektrisk isolering samt för kamerahus och tidiga radioapparater. I början av 1900-talet började kemisterna förstå vad som hände under de kemiska reaktioner som de studerade. Det medförde att sökandet efter nya typer av material påskyndades. På talet började tillverkningen av plaster baserade på råvaror framställda av olja. Man gjorde styrenplaster, akrylplaster och vinylkloridplaster. Användningen av dessa plaster ökade dock långsamt. Amidplast (Nylon) upptäcktes 1928 och kom i produktion under senare delen av 30-talet. Den tillverkas dels i form av långa fina trådar som kan spinnas till garn och användas till vävning eller stickning, och dels till små granulat för vidare bearbetning till olika detaljer. Tillverkningen av andra plaster etenplast med låg densitet, uretanplast, vinylkloridplast (PVC), fluorplast, esterplast, silikoner, epoxiplast växte under 40-talet. Polykarbonatplaster tillkom under 1950-talet, etenplast (HDPE) med hög densitet och polypropen under 60-talet. Under 1970-talet utvecklades en tredje generation högteknologiska plaster. Dessa inkluderar de nya polyamiderna och polyacetal. Under åttio- och nittiotalet har utvecklingen av nya polymerer, som kan möta marknadens krav på flexibilitet, ökat. Nya framsteg i katalysatorteknologi har t ex kunnat förbättra kontrollen av polymerens molekylära struktur och även förbättrat de fysiska egenskaperna. Exempelvis kan man med hjälp av nya katalysatorer tillverka starkare och mer transparenta polyetenfilmer. Det finns nu omkring 700 olika typer av plaster som kan delas in i arton olika polymerfamiljer. Plasternas egenskaper, lätthet, smidighet och kostnadseffektivitet, gör att de passar för tillverkning både av högteknologiska produkter och vardagsvaror. En konsumentundersökning visar att de allra flesta som är positiva till plast förknippar materialet med högteknologiska, innovativa tillämpningar. Plasternas historia Nu i bärjan av det 21:a århundradet kan vi konstatera att plasterna är en del av våra liv. De finns överallt i vår omgivning, i förpackningar, i transportmedel och i byggnader, i sportutrustning och i avancerad medicinsk utrustning. De första plastprodukterna tillverkades av växtmaterial Bomull, som består av cellulosafibrer, behandlades med salpetersyra till cellulosanitrat (celluloid). Detta användes för att tillverka föremål som prydnader, knivhandtag, lådor, manschetter och kragar fann man en ny råmaterialkälla stenkolstjära. Den användes till bakelit, UPPGIFT FYRA 1 Beskriv hur den här kurvan ser ut. 2 Varför tror Du att denna kurva förändrades så mycket under 50-talet? 3 Vad var det som fick kurvan att ändra riktning så kraftigt under det tidiga 70-talet? 4 Dra ut kurvan till år Vilken nivå uppskattas produktionen då uppgå till? 5 Vad var det som inträffade i början av nittiotalet och som påverkar dessa uppskattningar? Plastproduktionens tillväxt i världen. (milijarder kg)

3 2 Utgångsmaterial för plastframställning är råolja och naturgas, som består av en komplex blandning av tusentals föreningar. Ska denna olja kunna användas måste den bearbetas. Omkring 4% av världsproduktionen av råolja går till plastframställning. Uppvärmning 42% Transporter 45% Råoljan består av en blandning av olika föreningar med skilda molmassor. Därför kokar dessa vid olika temperaturer. Det Övriga petrokemiska produkter 4% Plaster 4% Övrigt 5% innebär att de kan delas upp, vilket sker under en process som kallas fraktionerad destillation. Då avskiljs föreningarna i s k fraktioner. Dessa består i sin tur av en blandning av föreningar som kokar vid ungefär samma temperatur. De utgörs alltså inte av en enda förening. Denna figur illustrerar hur processen för fraktionerad destillation går till. Det är huvudsakligen nafta- och eldningsoljefraktionerna som bearbetas vidare och därefter går till kemiska produkter såsom t ex plaster. Dessa fraktioner består fortfarande av blandningar av föreningar, som ännu inte förändrats kemiskt. För att bli användbara produkter med skilda smältoch kokpunkter och olika kemiska egenskaper måste de förändras kemiskt. Förändringarna kan ske på två sätt: krackning och reformering. Krackning Vid krackning bryts stora molekyler ned i mindre, mer användbara molekyler. UPPGIFT ETT De flesta föreningarna i råoljan är kolväteföreningar de innehåller bara kol- och väteatomer. Figurerna här visar några föreningar som ingår i råoljan. I figur a) illustreras eten. a b Här visas hur kemiska bindningar mellan atomerna resulterar i en rad olika molekyler. 1 Skriv formeln för var och en av dessa föreningar på följande sätt: c 2 CH2=CH2 Det är strukturformeln för eten. Skriv sedan denna formel på följande sätt C2H4 Det är molekylformeln för eten. En molekyls molmassa bestäms av hur många kol- och väteatomer den består av. En kolatom har en molmassa på 12 u (u = atommassenhet). En väteatom har en molmassa på 1 u. Följande exempel visar hur massan för en etanmolekyl C2H6 beräknas: [2 x 12] + [6 x 1] = 30 u. 3 Räkna ut massan för molekylerna i a g. 4 Utgå från att en förenings kokpunkt stiger, då dess massa växer. Ordna sedan föreningarna i figuren efter stigande kokpunkt. f d modell av en kolatom modell av en väteatom e g illustrerar två slags kemiska bindningar

