hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
لدائن البنية الكيميائية
معظم المواد البلاستيكية بوليمرات عضوية، تتألف غالبيتها العظمى من سلاسل من ذرات الكربون التي ترتبط بذرات الهيدروجين أو الأكسجين أو النيتروجين أو الكبريت حسب نوع البوليمر، وتتكون هذه السلاسل من وحدات متكررة من الجزيئات الأحادية (المونومرات) التي تتحد في عملية البلمرة لتشكل البوليمر، وتتكون كل سلسلة من المبلمرات من آلاف عدة من الوحدات المتكررة التي تتواتر في مسار رئيسي يشكل عمود البوليمر الفقري. في كثير من الأحيان ترتبط السلسلة الرئيسة بسلاسل جانبية تشكلها مجموعات جزيئية مشابهة أو مختلفة، ترتبط عادة بالمونومرات قبل أن ترتبط تلك بعضها ببعض لتشكيل سلسلة البوليمر. يؤثر هيكل هذه السلاسل الجانبية على خصائص البوليمر.
يفرق بن نوعين من تشكّل البوليمر، النمو السلسلي والنمو على خطوات.
لدائن البنية الكيميائية
في هذا التفاعل يبدأ نمو البوليمر بجزيء خاص يسمى «الحفّاز»، يفتتح عملية الإضافة بتنشيط المونمر لينضم إلى مونمر ثان، وينشأ عن ذلك جزيء ينتقل فيه الجزي النشط إلى جانب المونمر المضاف ليتفاعل مع ثالث، وهكذا دواليك تنضم المونمرات إلى البوليمر بصورة متسلسلة، ويعتمد طول السلسلة الناتجة أو ما يسمى بدرجة البلمرة على نسبة الحفّاز إلى كمية المونمرات في التفاعل. يشمل هذا النوع من التفاعلات البلمرة الراديكالية والكاتيونية والأنيونية.
وفيه ينمو البوليمر بتفاعل المونمرات كلها مع بعضها البعض، ويحصل ذلك كيميائيا بتفاعلات التكثيف (انفصال منتجات جانبية عن المونمرات، مثل الماء) كما في تشكل البولي أميد أو البوليستر، أو بتفاعلات الإضافة بين المونمرات، كما يحصل عند تشكل البولي يوريثان.
لدائن الخصائص والتصنيفات
تصنف البلاستيك عادةً حسب التركيب الكيميائي في عمود البوليمر الفقري والسلاسل الجانبية، وتشمل المجموعات المهمة المصنفة بهذه الطريقة الأكريليك والبوليستر والسيليكون والبولي يوريثان والهالوكربون. كما يمكن تصنيف اللدائن حسب مصدرها، أو حسب العملية الكيميائية المستخدمة في تركيبها، مثل التكاثف أو الإضافة أوالتشابك، ويمكن أيضاً تصنيفها وفقاً لخصائصها الفيزيائية، بما في ذلك الصلادة والكثافة ومقاومة الشد والمقاومة الحرارية ودرجة حرارة التحول الزجاجي. ومن الممكن أيضاً يمكن تصنيف اللدائن من خلال تفاعلاتها مع مختلف المواد والعمليات أو مقاومتها لها، مثل التعرض للمذيبات العضوية وتفاعلات الأكسدة والإشعاع المؤين. تعتمد تصنيفات اللدائن الأخرى على الصفات ذات الصلة بالتصنيع أو تصميم المنتج لغرض معين، مثل اللدائن الحرارية والبولمرات الموصلة للكهرباء أو اللدائن القابلة للتحلل العضوي، البولمرات المرنة واللدائن الهندسية (بالإنجليزية: Engineering Plastics).
يمكن من منظور كيميائي مقارنة اللدائن بصفتها جزيئات ضخمة، وهذه يمكن تصنيفها حسب مصدرها كالتالي:
لدائن الخصائص والتصنيفات
جزئيات ضخمة طبيعية المصدر مثل الهيدروكربونات الطبيعية (المطاط، البالاتا)، أو متعددات السكاكر (السليولوز، النشا، البكتين، التشيتين، القطن)، أو البروتينات وهي مبلمرات طبيعية لأحماض أمينية (الكولاجين، الصوف، الحرير)، وكذلك مشتقاتها الصناعية (مثل نترات السليولوز والجلد والجيلاتين).
الجزيئات الضخمة المصنعة، مثل البوليستيرين وهو مبلمر من وحدات صغيرة، فمثلا يصنع البوليستيرين ببلمرة وحدات صغيرة (مونومرات) تدعى الستيرين C6H5CCH=CH2، والبولي فنيل كلورايد من مونومرات H2C=CHCL
يشار إلى أن تعريف اللدائن لا يشمل كل الجزيئات الضخمة، بل يقتصر على جزء منها يمر بمراحل «بلاستيكية» خلال التطبيقات الصناعية.
لدائن الخصائص والتصنيفات
هناك عدة مواد البلاستيكية غير متبلورة تمامًا (أي بدون بنية جزيئية عالية الترتيب)، ومنها المواد البلاستيكية الحرارية والبوليسترين والبليكسيغلاس (PMMA). أما اللدائن المتبلورة فتظهر نمطاً من الانتظام والتباعد بين ذراتها، مثل البولي إثيلين عالي الكثافة (HDPE) والبولي بيوتيلين تيريفثاليت (PBT) وكيتون الإيثر-بولي إيثر (PEEK). ومع ذلك، فإن بعض اللدائن تحتوي مكونات متبلورة وأخرى لابلورية في التركيب الجزيئي، مما يمنحها نقطة انصهار ونقاط تحولات زجاجية واحدة أو أكثر (درجة الحرارة التي يزيد فيها مدى المرونة الجزيئية الموضعية بشكل كبير). تشمل هذه المواد البلاستيكية شبه المتبلورة البوليثيلين منخفض الكثافة والبوليبروبيلين والبولي فينيل كلوريد والبولي أميد (النايلون) والبوليستر وبعض أصناف البولي يوريثان.
أمثلة على اللدائن حرارية متبلورة جزئيا، مثل البولي أوكسي ميثلين (POM)، والبولي إثيلين (PE)، والبولي بروبلين (PP)، والبولي أميد / النايلون (PA)، والبولي إثيلين تريفثالات/البولستر (PET)، والبولي بوتيلين تيريفثالات (PBT).
لدائن الخصائص والتصنيفات
وهناك أيضاً لدائن حرارية لابلورية مثل الأكريل نيتريل بوتاديين ستيرول (ABS)، والبولي ميثيل ميثاكريلات (PMMA)، والبولي ستيرول (PS)، والبولي فينيل كلوريد (PVC)، والبولي كربونات (PC)، والمبلمر المختلط ستيرول أكريل نيتريل (SAN)، والبوليفينيلين إيثر (PPE).
أحد التصنيفات المهمة للبلاستيك هو الدرجة التي تكون فيها العمليات الكيميائية المستخدمة في صنعها قابلة للعكس أم لا، وتقسم اللدائن في هذا التصنيف إلى:
لدائن الخصائص والتصنيفات
لدائن حرارية (بالإنجليزية: thermoplast): هو نوع من أنواع اللدائن التي تلين بالحرارة وتتصلب مرة أخرى عند تبريدها. تستطيع المواد اللدنة بالحرارة أن تمر بعدة دورات من الذوبان والتجمد بدون أن تتعرض إلى تغيير كيميائي، وهذا يجعلها مناسبة لعمليات إعادة الاستخدام. وهذا يجعل هذه المواد سهلة التصنيع بعدة طرق منها التشكيل بالحقن، واللحام، وترجع هذه الخاصية إلى طبيعة البوليمرات الخطّية المكونة لها. وفي هذه المجموعة تدرج معظم المواد اللدائنية المستعملة اليوم (البوليبروبلين، البوليثيلين، البولسترين، البوليستر) التي تستخدم في المنتجات الاستهلاكية البسيطة والتغليف، وكذلك في أغراض تقنية في صناعة المركبات والإلكترونيات، كما تستخدم في البناء، خاصة في السقوف وإطارات النوافذ والأنابيب. ومن المكن من أجل الحصول على خصائص جديدة خلط هذه المبلمرات بعضها ببعض.
لدائن الخصائص والتصنيفات
لدائن صلبة بالحرارة (بالإنجليزية: Thermosetting polymer): تذوّب أو تصهر البولمرات المثبتة حراريا وتشكّل لمرة واحدة فقط، وتظل صلبة بعد التصلد، الذي يتم في العادة عبر التسخين (ومنه مصطلح «التصلد بالحرارة» (بالإنجليزية: thermosets)، كما يمكن أن تحدث أو تدعم أيضاً بالمؤكسدات أو الإشعاع أو استخدام الحفّازات الكيميائية، ويحصل خلالها تفاعل كيميائي لا رجعة فيه، وإذا أعيد تسخينها تتحلل ولا تذوب. وتكون المنتجات المصلدة بالحرارة في العادة صلبة وهشة بسبب التشبيك الذي يجري بين سلاسل البوليمرات خلال عملية التصلد. تستعمل هذه المواد بفضل ثباتها الكيميائي والحراري في التمديدات الكهربائية، وأقدم الأنواع المعروفة من هذه اللدائن هو راتنج فينول فورمالدهيد (الفيوبلاست)، كما تتضمن هذه المجموعة راتنجات البوليستر، والبولييوريثان المستخدم في الدهان، وعملياً كل الراتنجات الاصطناعية مثل الإيبوكسيد.