4 Råolja Fraktioneringskolonn Uppvärmning av oljan Denna figur illustrerar hur processen för fraktionerad destillation går till. Det är huvudsakligen nafta- och eldningsoljefraktionerna som bearbetas vidare och därefter går till kemiska produkter såsom t ex plaster. Bensin Nafta Fotogen Eldningsolja Raffinerade gaser 40 C 110 C 180 C 260 C 340 C Restprodukter som bildar monomererna av vilka polymererna tillverkas. Polymererna är helt nya föreningar med mycket annorlunda egenskaper. De små monomermolekylerna länkas samman och formar en polymer ungefär som gem kan sättas ihop i en lång kedja. För att kunna länka samman monomererna tillsätts små mängder av speciella katalysatorer. En följd av detta är att de också blir mer värdefulla. Så delas t ex fraktioner med mycket höga kokpunkter upp i fraktionerna bensin och eldningsolja. Idag används katalysatorer vid krackning, men upphettning förekommer också ibland. UPPGIFT TVÅ 1 En av de enklaste syntetiska polymererna är polyeten. Den tillverkas av monomeren eten. Etenets En del av strukturformeln strukturformel: för polyeten: H H H H H H H H C C H H C C C C C C H H H H H H H C H Reformering Hur skiljer sig de båda molekylerna från varandra? 2 Monomererna reagerar genom att molekylerna binds till varandra Reformering är en ända mot ända. På detta sätt bildas kedjor. Det går till på ungefär process där samma sätt som då flera tågvagnar kopplas samman för att molekylernas struktur tillsammans bilda ett tåg. Rita själv en figur som visar hur påverkas. Härigenom framställs föreningar som är mer användbara och därför värdefullare. Genom att förändra denna kedjebildning går till. Allteftersom kraven på plastmaterialens egenskaper ökar har forskare utvecklat nya föreningar så att tillverkningen av polymerer har blivit mer och mer sofistikerad under de senaste åren. Exempelvis har en ny familj av katalysatorer, som heter metallocener, bidragit till en ökad kontroll över hur monomerer förenas. Detta gör plasterna starkare och mer transparenta. temperatur, tryck och katalysator kan reformeringstekniken nu styras så att Polymerkedjor har helt andra egenskaper än monomerer. man erhåller den blandning av föreningar som för tillfället är mest användbara. Nafta krackas genom att blandas med ånga och upphettas till 800 C. Den kyls sedan snabbt ned till 400 C, vilket leder till att den förändras kemiskt. Blandningen av C 6 - till C 10 -föreningar ombildas till ett mindre antal C 2 -, C 3 - och C 4 -föreningar som innehåller dubbelbindningar, C=C. De enkla föreningarna brukar ofta presenteras som baskemikalier eller kemiska byggstenar. Många av dem visas i Uppgift 1 i detta avsnitt. Alla de här byggstenarna består av små molekyler som vanligen innehåller mellan två och sju kolatomer. Det är dessa molekyler Monomerer Reaktiva föreningar Få kolatomer i kedjemolekylen Ofta gas eller vätska Föreningar med lågt värde Relativt billigt att tillverka Liten praktisk användning Polymerer Icke reaktiva föreningar Många kolatomer i molekylen Alltid fast Föreningar med högt tekniskt värde Nästan alltid mer värdefullt att sälja Stor praktisk användning

5 3 Plaster och bearbetning av Plasttyp etenplast PE-LD etenplast PE-HD etenplast PE-LLD vinylkloridplast PVC eten eten eten vinylklorid anm: PE = polyeten, LD = låg densitet, HD = hög densitet, LLD = linjär låg densitet propenplast PP styrenplast PS De åtta viktigaste plastmaterialen är framställda av tre enkla monomerer, som i dag kommer från naturgas eller nafta. Monomerer byggs upp till polymerer under en process som kallas polymerisation. Polymererna tillförs olika tillsatser och resultatet blir plaster av olika slag. etentereftalatplast PET (även: mättad esterplast) butadienelastomer* Monomerer propen styren etylenglykol och tereftalsyra butadien * butadienelastomer är vanlig som tillsats i olika plaster. Den ökar deras slagseghet. mono = en monomer = en byggsten polymer + additiv = plast poly = många polymer = många byggstenar UPPGIFT ETT Stapeldiagrammet till höger visar de stora västeuropeiska tillverkarnas totala försäljning (räknat i kg) av de mest använda plasterna under Beskriv hur försäljningen har förändrats för var och en av dessa plaster. 2 Sammanfatta kort hur försäljningen av plaster har förändrats i allmänhet under dessa sex år. 3 Föreslå några skäl till de förändringar som Du pekat på i uppgift 1 ovan LDPE LLDPE PVC PP HDPE PET PS

6 Det finns många olika typer av plaster, men de kan ändå delas upp i två klart avskilda kategorier. De är plaster som mjuknar vid upphettning och sedan blir styva igen vid kylning. Den andra kategorin är plaster som aldrig blir mjuka då de en gång fått sin form, utan förkolnar vid upphettning. Dessa plaster kallas termoplaster, eftersom de behåller sina plastiska egenskaper. Termoplasternas molekylkedjor kännetecknas av att de krafter som håller kedjorna samman är svaga. Bindningarna mellan kedjorna är så svaga att de kan brytas ned då plasten upphettas. Kedjorna kan sedan röra sig fritt och bilda nya former. De svaga bindningarna formerar sig åter då materialet kyls och termoplasten behåller sin nya form. De kallas härdplaster och kan inte omformas, när de en gång fått sin form. Härdplasternas molekylkedjor binds samman med varandra genom starka kemiska bindningar, dvs de är tvärbundna. Bindningarna mellan kedjorna är så starka att de inte kan brytas upp då plasten upphettas. Härdplasterna kan därför inte omformas på nytt, efter det att de fått sin form. Bindningsprocessen. Då termoplasterna upphettas blir de först flexibla, därefter degformiga och sedan flytande. De är icke tvärbundna och molekylerna kan röra sig i förhållande till varandra. Härdplasterna mjuknar inte då de upphettas, eftersom molekylerna är tvärbundna med kemiska bindningar och förblir stela. En plasts egenskaper påverkas alltså av både dess kemiska bindningar och dess kedjestruktur. Termoplaster De flesta plaster som tillverkas av baskemikalier baserade på nafta är termoplastiska. Exempel på termoplaster är etenplast (PE-HD, PE-LD och PE-LLD), propenplast (PP), styrenplast (PS), mättad esterplast (PET) och vinylplast (PVC). Härdplaster Exempel på härdplaster är melaminplast (MF), karbamidplast (UF) och fenolplast (PF). Epoxilimmer är också härdplaster. Fenolplaster baseras vanligen på formaldehyd. (Det tidigaste exemplet är bakelit).

7 Polymerisation Monomerer med omättade bindningar t ex eten knyts samman till högmolekylära polymerkedjor genom polymerisation. Det betyder att sammanbindningen sker med hjälp av de reaktionsbenägna dubbelbindningarna. Är utgångsmaterialet eten blir resultatet polyeten. Förutom polymerisation finns ytterligare två metoder att framställa polymera material på. De är polyaddition och polykondensation. Polyaddition och polykondensation UPPGIFT TVÅ Tänk Dig att Du är en liten del av en termoplast. Denna del ingår i sin tur i en bit plastmaterial, som ska formas till en kopp. Du har starka kemiska bindningar till de atomer som ligger närmast Dig i polymerkedjan. De går inte att lösa upp med hjälp av värme. Du har också några svagare bindningar som håller samman de polymerkedjor som är närmast Dig. Det är de här svaga bindningarna som ger plasten en styv och fast struktur. De här bindningarna minskar med ökad uppvärmning. Det är därför en termoplast smälter vid uppvärmning. Som en del i tillverkningsprocessen upphettas plasten så att den blir mjuk och böjlig. Sedan pressas den i en press till en ny form och därefter kyls den och stelnar i denna nya form. Beskriv med ord, en schematisk figur eller teckning vad som händer i Din del av plasten under denna process. Molekyler med två reaktionsbenägna ändgrupper (bifunktionella monomerer) kan reagera med andra molekyler, som även de har två men helt andra reaktionsbenägna ändgrupper. På så sätt uppstår en kedjebildning. Exempel på tillämpningen polyaddition är tillverkningen av uretanplaster. Polykondensationsreaktioner utnyttjas vid framställning av bl a fenolplaster (bakelit) och melaminplaster. Det är två material som används i t ex trälim och byggplattor (s k Perstorpsplattor). Den huvudsakliga skillnaden mellan polyadditon och polykondensation är att vid polykondensation avspaltas en reaktionsprodukt, som ofta består av vatten. Andra lågmolekylära biprodukter kan dock också bildas. Vid polyaddition sker inte någon sådan avspaltning. Polymerer till härdplaster är vanligen kondensations- eller additionspolymerer. Ex: formaldehydbaserade plaster, omättade esterplaster och epoxyhartser. Vissa polymerer för termoplaster är också polykondensationspolymerer. Ex: amidplaster (nylon, PA) och mättade esterplaster (PET). I denna tabell visas de plaster man utnyttjar mest och några exempel på inom vilka områden de kan användas. Plaster Användningsområden Etenplast, PE-HD Soptunnor Flaskor Rör Etenplast, PE-LD och Påsar och säckar Sopsäckar Mjuka flaskor PE-LLD Frysförpackningar Propenplast, PP Margarinaskar och Trädgårdsmöbler Telefoner matförpackningar Stötfångare på bilar Styrenplast, PS Matbehållare Datorer Video- och audiokasetter Vinylplast, PVC Blodpåsar Betalkort Fönsterramar och rör Mättad esterplast, PET Flaskor till kol- Ugnssäkra formar Stoppning i syrade drycker jackor och täcken Uretanplast Madrasser Sulor till sportskor Skateboardhjul Akrylplast Altantak Skyddsglasögon Bakljus till bilar Karbonatplast CD-skivor Bilstrålkastare Brandmanshjälmar

8 UPPGIFT TRE 1 Sök fram fler uppgifter om hur plaster används. Peka på två egenskaper hos PET, som inte finns hos andra plaster. 2 Vilka speciella egenskaper hos propenplast tror Du är skälet till att den används till förpackningar för kex och kakor? 3 Undersök hur de två huvudtyperna HD- och LD-etenplast används. Utgå från vad Du vet om tillverkningen av de två plasterna och gör upp en lista på skillnaden mellan deras egenskaper. 4 Alla de föremål, som presenteras nedan, är tillverkade av etenplast. leksaker rör plastfilm beläggning på wellpappkartonger bensintankar i bilar Vilka av dessa föremål tillverkas troligen av plast med hög densitet och vilka med låg densitet? Varför? 5 Hitta på ett sätt att undersöka hur effektivt förpackningarna av plast skyddar kakor. Börja med att formulera ett klart påstående om vad Du vill sedan en enkel metod för hur undersökningen ska gå till. Plasterna består av material med vitt skilda egenskaper. Vissa är moståndskraftiga mot högt tryck och höga temperaturer, andra är motståndskraftiga mot luft och fuktighet. Samma typ av en plast finns i skilda utföranden och kan vara styv eller böjlig. Därför passar de också för speciella tillämpningar. Plasternas egenskaper kan också skräddarsys med hjälp av additiv (tillsatser, se avsnitt 4). Det finns i huvudsak åtta metoder för att tillverka olika plastprodukter. Här följer en kortfattad beskrivning av dessa metoder. Exempel på typiska produkter ges också. 1 Formsprutning (termoplaster) Plasten upphettas först, sedan tvingas den smälta plasten under tryck in i en sval, sluten form. Behållare, lock, skor, lådor, kugghjul. 2 Formpressning (härdplaster) Plasten förs in i en varm form och utsätts för ett tryck så att den antar formens profil samtidigt som den härdar. Komplext formade föremål såsom elektriska kontakter och lampsocklar. 3 Formblåsning (termoplaster) En slang av het, nästan flytande plast, som matas ut ur munstycket på en strängsprutningsmaskin matas in mellan två öppnade formhalvor. När formen stängs innesluts slangen. Den blåses upp med hjälp av tryckluft så att slangen töjs och formas efter formen. Flaskor, förvaringskärl, bensintankar till bilar. 4 Varmformning (termoplaster) Varmformning, även kallad vakuumformning är en vanlig metod. En skiva av termoplast uppvärms med strålelement. När skivan har blivit mjuk av värmen kan den sugas med hjälp av vakuum emot den önskade formen. Metoden tillåter formning av allt från små detaljer till mycket stora. Inlägg i chokladaskar, tråg, elskåp, höljen till snöskoters. 5 Rotationsgjutning (termoplaster) Plastpulver eller pasta upphettas inuti en sluten och upphettad form, som roterar tills väggarna på denna är täckta med ett jämnt lager med plast. När formen har kylts kan den öppnas och detaljen kan tas ut. Stora, ihåliga produkter såsom papperskorgar, oljetankar, trummor. Tidigare en vanlig metod för framställning av dockhuvuden. 6 Filmblåsning (termoplaster) En slang av het, nästan flytande plast matas fram ur ett rörformigt munstycke på en strängsprutningsmaskin. Slangen blåses upp av tryckluft samtidigt som den kyls och stelnar. Den här slangen lindas upp på en rulle. I nästa steg kapas och svetsas slangen till olika produkter. Påsar, kassar, byggfilm, hushållsfilm. 7 Strängsprutning och strängsprutningsbeläggningar (termoplaster) Plasten smälts i en strängsprutningsmaskin och matas ut genom ett munstycke där den stelnar och får den form som munstycket har. Vid beläggning av polyeten på mjölkkartong matas den smälta plasten ut på uppvärmd kartong. Rör, skivor och profiler; Beläggningar på mat- och dryckesförpackningar. 8 Kalandrering (termoplaster) Den upphettade plasten matas in mellan två valsar, som pressar samman den till en tunn skiva. Golvbeläggningar, plattor, paneler, beklädnader.