لدائن الخصائص والتصنيفات
بوليمرات مرنة (بالإنجليزية: elastomer): تتكون هذه المواد من سلاسل بوليمر ترتبط ببعضها البعض عند نقاط قليلة نسبيا، ويسمح ذلك بتمددها عند الشد، وعودته إلى حالتها الأولى عند انتفائه. ومثال على ذلك المطاط الذي يصنع بتقسية أو فلكنة المطاط الطبيعي (أو البولي إيزوبرين) بتسخينه بحضور الكبريت، فيتحول من مادة لزجة وسائلة بعض الشيء إلى منتج جاف وصلب لا يطرى عند التعرض للحرارة ولا يذوب في معظم المذيبات. تضم هذه المجمعة كل أنواع المطاط المصلّد، وتتم عملية التصليد على سيبيل المثال عبر التقسية (الفلكنة) بالكبريت، أو بالبيروكسيدات، أو أكاسيد الفلزات أو بالأشعة. يستخدك حوالي 60% من البوليمرات المرنة في صناعة العجلات، والباقي في مواد مطاطية مختلفة مثل القفازات الكيميائية والأغراض الصحية، وتضم هذه المجموعة المطاط الطبيعي (NR)، ومطاط الأكريل نتريل- بوتاديين[الإنجليزية] (NBR)، والستايرين- بوتاديين[الإنجليزية] (ٍSB)، والكلوروربرين (CR)، والبوليبوتاديين (BR)، الإيثلين - بروبلين- ديين[الإنجليزية] (EPDM).
لدائن الخصائص والتصنيفات
من الممكن تقسيم اللدائن وفقاً لأسعار وأحجام الإنتاج وإمكانيات الاستخدام إلى أربعة مجموعات مهمة هي اللدائن الأساسية (الاستهلاكية)، واللدائن الهندسية، واللدائن الوظيفية، واللدائن عالية الأداء. من الصعب تصنيف لدائن التصلد الحراري ضمن هذا التقسيم ويفضل تصنيفها على حدة.
تنتج هذه اللدائن بكميات كبيرة لرخص أثمانها وتعدد استخداماتها وسهولة التعامل معها، وهي الخيار المفضل للإنتاج الكبير للسلع اليومية، وأكبر تطبيق منفرد لها هو التغليف والتعبئة حيث بلغ حجم استخدامها حوالي 146 مليون طن في عام 2015، أي ما يعادل 36٪ من الإنتاج العالمي. ويتركز حوالي 70٪ من الإنتاج العالمي في ستة أنواع رئيسية من البوليمرات، وبسبب انتشارها وهيمنتها تعزى إليها الكثير من الخصائص والمشاكل المرتبطة باللدائن، مثل التلوث البلاستيكي الناجم عن ضعف قابليتها للتحلل الحيوي.
بخلاف معظم أنواع اللدائن الأخرى يمكن التعرف عليها غالباً من خلال قائمة رموز تمييز الراتنغ (RIC) كما في القائمة التالية:
لدائن الخصائص والتصنيفات
البوليثيلين تيرفثالات بوليستر ينتج من تفاعل حمض الثيريفتاليك والإثيلين غليكول، وينتج بخلط المادتين بمالمقادير المولية المطلوبة وتسخينهما وإزالة الماء المنقسم بنجاعة تبلغ الـ99%. يتبلور المصهور الناتج ببطء بعد تجمده، ما يمكن الحصول على منتوجات بلورية جزئيا أو لابلورية حسب الطلب. يتميز المنتج البلوري جزئيا الذي بمتانة وصلابة عاليتين ومقاومة للحتّ وللأحماض المخففة والزيوت والكحول، ولكنه حساس تجاه الحرارة.
يصنّع منه سنوياً حوالي 70 مليون طن، أي ما يمثّل 20% من إنتاج قطاع الصناعات البلاستيكية، ويستخدم البوليستر المتبلور جزئيا في والألكترونيات وقطع الآلات والبراغي، وأحزمة الأمان وأغطية السيارات، كما يستخدم في المجالات الطبية في زراعة الأعضاء الاصطناعية وفي شبكات تدعيم الأوعية الدموية.
أما البولستر اللابلوري فيتميز بمتانة أقل، ولكنه أشد مقاومة للطرق، ولكونه شفافا وأخف وزنا من الزجاج، يستخدم في العبوات مثل قناني الشرب وعبوات الطعام ومستحضرات التجميل، كما يستخدم في الكهربائيات في حاملات الشرائط المغناطيسية.
لدائن الخصائص والتصنيفات
ينتج البوليثين عادة بثلاث نوعيات، البوليثلين عالي الكثافة (HDPE أو PE-HD) البوليثيلين منخفض الكثافة (LDPE أو PE-LD) والبوليثلين الخطي منخفض الكثافة LLD-PE.
ينتج البوليثلين عالي الكثافة باستخدام محفزات تسيغلر-ناتا وتتميز سلاسله بتنظيم عال وتشعّب قليل وتنتظم في أجسام عالية الصلابة متبلورة جزئيا، ووزنها النوعي أعلى من وزن البوليثلين منخفض الكثافة، وكلاهما أخف من الماء). ويستعمل في الأنابيب والعبوات وصناديق القناني والبراميل وعلب البطاريات والجرادل والمقابس وغيرها.