9 4 egenskaper Plasterna tillhandahåller en miljömässigt vettig och kostnadseffektiv lösning på de krav som ställs på design och utformning idag. Industrin, i synnerhet högteknologiföretag inom flyg-, läkemedels-, datoroch kommunikationsindustrierna är mycket beroende av nya plaster för utveckling av teknik och konstruktioner. Plasterna spelar en viktig roll inom dessa områden och ny utveckling skulle försvåras utan dem. Tänk på kläderna vi har på oss, husen vi bor i och hur vi reser. Tänk på leksaker, TV-apparater, datorer och CDskivorna som vi lyssnar på. Det spelar ingen roll om vi handlar i en mataffär, genomgår en stor operation eller bara borstar tänderna på kvällen plasterna ingår i allt vi gör. Säkra och UPPGIFT ETT hygieniska 1 Plaster leder vanligen inte elektricitet. Ange några sätt som denna egenskap utnyttjas på i hemmen eller på arbetsplatserna. 2 En rad plaster som används för att paketera mat är transparenta. På vilket sätt kan detta öka säkerheten vid matinköpen? Varför används plasterna då av så många på så många områden? Det är för att de är säkra och hygieniska starka och tåliga lätta, kostnadseffektiva och bekväma goda isolatorer flexibla och anpassningsbara möjliga att återanvända innovationsfrämjande 3 Plast används i stor omfattning på sjukhusen. Titta på bilden ovan. Vilka speciella fördelar medför dessa plastprodukter? Tag med de fördelar som billig produktion innebär. 4 Plasterna anses ibland säkrare än glas eftersom de inte så lätt går sönder. De är säkrare än stål eftersom de inte rostar. Det är också mindre sannolikt att de får vassa kanter. Kan Du komma på några föremål av plast som kan medföra risk för människor eller djur om föremålen inte skulle tas om hand på ett vettigt sätt? 5 Vissa plaster tål mycket höga temperaturer. På vilket sätt kan det vara användbart? 6 De flesta plaster är vattentäta och motståndskraftiga mot kemikalier. Fundera ut på vilket sätt dessa egenskaper kan vara till nytta för oss.

10 Starka och tåliga UPPGIFT TVÅ 1 Omkring 30-50% av den mat som produceras i de icke-industrialiserade länderna förstörs innan den når konsumenterna. Motsvarande siffra för Västeuropa är 2-3%. Moderna plastförpackningar är en del av förklaringen till denna skillnad. Vilka andra faktorer skulle kunna ligga bakom att den är så stor? 2 Se Dig omkring hemma i köket eller badrummet eller på en stormarknad. Sök på så många olika sätt Du kan reda på hur plaster bidrar till en säkrare hantering av andra produkter. 3 Mätt i vikt står plasterna för 50 % av de matförpackningar som säljs i affären, ändå är bara 17 % av förpackningsavfallet plast (mätt i vikt). Titta på bilderna här intill och tänk på den mat Du köper själv. Gör upp en lista över olika typer av förpackningar för mat. Försök speciellt att få med exempel på hur formen på förpackningen används som ett medel för att skydda varan. 4 Expanderad styrenplast kan vara ett alternativ eller komplement till wellpapp som material till skyddsförpackningar. Planera en undersökning där Du jämför hur effektivt skydd de två materialen ger tillsammans eller var och en för sig. Undersök hur det förpackade föremålet klarar a) stötar och b) åverkan från ett spetsigt föremål t ex en skruvmejsel. Du måste tänka på hur stor kvantitet som används av varje material för att kunna göra en just jämförelse. Diskutera Dina idéer innan Du börjar med undersökningen. 5 Bubbelfilm används allt mer för att skydda ömtåliga föremål såsom porslin vid transporter. Hur effektiva är de? Vilket skydd ger denna film ett ägg? Planera en undersökning där du jämför hur skyddet av skalet på ett hårdkokt ägg förändras allt eftersom Du ändrar mängden använd bubbelfilm. Börja med att fundera ut på vilka sätt Du kan genomföra Din undersökning.

11 Lätt, kostnadseffektivt och bekvämt UPPGIFT TRE 1 Varför kan användningen av plastflaskor på jetplan minska kostnaderna för att flyga ett flygplan med upp till kronor per år? 2 Vad mer behöver Du känna till om plastflaskor innan Du kan säga om den verkliga besparingen var kronor? Förklara varför den kan vara större eller mindre än som angivits här. 3 Vad väljer Du då Du ställs inför ett val mellan plast- eller papperspåsar? Varför? Vad beror det på? Gör en lista över fördelarna hos både pappers- och plastpåsar med hänsyn till att de ska hålla för frukt och grönsaker. 4 Jämför vikten på plast- och papperspåsar, som används för godis. Bestäm först av allt hur Du ska kunna garantera att Din undersökning blir riktig. 5 Vikten av den totala mängden förpackningar påverkas kanske något om vi ökar vår användning av papperspåsar. Diskutera om detta är av någon större betydelse. 6 Jämför en läskedrycksförpackning i plast, glas, aluminium och kartong. Vilken är förpackningarnas totalvikt? Väg också dryckerna. Gör ett diagram som visar hur stor procentuell andel av den totala vikten som förpackningsmaterialet utgör. 7 Jämför lika stora förpackningar för läskedrycker av glas med en motsvarande i plast. Gör upp en lista på skillnaderna i hanterbarhet, säkerhet och energibehov vid transporterna då den flyttas: från fabriken till grossisten till butikens lager från lagret till hyllorna i affären från hyllorna till kassan till hemmet och kylskåpet eller skafferiet 8 Jämför på samma sätt aluminiumoch pappersförpackningar till läskedrycker med plastförpackningar. Är det troligt att skillnaderna blir likadana mellan de förra som mellan glas och plast? Varför? 9 Jämför de fyra materialen igen. Fundera ut andra fördelar och nackdelar med var och en av dem. 10 Summera nu fördelarna och nackdelarna med att använda behållare av plast. Ta med faktorer som energibesparingar och mängd använt råmaterial. Ta också med miljöfrågor såsom avfall och miljöförstöring. Och hur vi påverkas i vardagslivet.

12 Goda isolatorer UPPGIFT FYRA 1 Plast används i stor omfattning i koppar, muggar och bägare såväl hemma som i automater. Plaster är dåliga värmeledare. Planera en undersökning för att se hur snabbt hett vatten svalnar i muggar av olika material. Försök att använda en kopp av tunnväggig plast, ett glas, en porslinskopp och en av papper. Du behöver muggar, en termometer och en klocka eller ett ur med sekundvisning. Diskutera på vilka sätt Du kan göra en rättvis jämförelse. 2 Plaster är normalt dåliga ledare för elektricitet. Se Dig omkring hemma och gör en lista på hur plaster används i föremål avsedda att matas från elnätet. Om man ser tillbaka i tiden, skulle några av dessa föremål gjorts i något annat material? Se efter om Du kan ta reda på vilka material som plasterna har ersatt. Flexibel och anpassningsbar Basplasternas egenskaper kan modifieras med tillsatser så att de svarar mot de olika krav som kan ställas på olika plastprodukter. Man använder ett stort antal tillsatser för att ge plasten de önskade egenskaperna för att passa de olika krav som kan ställas på dem under sin användning i en produkt. De använda tillsatserna är bl a: Pigment som blandas in i plasterna för att ge färg. Slagsegmodifierare för att garantera att plasterna inte spricker eller bryts då de utsätts för slag eller stötar. Antistatmedel för att reducera mängden damm och smuts som på grund av statisk elektricitet fastnar på plasten. UV-stabilisatorer som skyddar mot sönderfall på grund av ultraviolett ljus, huvudsakligen från solen. Flamhämmare som minskar brännbarheten. Mineraliska pulverformiga fyllnadsmedel används för att få ökad styvhet och förbättra de elektriska isoleringsegenskaperna. Här används neutrala material såsom talk, kalk och lera. Jäsmedel som vid uppvärmning bildar gaser, t ex kväve- eller koldioxid. Med sådana jäsmedel möjliggörs framställningen av lätta produkter med en cellstruktur, d v s skumformigt tvärsnitt. Antioxidanter används i stor omfattning i plaster för att förlänga plasternas livscykel genom att förhindra reaktioner med syre och att polymerkedjan bryts ned.