أما البوليثلين منخفض الكثافة فينتج بالبلمرة في الحالة الغازية تحت ضغط عال، ويتميزعنه البوليثيلين الخطي بإشراك البوتين والهكسين والأوكتين في عملية البلمرة من أجل السيطرة على درجة تشعب السلاسل. كلا النوعان درجة تبلوره منخفضة، ويتميز بقدرة ممتازة على تشكيل الرقائق، ويستخدم في الدرجة الأولى في إنتاج سطوح التغليف والأكياس ورقائق تغليف السجائر والأقراص المدمجة والكتب والمناديل الورقية.
لدائن الخصائص والتصنيفات
ينتج البولي فينيل كلوريد ببلمرة الكلورإيثين (كلوريد الفينيل) الراديكالية بثلاثة طرق مختلفة ينتج عنها في العادة بوليمر منخفض التبلور. أقدم هذه الطرق البلمرة في مستحلب مائي (بالإنجليزية: Emulsion) ويستخدم فيها عوامل مساعدة للحفاظ على المستحلب، ويستخدم في التحفيز بيروكسيد الهيدروجين أو بيركبريتات البوتاسيوم، ويستعمل البوليمر الناتج عنها (E-PVC) لاصقا أو في الطبقات العازلة.
كما ينتج هذا البوليمر في حالة الإسالة تحت الضغط حيث يؤلف مستعلق مائي (بالإنجليزية: Suspension) بالتحريك فائق السرعة، وتستخدم في التحفيز بيروكسيدات عضوية أو أزوبيس إيزوبوليرونتريل[الإنجليزية] (AIBN)، وتتحول الكرات العائمة في المستعلق إلى بوليمرات، ويتبخر منها المونمر غير المتفاعل عند إزالة الضغط. وبهذه الطريقة تنتج اليوم 90% من هذا البوليمر (S-PVC).
لدائن الخصائص والتصنيفات
أما الطريقة الثالثة فهي «البلمرة في الكتلة» (بالإنجليزية: bulk polymerisation)، أي بلمرة الفينيل كلوريد في الحالة السائلة بإدخال محفزّ يذوب فيه (بيروكسيد عضوي في العادة)، وتبلغ نسبة التفاعل في هذه العملية 80% وتزال بعدها المونمرات غير المتفاعلة بالتفريغ الهوائي. ومن الممكن مقارنة نقاء البوليمر الناتج (M-PVC) مع الـE-PVC. يستعمل هذا النوع في المجالات التي يحتاج فيها إلى الشفافية الضوئية، وكذلك في رقائق التعقيم.
يتميز بالقدرة على التشكل الحراري وبالصلادة، والقدرة على مقاومة الاحتراق، والكيماويات مثل الكحول والاحماض والقواعد والزيوت، ولذلك يستخدم البوليمر الصلب في أنابيب الصرف وإطارات النوافذ، ولكن من مثالبه عدم تحمله لدرجات حرارة عالية، حيث لا يمكن استخدامه لفترة طويلة على درجات حرارة أعلى من 65 درجة مئوية، أو لأية فترة على درجة 75. أما البولمرات الطرية فهي مطاطة وتشبه الجلود وقابلة للتشكل حراريا، وتستخدم في الأرضيات ومانعات النفاذ والخراطيم وديكورات السقوف.
لدائن الخصائص والتصنيفات
واحدة من أهم مشاكل هذا البوليمر هو محتوى الكلور العالي فيه، الذي يتسبب بانبعاث غاز الكلور السام وحامض الهيدروكلوريك عند الاحتراق. كما يحتوى المنتج على عدة مواد مساعدة ومطريات تعد مضرة بالصحة، كما يعتبر ثنائي (2-إيثيل هكسيل) أديبات[الإنجليزية] الذي يستعمل ملدنا في لفائف الـ PVC مصدر قلق أيضاً، وكذلك المركبات العضوية المتطايرة الموجودة في رائحة السيارة الجديدة[الإنجليزية]. وتعد اللبنة الأساسية، كلوريد الفينيل، مادة مسرطنة يتوجب إزالة بقاياها تماما من المنتج.
لدائن صناعة اللدائن
تشمل صناعة البلاستيك الإنتاج العالمي والتركيب التحويل[الإنجليزية]وبيع المنتجات البلاستيكية، وعلى الرغم من أن الشرق الأوسط وروسيا ينتجان معظم المواد الخام البتروكيماوية المطلوبة، يتركز إنتاج البلاستيك في شرق آسيا وفي الدول الغربية. تضم صناعة البلاستيك عدداً كبيراً من الشركات ويمكن تقسيمها إلى عدة قطاعات:
منذ ولادة صناعة البلاستيك في الخمسينيات من القرن الماضي، زاد الإنتاج العالمي بشكل كبير وبلغ في العام 2015 حوالي 381 مليون طن (باستثناء المواد المضافة)، ويقدر إجمالي كمية البلاستيك المتولدة منذ ذلك الوقت بـ 8.3 مليار طن.
لدائن صناعة اللدائن
تنتج اللدائن في المصانع الكيماوية عن طريق بلمرة المواد الأولية اللازمة (المونومرات)، ومصدرها في العادة البتروكيماويات. تكون مرافق إنتاج البوليمرات كبيرة الحجم في العادة وتشبه بصرياً مصافي النفط، حيث تنتشر الأنابيب المترامية الأطراف في جميع الاتجاهات. يرفع كبر حجم هذه المصانع جدواها الاقتصادية باستغلال وفورات الحجم. على الرغم من ذلك، لا توجد احتكار قوي لإنتاج اللدائن، حيث يتوزع 90% من الإنتاج العالمي على حوالي 100 شركة بين خاصة ومملوكة للدولة، وتنتج منطقة شرق آسيا ما يقارب النصف، فيما تعتبر الصين أكبر منتج منفرد.
لدائن صناعة اللدائن
لا تباع اللدائن بصفتها مادة نقية، بل تمزج بمواد كيميائية أخرى تُعرف مجتمعة بالإضافات، التي تضاف أثناء مرحلة التوليف، وتتضمن مواد مثل المثبّتات والمطرّيات والأصباغ، وتهدف إلى تحسين العمر الافتراضي أو قابلية التشغيل أو مظهر المنتج النهائي. في بعض الحالات من الممكن أن يتضمن ذلك خلط أنواع مختلفة من البولمرات لتكون مزيجا مثل البوليسترين المحسن المضاد للطرق الذي يتكون من هيكل بوليسترين محمي بهيكل مطاطي من البوليبوتاديين. وتنتج بعض الشركات الكبيرة توليفاتها الخاصة، ويلجأ بعض المنتجين إلى طرف ثالث لعملها، وتُعرف الشركات التي تتخصص في هذا العمل باسم «مولفين» (بالإنجليزية: Compounder).
توليف البلاستيك بالحرارة سهل نسبياً، إذ يظل سائلاً حتى تقسيته في شكله النهائي. ومن الضروري إذابة اللدينة عند استخدام مواد التليين بالحرارة من أجل التمكن من خلطها، ويتضمن هذا تسخينه إلى درجة حرارة بين 150 و320 درجة مئوية. ولكون البلاستيك المصهور لزجاً ويظهر جريانا صفيحيا يؤدي إلى اختلاط رديء، تجرى عملية التوليف باستخدام معدات البثق القادرة على توفير الحرارة والخلط اللازمين لإعطاء منتج متجانس.
تضاف المواد المضافة بتركيز قليل جدًا في العادة، ومن الممكن أيضاً إضافة مستويات عالية لعمل وجبات مركزة متجانسة يمكن خلط حبيباتها لاحقاً وصهرها مع بوليمر أرخص ثمناً لإعطاء منتج نهائي متجانس. وتعد هذه الطريقة أرخص من إنتاج مادة مولفة بالكامل، وهي شائعة بشكل خاص لإدخال اللون.
تُعرف الشركات التي تنتج سلعًا جاهزة بالمحولات (أو المعالجات)، وتنتج الغالبية العظمى من المواد البلاستيكية في جميع أنحاء العالم بواسطة تليينها بالحرارة وتسخينها حتى تذوب، ثم تشكيلها، وتوجد أنواع مختلفة من معدات البثق التي يمكنها تحوليل اللدائن إلى أي شكل تقريبًا.
تختلف العملية اختلافًا طفيفًا بالنسبة للمواد المتصلدة بالحرارة، حيث يكون البلاستيك هنا سائلًا في البداية ولكن يجب تقسيته للحصول على منتجات صلبة، ولكن الكثير من المعدات متشابهة على نطاق واسع.
لدائن المواد المضافة
المواد المضافة هي مواد كيميائية تمزج مع اللدائن لتغيير أدائها أو مظهرها، لجعل خصائصها أكثر مناسبة لغرض الاستخدام، وإليها يرجع الفضل في استخدام اللدائن على نطاق واسع. يحتوي البلاستيك على الأقل على بعض مثبتات البوليمر التي تسمح لها بالانصهار والتشكّل دون أن يتضرر البوليمر أو يتحلل بفعل الحرارة. الإضافات الأخرى اختيارية ويمكن استخدامها حسب الحاجة وبكميات مختلفة حسب الغرض، ومن النادر أن يباع البلاستيك بدون هذه الإضافات المحسّنة.