13 Möjlig att återanvända Idag är vi medvetna om att vi måste handla ansvarsfullt för att bevara vår omgivning inför framtiden vi måste utveckla en godtagbar livsstil. Det betyder att vi måste handla så att vi inte begränsar de ekonomiska, sociala och miljömässiga möjligheterna för kommande generationer. Vi måste försäkra oss om att vi använder värdefulla tillgångar på ett intelligent sätt. Återanvändning är ett sätt att uppnå detta. Men först och främst måste vi se till att vi använder så få naturresurser som möjligt vid produktionen och bruket av produkten. Plasterna kräver ett minimum av värdefullt råmaterial och energi under tillverkning och förädling av produkter. Plasterna tar endast upp 4 % av jordens oljetillgångar. Tack vare teknikutvecklingen är dagens plaster lättare, starkare och smidigare än någonsin förut. Proportionellt sett används mindre av jordens olja och energiresurser och påverkan på miljön blir därmed mindre. Mångsidigheten hos plaster Plastförpackningen används för att lagra och skydda denna djupfrysta rätt. Plastförpackningen tas bort och rätten kan i sin plastlåda snabbt hettas upp i en mikrovågsugn. Sedan kan den serveras på en plasttallrik. UPPGIFT FEM 1 Titta efter vad som händer med plastprodukter som bärs hem. Hur många används igen och till vad? Hur många slängs och hur? Vilka återanvänds och vilka kastas bort? Varför är det så? Innovations- främjande Under den relativt korta tid som plasterna har funnits har formgivare dels kunnat utveckla och förbättra existerande produkter och dels haft möjlighet att skapa nya som förbättrar vår livskvalitet och minimerar påverkan på miljön. Under alla livets faser har vi kunnat dra nytta av dessa innovationer. Till exempel har idrottare kunnat förbättra sina resultat med sportutrustning som är gjord av plast. Inom läkekonsten har plasterna kunnat ersätta andra, traditionella material i produkter som förbättrar både hygienen och säkerheten, samt även möjliggjort banbrytande utveckling inom mikrokirurgi. Plastförpackad mikromat har förenklat tillvaron för små hushåll. Funktionella plastfilmer där förpacknings filmen spelar en aktiv roll har gjort att färsk mat håller sig fräsch längre. Ytterligare ett exempel är återanvändningsbara påsar för tvättmedel som har hjälpt till att reducera förpackningsavfallet betydligt. Plasterna har bidragit till att öka bekvämligheten, säkerheten och effektiviteten i många olika typer av transporter, allt ifrån bilar och cyklar till flygplan och tåg. Genom att plasterna väger mindre än många andra material är det ett bra alternativ som dessutom effektivt tar vara på naturresurserna under tillverkningen, reducerar bränsleåtgången och därmed begränsar påverkan på miljön. Plasterna har spelat en viktig roll i utvecklingen av den elektriska bilen och vid andra uppfinningar som air bags och i det aerodynamiska nospartiet på höghastighetstågen. Kommunikationen har till stor del påverkats och formats av plasterna. Med mobiltelefoner, palm pilots, internet och digital teknologi kan vi lättare komma åt information och kommunicera medan vi reser. Internetanvändningen beräknas öka med över 300 % per år. Optiska polymerfibrer har funnits i över 30 år men deras användning har först på senare år ökat gradvis i takt med att efterfrågan på kostnadseffektiva globala kommunikationslösningar stiger. Innovationstakten ökar totalt, formgivare i olika industrier experimenterar med plastens möjligheter. På de områden där polymererna inte räcker till för att möta kraven arbetar forskare med att utveckla nya typer av plaster. Plastbatterier, polymerer som ger ifrån sig ljus och ihoprullbara dataskärmar låter kanske som en fantasi, men det är fullt möjligt att de kan köpas i en affär inom en inte alltför avlägsen framtid.

14 5 Utveckling av en hållbar Jordens befolkning ökar varje dag. Samtidigt förbättras levnadsstandarden för allt fler människor. Den utvecklingen ställer allt högre krav på våra resurser, i synnerhet på de icke förnyelsebara, såsom olja och mineraler. Försiktigt användande av jordens resurser kan undvika problem för kommande generationer. Därför måste var och en av oss sträva efter en godtagbar livsstil en livsstil som tar hänsyn till andras behov i framtiden. Alla företag spelar en väsentlig roll i detta. Plastmaterialen och plastindustrin bidrar till en hållbar utveckling på följande sätt: Miljöskydd: att hela tiden försöka hitta sätt på vilka man kan hjälpa till att spara på resurser såsom olja, annat fossilt bränsle, vatten och t o m livsmedel. Industrin arbetar med principen att göra mer med mindre resurser. Ekonomisk utveckling: plastindustrin ger samhället mervärde genom arbetstillfällen och det välstånd som den skapar plastindustrin har över en miljon anställda i Europa. Sociala framsteg: plast spelar en väsentlig roll i nya teknologier och produkter som ger en högre levnadsstandard, som används inom sjukvård och utbildning av en allt större världsbefolkning. Detta kapitel undersöker hur plast kan bidra till miljöskydd och hjälpa oss alla att uppnå målet att skapa en hållbar livsstil. Du kanske behöver titta på kapitel 4, 6 och 7 för att få hjälp med en del uppgifter. Åstadkomma mer med mindre Miljöorganisationen Greenpeace ställer ofta frågan varför använder vi dessa UPPGIFT ETT 1 Ge tre exempel på hur människor nu försöker att leva på ett resursmässigt mer uthålligt sätt än t ex på 60-talet och 70-talet, d v s använda mindre energi än förut eller använda resurser mera effektivt. Vilka fördelar ger detta? material alls och är de verkligen nödvändiga? Detta är en bra utgångspunkt. Alla produkter tillverkas av råmaterial. De flesta plaster framställs av råolja eller naturgaskondensat, vilket är en begränsad och värdefull resurs. En mycket liten del av den totala oljeproduktionen används dock för detta ändamål - endast 4%. Trots att produktionen och användningen av plaster har vuxit stadigt, har förbrukningen av olja inte ökat lika snabbt. Anledningen är att industrin fortsätter att försöka hitta mer effektiva sätt att tillverka produkter på. Övrigt 5% Plaster 4% Övriga petrokemiska produkter 4% Att bedöma miljöpåverkan Allting som vi använder, vare sig föremålen är tillverkade av trä, glas, plast, papper eller metall, påverkar miljön. Denna påverkan sker då man utvinner råmaterial, tillverkar och använder produkter samt slänger bort dem. Inverkan på miljön omfattar också global uppvärmning, förbrukning av begränsade naturresurser och avfallshantering. Tar man inte genom riktiga undersökningar med alla dessa faktorer i beräkningen kan man inte fatta bra beslut om miljön. Transporter 45% Uppvärmning 42%