تمزج المواد المضافة مع اللدائن، ولكنها تظل متميزة كيميائيًا عنها، ومن الممكن أن تتسرب إلى خارجها بالتدريج، وتلعب هذه الظاهرة دورا مهما في الخلافات المتعلقة بأضرار اللدائن، حيث يمكن أن يكون بعضها ثابتا ومتراكماً حيوياً، أو مضرّاً بالصحة. من الأمثلة على ذلك مثبطات اللهب التي أصبح بعضها محظورا اليوم، والفثالات التي باتت مثيرة للجدل بسبب آثارها الصحية.
لدائن المواد المضافة
المواد المضافة تغير خصائص البلاستيك، وهذا يجب أخذه في الاعتبار في عمليات إعادة التدوير. ففي الوقت الحاضر تجري معظم عمليات إعادة التدويربإعادة صهر البلاستيك المستعمل وإعادة تشكيله إلى منتجات جديدة. ولكن نفايات اللدائن، حتى لو كانت كلها من نوع بوليمر واحد، تحتوي على أنواع وكميات مختلفة من المواد المضافة، وبالتالي فمن الممكن أن يؤدي خلطها معاً إلى إنتاج مادة ذات خصائص غير متسقة قد لا تكون جذابة أو صالحة للاستخدام في الصناعة. أوضح مثال على ذلك هو الملونات البلاستيكية، حيث يؤدي خلص ألوان مختلفة من اللدائن إلى منتوج بنّي أو غير متجانس اللون، ولهذا السبب يُفرز البلاستيك قبل إعادة التدوير حسب اللون، إضافة إلى الفرز حسب نوع البوليمر.
لدائن السمّية
تتمتع المواد البلاستيكية النقية بسمّية منخفضة بسبب عدم قابليتها للذوبان في الماء، ولأنها خاملة كيميائياً بسبب وزنها الجزيئي الكبير. ولكن المنتجات البلاستيكية تحتوي على مجموعة متنوعة من المواد المضافة التي يمكن أن يكون بعضها ساماً. مثال على ذلك الأديبات والفثالات التي تضاف غالباً إلى اللدائن الهشة مثل الـ PVC لتصبح طيعة للاستخدام في تغليف المواد الغذائية وفي لعب الأطفال وعدة منتجات أخرى. ومن الممكن أن تتسرب هذه المكونات من المنتج، لذا قرر الاتحاد الأوروبي اليوم تقييد استخدام الفثالاـت (مثل DEHP) في بعض التطبيقات، كما قيدت الولايات المتحدة استخدام DEHP و DPB و BBP و DINP و DIDP ، و DnOP في لعب الأطفال ومنتجات رعاية الأطفال بقانون تحسين سلامة المنتجات الاستهلاكية . كما أشير إلى بعض المواد التي تتسرب من عبوات الطعام المصنوعة من البوليسترين ذات نشاط هرموني ويشتبه في أنها مواد مسرطنة للإنسان، وكذلك تشمل قائمة المواد الكيميائية الأخرى ذات الخطر المحتمل مركّبات الألكيلفينول.
لدائن السمّية
إضافة إلى ذلك، تعد بعض المونومرات المستخدمة في تصنيع اللدائن سامة أو مسرطنة، ومن الممكن في بعض الحالات أن تظل كميات صغيرة منها محاصرة في المنتج ما لم ينقّى. على سبيل المثال، اعترفت الوكالة الدولية لبحوث السرطان التابعة لمنظمة الصحة العالمية بأن كلوريد الفينيل، وهو حجر الأساس في مادة PVC، مادة مسرطنة للإنسان.
لدائن السمّية
تتحلل بعض المنتجات البلاستيكية إلى مواد كيميائية ذات نشاط هرموني. مثال على ذلك مادة البيسفينول أ (BPA)، وهي اللبنة الأساسية للبولي كربونات، التي تتسبب باضطراب الغدد الصماء لتشابهها مع هرمون الاستروجين، ومن الممكن أن تتسرب إلى الطعام. وقد أشارت دراسة في مجلة آفاق الصحة البيئية إلى أن مادة البيسفينول أ المتسربة من بطانة علب الصفيح وحشوات الأسنان وزجاجات البوليكربونات من الممكن زادت أوزان مواليد حيوانات المختبر. كما تشير دراسة حيوانية حديثة إلى أنه حتى التعرض لمستويات منخفضة من هذه المادة يؤدي إلى مقاومة الأنسولين، مما قد يؤدي إلى الالتهابات وأمراض القلب. وفي يناير 2010 ذكرت صحيفة لوس أنجلوس تايمز أن إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) تنفق 30 مليون دولار للتحقيق في مؤشرات ارتباط البيسفيول أ بالسرطان. وقد حظر الاتحاد الأوروبي دوما استخدام الفثالات في ألعاب الأطفال، وفي عام 2009 حظرت الحكومة الأمريكية أنواعًا معينة من الفثالات التي يشيع استخدامها في البلاستيك.
لدائن المشاكل البيئية والاستدامة
تسبب نجاح اللدائن في أوائل القرن العشرين وهيمنتها في نصفه الثاني في حدوث مشكلات بيئية واسعة النطاق بسبب معدل تحللها البطيء في النظم البيئية الطبيعية. تركيب معظم اللدائن الكيميائي مستقر جدا، وهذا يجعلها مقاومة للكثير من عمليات التحلل الطبيعي، ويمكن مقارنة ذلك باستدامة مواد طبيعية مشابهة بنيوياً مثل الكهرمان.
لدائن المشاكل البيئية والاستدامة
يتحلل البلاستيك من خلال مجموعة متنوعة من العمليات ويعتمد التحلل على هيكل البولمر الكيميائي، وأهم عمليات التحلل الأكسدة الضوئية، بينما يستغرق التحلل البحري وقتًا أطول نتيجة للبيئة المالحة وتأثير التبريد في البحر، وهذا يساهم في استمرار وجود الحطام البلاستيكي في بيئات معينة. من ناحية أخرى أظهرت دراسات حديثة أن المواد البلاستيكية في المحيطات تتحلل بشكل أسرع مما كان يُعتقد سابقًا بسبب التعرض للشمس والمطر والظروف البيئية الأخرى، مما يؤدي إلى إطلاق مواد كيميائية سامة مثل بيسفينول أ، إلا أن هذا التحلل قد تباطأ بسبب زيادة حجم البلاستيك في المحيط . وقد قدمت منظمة حماية المحيطات تقديرات لمعدلات تحلل بعض المنتجات البلاستيكية، فعلى سبيل المثال من المقدر أن يستغرق تحلل الكوب البلاستيكي الرغوي 50 عامًا، بينما يستغرق تحلل قنينة الشرب البلاستيكية 400 عام، وحفاظات الاطفال 450 عامًا، وخيط صنارة الصيد 600 عام.
لدائن المشاكل البيئية والاستدامة
يمكن اليوم العثور على التلوث البلاستيكي في جميع المسطحات المائية الرئيسية في العالم، وتوجد البقع البلاستيكية في جميع محيطات العالم وتلوث نظم الأرض البيئية. وهناك تقديرات مختلفة لكمية النفايات البلاستيكية التي أنتجت في القرن الماضي، ووفقا لأحد التقديرات، فقد تُخلّص من مليار طن من النفايات البلاستيكية منذ الخمسينيات من القرن الماضي. يقدر آخرون الإنتاج البشري التراكمي بـ 8.3 مليار طن من البلاستيك، منها 6.3 مليار طن هي عبارة عن نفايات، مع إعادة تدوير 9٪ فقط. في عام 2009، قدر أن 10٪ من النفايات الحديثة كانت من البلاستيك، على الرغم من اختلاف التقديرات حسب المنطقة.
تشكل اللدائن 50٪ إلى 80٪ من النفايات في المناطق البحرية. وقد ذكرت منظمة حماية المحيطات أن كميات البلاستيك التي تلقيها الصين وإندونيسيا والفلبين وتايلاند وفيتنام في المياه تفوق ما تلقيه باقي دول العالم مجتمعة. وتحمل أنهار اليانغتسي، والسند، والأصفر، وهاي[الإنجليزية]، والنيل، الغانج، واللؤلؤ، وآمور، النيجر، وميكونغ 88٪ إلى 95٪ من البلاستيك المنقول إلى البحر.
لدائن المشاكل البيئية والاستدامة
تنامى من ستينيات القرن الماضي وجود المواد البلاستيكية، وخاصة اللدائن الدقيقة (الميكروبلاستيك) داخل السلسلة الغذائية، حيث لوحظ وقتها لأول مرة وجود جزيئات بلاستيكية دقيقة في أحشاء الطيور البحرية، ومنذ ذلك الحين عثر عليها بتركيزات متزايدة. ما زالت الآثار طويلة الأمد الناجمة عن ذلك غير مفهومة جيدًا. وغالباً ما يستخدم البلاستيك في الزراعة، وقد بات يوجد منه في التربة ما يفوق الموجود في المحيطات.
تركز الأبحاث حول التأثيرات البيئية في العادة على مراحله النهائية ومشكلة النفايات. ومع ذلك ، فإن إنتاج البلاستيك مسؤول أيضاً عن تأثيرات بيئية وصحية واجتماعية اقتصادية كبيرة.
فعلى سبيل المثال، يشير بروتوكول مونتريال إلى أن مركبات الكلوروفلوروكربون شائعة الاستخدام في تصنيع البوليسترين القابل للتشكيل قد ساهم إنتاجها في استنفاذ طبقة الأوزون.