15 Tillförsel utvinning av råmaterial Effekter Besparingar genom hela livscykeln energi tillverkning, bearbetning och utformning distribution och transport utsläpp i vatten utsläpp i luften Minska mängden råmaterial som används ända från början Utvecklingen av nya polymerer och ny teknologi har betydligt minskat mängden råmaterial som behövs för att packa en viss produkt. En snabbköpskedja har t ex minskat behovet av extra etiketter och förpackningsmaterial med 23 procent per förpackning genom att trycka produktinformationen direkt på plasten som omger brödet. råmaterial Sådana undersökningar omfattar från vaggan till graven -analyser eller livscykel -analyser. Detta innebär att man tittar närmare på varje del i en produkts livscykel, vilket illustreras i figuren ovan. Medan avfallshanteringsindustrin i Europa arbetar hårt för att uppnå målen för återvinning som EU bestämt (se kapitel 6), är det viktigt att inte glömma bort det långsiktiga målet effektivt användande av resurser för att möta framtida generationers behov. Trots att nya plastprodukter och teknologier minskar mängden råmaterial som används - och därmed miljöpåverkan - kan det vara svårt och mindre ekonomiskt och miljövänligt, att samla in och sortera plastprodukter när de förbrukats. Till tunn plast går det t ex åt mindre råmaterial än till andra förpackningsalternativ. Det är också lättare vid transporter, vilket innebär lägre bränsleförbrukning och lägre utsläpp. Plastfilm är dock ofta förorenad och svår användning/ återanvändning/ underhåll återvinning avfallshantering fast avfall produkter el- och värmeenergi att avskilja i hushållsavfallet vilket gör det svårt att återvinna den. Med hjälp av en livscykelanalys är det möjligt att undersöka den miljöpåverkan en produkt har, från tillverkningen till kasseringen. UPPGIFT TVÅ Använda mindre bränsle och skapa mindre utsläpp under användandet Att minska mängden material som används i en produkt har en direkt inverkan på lastens vikt. Om man t ex minskar mängden produktförpackning antingen produkten är stor eller liten innebär detta att man transporterar mer produkt och mindre förpackning varje gång man fyller en långtradare eller ett tåg. Detta minskar utsläpp, bränsleförbrukning och bränslekostnad. Pulvertvättmedel säljs nu i plastpåsar vilket innebär att man använder 90 procent mindre förpackningsmaterial än tidigare. Förbättringar i den design och teknologi som används i bilar har på ett dramatiskt sätt minskat bränsleförbrukningen. Mellan 1974 och 1988 minskade bränsleförbrukningen med i genomsnitt 14 procent för 18 europeiska 1 Tänk på en produkt gjord av plast som du kanske har hemma eller i klassrummet. Använd flödesdiagrammet som en ram och fundera på hur den påverkar miljön under sin livscykel. Använd dessa idéer för att rita Ditt eget flödesdiagram. Börja med att göra en ungefärlig skiss och jämför sedan med de andra i gruppen. Se sedan efter om det är några punkter som Du skulle vilja lägga till i Din skiss. Gör nu Din bild färdig; lägg till en teckning av något slag om Du tycker att den kan vara till hjälp. Använd följande nyckelord: råmaterial energi produktion produktdistribution konsumentanvändning återanvändning skrotning energiåtervinning genom förbränning kemisk behandling soptippen (deponi)

16 UPPGIFT TRE 1 Ge exempel på en produkt som kan tillverkas med mindre råmaterial idag än förr, exempelvis genom att ersätta en glasflaska med en plastflaska. Ger det en bättre, sämre eller likvärdig produkt än tidigare? Tror Du att resultatet blir att man sparar energi genom att använda mindre råvaror för att tillverka plastflaskan? Vilka energibesparingar görs? det att man kommer att tillverka ultralätta fordon inklusive maskiner, kardan och axlar i plastmaterial. Det kan t ex innebära att en bil som väger 500 kg dels utnyttjar bränsle mycket mer effektivt än tidigare, dels väger mindre än sina passagerare inklusive deras bagage. UPPGIFT FYRA bilmodeller. Plaster bidrog till minst hälften av besparingarna genom att vikten blev mindre och aerodynamiken förbättrades. Plaster kan också formas på många olika sätt. Minimera miljöpåverkan och maximera återanvändningen vid livscykelns slut Vi tänker ofta på avfall när vi tänker på att spara på resurser. En viktig fråga som bör ställas innan är om avfallet ska återanvändas eller slängas bort. Kan vi hindra det från att bli avfall direkt från början, antingen genom att minska mängden material som används vid tillverkningen eller förlänga dess liv genom att återanvända produkten? En stor snabbköpskedja uppmuntrade t ex sina kunder att ta med sig företagets plastkassar nästa gång de handlade och använda dem igen. Belöningen var ett litet belopp för varje påse som återanvändes. Som ett resultat av detta minskade de användandet av antalet nya påsar med 60 miljoner på ett år och sparade 1000 ton plast. En hållbar utveckling samt hur vi kan bidra i vårt dagliga liv Få transporterna arbeta hårdare Olika transportsätt har olika konsekvenser för miljön. Om alla t ex reste till arbetet med buss, hellre än i bil, skulle det gå åt mindre bränsle och det skulle bli mindre utsläpp. Det här är emellertid inte alltid en så praktisk lösning. Plaster är lätta vilket medför att fordonens vikt kan reduceras genom att konstruktörerna väljer plaster i stället för tyngre material vid framtagningen av nya modeller. Sådana lösningar bidrar starkt till att energiförbrukningen kan minska vid transporterna. Ett exempel är utvecklingen av en ny produktionsteknik som innebär att man kan tillverka en hel järnvägsvagn i ett enda stycke av fiberarmerad plast. Det är den största komponenten i ett stycke i världen. Vagnarna tillverkas i Schweiz och har fyra stora fördelar. De kan tillverkas snabbare. De är 25 procent lättare än traditionella vagnar. De kräver mindre råmaterial och de kräver mindre energi vid tillverkningen. Den låga vikten medför att det går åt mindre energi för att dra dem. Det innebär också att slitaget på motorer, hjul och räls blir mindre. Plast rostar dessutom inte. Om vi tittar framåt i tiden förutspås 1 Titta på en modern bil och gör en lista på alla detaljer som är tillverkade i plast. Skriv bredvid var och en av dem vilket alternativt material de skulle kunna tillverkas i. Skriv också ned vilka miljökonsekvenser Du tror att detta skulle medföra. Blir det bättre, sämre eller detsamma som tidigare? Finns det komponenter som inte kan tillverkas i andra material? Om inte, varför då? Bilda en arbetsgrupp och ta reda på vilka transportmedel som elever och lärare använder för att komma till och från skolan. Diskutera vilka av dessa transporter som påverkar miljön minst. Skulle ett förslag att använda transportmedel som minskar påverkan på miljön accepteras av alla? Om inte, varför då? Finns det en bättre lösning eller en kompromiss?