لدائن المشاكل البيئية والاستدامة
اللدائن الدقيقة أو الميكروبلاستيك هي قطع من أي نوع من اللدائن يقل طولها عن 5 ملمتر، حسب تعريف كل من منظمة الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي الأمريكية، والوكالة الأوروبية للمواد الكيميائية، وتسبب هذه التلوث في كامل النظام البيئي الطبيعي، وتصدر عن عدة مصادر منها مستحضرات التجميل، والنسيج، والعمليات الصناعية. وقد تم التعرف حاليا على نوعين من اللدائن الدقيقة: أولية وثانوية. تشمل الأولية قطع البلاستيك التي كان طولها أقل من 5 ملمتر قبل أن تدخل النظام البيئي، وتضم الألياف الدقيقة الصادرة عن الملابس، والميكروبيدات، والحبيبات الصناعية الأولية[الإنجليزية].
أما الثانوية فتشمل ما ينتج عن تفكك قطع بلاستيكية أكبر بفعل عوامل الحت والتعرية بعد دخولها النظام البيئي، وأهم مصادرها قناني الشرب والأكياس البلاستيكية، وشباك الصيد، وعبوات الطعام، ونثار العجلات.
لدائن المشاكل البيئية والاستدامة
وكلا النوعين قادران على البقاء لمدد طويلة، خاصة في الأوساط المائية والمحيطية، ويتسببان بتلوث المياه، ويشار إلى أن 35% من اللدائن الدقيقة في مياه المحيطات مصدره أنسجة الملابس، ووتنتج في الدرجة الأولى عت حتّ وتفكك ألياف البوليستر والنايلون والأكريليك أثناء الغسيل. كما تتراكم اللدائن الدقيقة في الهواء وفي التربة، وتميّز في التعريف عن القطع البلاستيكية الأكبر، التي تسمى الماكروبلاستيك.
يؤدي تحلل هذه المواد البطيء الذي قد يدوم لقرون أو لآلاف السنين إلى قدرتها على التسرب إلى الأنسجة الحيوية والتراكم في داخلها، ما قد يؤدي إلى الرفع من تركيز المواد السمية في النظام الغذائي.
لدائن المشاكل البيئية والاستدامة
كذلك تبين في الأنظمة البيئية في اليابسة أن تراكم اللدائن الدقيقة في التربة يضر بالنظام البيئي ويقلل من نمو دود الأرض. وما زالت دورات وحرك البلاستيك في الأنظمة البيئية غير معروفة تماما وقد البحث. تشير دراسات أجريت على أعماق المحيطات في الصين (2020) إلى أن وجود طبقات من البلاستيك في أعماق المحيط تدل على الأرقام الواردة من الدراسات في الطبقات السطحية أقل بكثير من حجم المشكلة. كما عثر على لدائن دقيقة في قمم الجبال ومناطق بعيدة جدا عن مصادر التلوث.
يشير تقرير إلى أن أن اللدائن قد ساهمت في غازات الاحتباس الحراري بما يعادل 850 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون (CO2) في الغلاف الجوي في عام 2019، ومن المتوقع أن تزيد الانبعاثات لتصل إلى 1.34 مليار طن بحلول عام 2030، و56 مليار بحلول عام 2050، أي ما يبلغ 14٪ من حصص الكربون[الإنجليزية] المتبقية على الأرض.
تأثير البلاستيك على ظاهرة الاحتباس الحراري مختلط. فهو يُصنع عمومًا من مشتقات البترول، وينتج عن إنتاجه بالتالي المزيد من الانبعاثات. كما يتطلب إنتاج البلاستيك من النفط الخام من الطاقة أكثر من المواد الأساسية الأخرى، كما يشير الجدول التالي المحسوب بمتوسط كفاءة محطات المرافق الأمريكية البالغة 35٪،
ولكن من جانب آخر قد يقلل استعمال البلاستيك من استهلاك الطاقة نظرًا لخفة وزنه ومتانته مقارنةً مع الزجاج أو المعدن، حيث تفي أوزان أقل لنفس الغرض. وعلى سبيل المثال ، يُقدَّر أن الاستعاضة عن الزجاج والمعدن بالبوليستر في قناني المشروبات توفر 52٪ من طاقة النقل.
بخلاف معظم المواد البلاستيكية التي تنتج من البتروكيماويات، يُصنع البلاستيك الحيوي في الغالب من وحدات بناء كيميائية مشتقة من مواد نباتية متجددة مثل السليلوز والنشا. ويشهد إنتاج البلاستيك الحيوي تطوراً في هذه الأيام نظراً للتوقعات حول محدودية احتياطيات الوقود الأحفوري وارتفاع مستوى الاحتباس الحراري الناتج بشكل أساسي عن حرق تلك الأنواع من الوقود. قُدّر حجم إنتاج البلاستيك الحيوي في العالم عام 2015 بنحو 327.000 طن سنوياً، بينما زاد الإنتاج العالمي من البوليثيلين (PE) والبوليبروبيلين (PP) المشتقان من البتروكيماويات عن الـ 150 مليون طن. وفي عام 2021 بلغ حجم انتاج اللدائن ذات المصادر الحيوية 4.7 مليون طن، ويتوقّع أن يرتفع إلى حوالي 7.6 مليون طن في العام 2026.