17 Byggnader Det finns många exempel inom byggnadsoch VVS-området där plaster ersätter traditionella material, t ex i: fönsterkarmar rör värmeisolering Plast bidrar till hållbara byggnader på flera sätt, här är några exempel: Energieffektivitet är ett mycket viktigt krav på moderna byggnader. I norra Europa motsvarar nästan en fjärdedel av den totala energiförbrukningen uppvärmning av bostäder. Plaster kan här innebära stora fördelar. Forskning visar att om man använder 50 kg plastskum till husisolering leder detta till att man sparar in liter olja under 25 år. Det motsvarar 150 liter årligen. I södra Europa får fler och fler hem solenergisystem som omvandlar solenergi till värme. Plast är en väsentlig komponent i solkraftsystemen. Plast kan både hjälpa till att värma upp byggnader och att kyla ned dem. Två intelligenta polymerer tas nu fram för att skapa skugga och hindra byggnader från att överhettas. Materialen är genomskinliga vid rumstemperatur men blir mjölkvita när de utsätts för starkt solljus. De reflekterar ljuset och hindrar byggnaden från att överhettas. De kommer att bli ett alternativ till persienner och luftkonditionering. UPPGIFT FEM 1 Vad tror Du man menar med en intelligent polymer (se texten)? Föreställ Dig en intelligent polymer och beskriv den och vad den kan användas till. Vilka funktionella och miljömässiga fördelar kan det finnas med moduluppbyggda hus jämfört med vanliga byggnadsmetoder? Tänk på vad man använder på ett bygge t ex tegelsten, träbjälkar, fönsterramar, glas. Idag bor fler människor i städer än hela jordens befolkning för 100 år sedan. Världsbefolkningen växer snabbare än någonsin tidigare och därmed blir bostäder ännu viktigare. Framsteg inom plastteknik och design gör det möjligt att framställa moduluppbyggda hus till en låg kostnad, och de kan byggas upp snabbt och enkelt i vilket klimat som helst. De kan t ex möta efterfrågan i jordbävningsområden. Människans utforskande av rymden har också inspirerat utvecklingen. En idé man har är t ex en uppblåsbar modul som väger väldigt lite och som kan användas som bostad på en rymdstation. Modulen, som är baserad på designen av en rymddräkt, skulle konstrueras av flera lager som inte går att göra hål på och kunna rymma fyra till sex astronauter.

18 6 Hantering av Trots bättre utnyttjande och återanvändning av avfallet återstår alltid, oberoende vilken typ av avfall vi än använder, en rest som man måste hantera. Allteftersom efterfrågan på plaster stiger är utmaningen att hitta lösningar för en maximal återvinning så att vi inte förlorar en värdefull resurs då en plastprodukt eller förpackning är slutanvänd. Det bästa sättet att uppnå detta är att använda samtliga tekniker som finns för återvinning och göra en optimal balansering vad gäller miljövinster och kostnader. Det finns i huvudsak tre sätt att hantera plastavfall på, nämligen återvinning, förbränning och slutförvaring. Återvinning Mekanisk återvinning är både ekonomiskt och miljömässigt försvarbart. Ett exempel då detta är lämpligt är då stora mängder plastavfall av samma sort lätt kan samlas in, t ex plastemballage från transporter och jordbruk, höljen till bilbatterier, plastflaskor och andra behållare. De fem stadierna för återvinning av plast är i princip 1 Användaren lämnar en produkt till återvinning. 2 Ett renhållningsföretag hämtar avfallet. 3 Plasten sorteras upp efter typ. 4 Den görs ren från etiketter, smuts och innehåll. 5 Plasten bearbetas till granulat eller flingor som sedan kan formas till nya produkter. Inom den Europeiska Unionen har mål för återvinningen inom vissa områden satts och man undersöker nu möjligheterna att öka återvinningstakten. Exempelvis visar prognoser att det finns en möjlighet att öka antalet mekaniskt återvunna plastförpackningar i Europa till 15 % år 2006, istället för de 11 % som återvanns Man ser också en möjlighet att öka återvinningen inom vissa områden som jordbruket, bilindustrin och varudistributionen. Å andra sidan finns det vissa områden där det är svårare att samla in avfallet (t ex inom byggnadssektorn) eller där vissa komponenter först måste separeras (t ex i datorer och elektronisk utrustning). Olika termoplaster går inte bra att blanda när de värms upp tillsammans och den återvunna massan blir mindre stark. Blandade plasttyper kan återvinnas i exempelvis plank, men det är mycket bättre att återvinna samma typer av plaster för sig. De vanligaste plasterna har fått en kodbeteckning enligt ett frivilligt system, som Du kommer att hitta på många av dagens förpackningar. Denna beteckning kan nu användas som hjälp vid identifieringen av plast, då denna sorteras för hand. I vissa europeiska länder, exempelvis Tyskland och Frankrike, används ett märkningssystem för att visa att förpackningsavgiften är betald. Alternativt bränsle Plastavfallet används vid förbränning istället för fossila bränslen i olika produktionsprocesser (t ex cementfabriker) eller till kraftframställning. Direkt förbranning Plastsopor bränns i kommunala anläggningar för att återfå energi för uppvärmning och elektricitet. Energiutvinning Plastavfallet används ensamt eller tillsammans med annat avfall till förbränning för att återfå energi för uppvärmning och elförsörjning. Återvinning Deponi Överskott av avfall avyttras på soptippar Materialåtervinning Plastavfallet bearbetas så att det kan användas i nya produkter. Mekanisk återvinning Plastavfallet bearbetas fysiskt till nya plastprodukter. Kemisk återvinning Plastavfallet bearbetas kemiskt till baskemikalier, monomerer eller kolväte som i sin tur blir till nya produkter.

19 UPPGIFT ETT Det är viktigt att försöka sortera upp plaster från varandra tidigt under återvinningsprocessen. 1 Varför är det troligt att avfall sorterat efter plastslag är mer värdefullt än osorterat avfall? 2 Varför sorteras mörk plast ut från ljus plast även då de är tillverkade av samma material? 3 Se Dig omkring hemma på plastförpackningarna i köket och badrummet. Leta reda på kodbeteckningen som är präglad i botten eller på insidan av plastburkarna. Gör en tabell som visar vilken plast som används för vilka ändamål. 4 Skriv noga upp när två olika plaster används i samma produkt, t ex i ett lock och en burk. Varför används olika typer av plast? För att ytterligare underlätta återvinningen då produkten är slutanvänd tar tillverkaren redan vid formgivningen hänsyn till dessa aspekter. Det kan exempelvis innebära att man klistrar fast etiketter med vattenlösligt lim så att de lätt kan tas bort vid återvinningen. Återvunnen plast får ofta helt andra användningsområden. Exempelvis omvandlas använda läskedrycksflaskor i plast oftast till fibrer. Förutom sortering för hand används fyra andra metoder för uppsorteringsanalys: analys av beståndsdelarna i plasten. PVC är lätt att spåra på grund av kloratomerna i molekylen. Det finns automatiska system som exempelvis kan identifiera och sortera olika typer av plastflaskor. separation med hjälp av densiteten. Plasterna skärs ned i flingor och blandas med en vätska, varefter vissa flingor flyter och andra sjunker, eller så används centrifugering. elektrostatisk separation. Denna metod kan användas för plaster som kan laddas elektriskt t ex PET och PVC. selektiv upplösning. Organiska lösningsmedel används för att lösa upp en eller flera polymerer så att de kan filtreras, isoleras och formas på nytt. UPPGIFT TVÅ 1 Propenplast har en densitet på 0,91 g/cm 3. Styrenplast har en densitet på 1,05 g/cm 3. Vilken densitet ska en vätska ha för att man ska vara säker på att propenplast flyter och styrenplast sjunker? 2 PET har en densitet på 1,2 g/cm 3 till 1,35 g/cm 3 Vilken densitet ska en vätska ha för att man ska kunna separera PET från styren. 3 Att det ska vara lätt att separera plastmaterial tänker man allt oftare på redan i konstruktionsstadiet. Vilka regler för konstruktion skulle Du rekommendera? Tänk på densitet, färg, tryckfärger och etiketter. PET etentereftelatplast PE-HD etenplast med hög densitet 4 Återvinning av material är mycket viktigt, men bara om tillgången på återvunnet material svarar mot efterfrågan. Om efterfrågan är mycket mindre än tillgången, vad händer då med priset som betalas för det återvunna materialet mängden återvunnet material i lager kostnaderna för processen lönsamheten i processen? PVC vinylkloridplast PE-LD etenplast med låg densitet 5 Om det är en stor skillnad mellan tillgång och efterfrågan, måste man minska mängden avfall som samlas in. Vilken effekt kan detta ge på den allmänna opinionen och attityden till kretsloppsidén? *står för övriga PP propenplast PS styrenplast O*

20 Kemisk återvinning Plastindustrin undersöker vilka möjligheter som de nya återvinningsmetoderna, exempelvis kemisk återvinning, kan ge. Kemisk återvinning, som framför allt används då plastavfallet består av olika sorter, förekommer för tillfället endast i Tyskland men investeringar i andra länder övervägs. Det finns fortfarande mycket vi måste lära oss om den här tekniken för att den ska kunna erbjuda möjligheter till ökad återvinning i framtiden. Insamling och sortering Plastavfall Kemisk återvinning Basråvaror Slutet återvinningsförlopp tillbaka till den ursprungliga plasten eller till råmaterial för nya petrokemiska produkter. Det finns fyra huvudmetoder för kemisk återvinning Pyrolys Plastavfall upphettas under vakuum, varvid de bryts ned till en blandning av petroleumliknande kolväten i gas- och vätskeform. Hydrering Plastavfallet upphettas med vätgas. Därigenom spjälkas polymererna till kolväten i vätskeform. Förgasning Plastavfallet upphettas i luft varvid en blandning av koloxid och väte bildas. De används för tillverkning av nya råmaterial såsom metanol. Kemolys Vissa plaster kan behandlas med kemiska metoder och delas därigenom upp i sina utgångsmonomerer. Dessa används sedan som råmaterial för framställning av samma sorts plaster igen. kcal UPPGIFT TRE 1 Sammanfatta dessa processer i en enkel bild. Se till att Du säkert kan skilja på de olika stadierna. Och hur användbara de fyra slutprodukterna är. 2 Vilka andra faktorer behöver vi ta med i beräkningen innan vi vet om sådana här processer kan vara till verklig nytta? Tänk på kostnaderna som ingår. Energi från avfall Återanvändning och återvinning är inte de enda möjligheterna för avfallshantering. Plastavfall har en hög värmealstrande förmåga, likt kol eller olja. Den kan tas tillvara genom förbränning på ett rent och säkert sätt och på så vis bidra med värme och/eller elektricitet. Det finns tre huvudtyper av anläggningar för att utvinna energi ur plastavfall: kommunala anläggningar som förbränner hushållsavfall, anläggningar som använder plastavfall som bränsle vanligtvis i kombination med traditionella fossila bränslen i en tillverkningsprocess eller i ett kraftverk. Försorterat, blandat plastavfall från förpackningar kan exempelvis användas istället för kol i energikrävande tillverkningsprocesser, exempelvis i cementfabriker. Vid förbränning av blandat avfall bidrar de 8 % som består av plast med 30 % av den värmeenergi som alstras. En kritik som ofta riktas mot förbränning är utsläppen av dioxiner som Detta diagram visar värmeenergiinnehållet i 1 kg brunkol, dieselolja och plast. brunkol dieselolja plastavfall sker. Dioxin är en bred beteckning som innefattar en hel familj av kemikalier bestående av 75 olika dioxiner och 135 besläktade kemiska föreningar som kallas furaner. Endast ett fåtal av dessa är giftiga även om graden av giftighet varierar kraftigt. Dioxiner formas där kol, syre, väte, klorin och hetta blandas och förekommer i en mängd olika förbrännings- och tillverkningsprocesser. De kan också bildas i naturen vid skogsbränder, vulkaner och i komposthögar. Dioxinutsläpp från avfallsförbränning har följts och studerats noga för att man ska kunna minska utsläppen och öka säkerheten. Enligt europeisk lagstiftning ska kommunal och klinisk avfallsförbränning år 2005 endast uppgå till 11 gram per år (eller 0,3 %) av det totala utsläppet av dioxiner. Redan nu bränns varje år i hela Europa över 2,6 miljoner ton plastavfall, som ersätter fossila bränslen och avger användbar värme och/eller kraft. Det sker i förbränningsanläggningar eller cementfabriker där utsläppen begränsas och kan övervakas noggrant. Det finns ett klart behov att vid återvinning balansera tillgång och efterfrågan. Det är ingen idé att samla in material för återvinning om det återvunna materialet inte kan utnyttjas och marknadsföras på ett miljömässigt och ekonomiskt acceptabelt sätt. Det finns också ett behov av att undersöka andra sätt att hantera avfall. Vad skulle Du göra? Återvinna plasterna som material? Återvinna dem genom kemisk återvinning? Utnyttja den energi som de innehåller genom att bränna dem?