Plastiko

Plastikoak kimika eta teknologiaren ikuspegitik, material organiko polimerikoak dira. Karbono, oxigeno eta hidrogenozko (eta neurri txikiagoan fluor, kloro, nitrogeno edo siliziozko) molekula erraldoiz osaturik daude, eta pisu molekular altua dute.Molekulen sorburua naturala edo sintetikoa izan daiteke. Naturalen artean, zelulosa, argizaria eta kautxua daude, eta sintetikoen artean, besteak beste, bakelita, polietilenoa eta nylona.Plastiko moderno gehienak gas naturala edo petrolioa bezalako erregai fosiletatik eratorriak dira; hala ere, azken metodo industrialek material berriztagarrietatik egindako lehengaiak erabiltzen dituzte, hala nola, artoaren edo kotoiaren eratorriak.

Etimologia 
Plastiko hitza grekozko πλοστ ικός hitzetik (plastikoak) dator, "moldekatzeko gai" esan nahi duena. Substantibo gisa, oro har, produktu petrokimikoetatik eratorritako fabrikazioko produktu solidoei erreferentzia egiteko erabiltzen da plastiko terminoa. 

Plastikotasun esaten zaio plastikoen fabrikazioan erabiltzen diren materialen deformagarritasunari. Plastikotasunari esker, plastikoen moldekatzea, estrusioa edo konpresioa egin daiteke hainbat forma lortzeko: filmak, zuntzak, plakak, hodiak, botilak eta kaxak, besteak beste.  Halaber,plastikotasuna terminoak definizio teknikoa ere badu materialen zientzian, alegia, substantzia solidoen formaren aldaketa itzulezina.

Egitura 
Plastiko gehienek polimero organikoak dituzte.  Polimero horietako gehienak karbono-atomoen kateetatik sortzen dira, oxigeno, nitrogeno edo sufre atomoak lotuz edo lotu gabe dituztelarik. Kate horiek monomeroz osatutako errepikapen-unitate asko biltzen dituztelarik, milaka unitate errepikatu daitezke. Bizkarrezurra atal nagusian dagoen katearen zatia da, errepikatutako unitate asko batzen dituena. Plastiko baten propietateak egokitzeko, alboko kate izeneko talde molekularrak bizkarrezur horretatik zintzilik egoten dira, eskuarki, monomeroetatik. Alboko kate horien egiturak eragina du polimeroaren propietateetan.

Historia 
Plastikoen garapenak eboluzionatu egin du, material plastiko naturalen erabileratik (adibidez, gomak ) material horien eraldaketa kimikora (adibidez, kautxu naturala, zelulosa eta esne-proteinak) eta, azkenik, plastiko erabat sintetikoetara (adibidez, bakelita, epoxia eta PVCa). Behialako plastikoak arrautza- edo odol-proteinak bezalako material bitarrak ziren, polimero organikoak direnak. 1600. urtearen inguruan, mesoamerikarrek goma naturala erabiltzen zuten bolak, bandak eta irudiak egiteko. Adarren propietateak imitatzen zituzten materialak esne-proteinak lihoarekin tratatuz garatu zituzten. XIX. mendean, Industriaren Iraultzaren garaian kimika garatu zen heinean, material asko zabaldu ziren. Plastikoen garapena bizkortu egin zen Charles Goodyear-ek 1839an kautxu naturala gogortzeko bulkanizazioa aurkitu zuenean.

Parkesinea izan zen izakiak egindako lehen plastikoa. Alexander Parkes-ek asmatu zuen 1855ean, eta hurrengo urtean patentatu zuen .  Zelulosatik (landareen zelula-pareten osagai nagusia) abiatuta egin zen, eta azido nitrikoa erabili zen disolbatzaile gisa.

Munduko lehen plastiko sintetikoa bakelitea izan zen, 1907.urtean New Yorken Leo Baekelad-ek asmatua . Hain zuzen ere, Baekeland-ek sortu zuen plastics terminoa.

Lehen Mundu Gerraren ondoren kimikan egindako hobekuntzek plastiko mota berrien asmakuntza ekarri zuten, eta lehen ekoizpen masiboak 1940ko eta 1950eko hamarkadan hasi ziren. [58] Polimero berrien lehen adibideak polystyrene (BASFek 1930eko hamarkadan sortua) eta polinvinyl kloridoa (1872 eta 1920 bitartean sortua) izan ziren.

Polietilenozko terthalatoaren aurkikuntza 1941ean Erresuma Batuko Calico Printers Elkarteko enplegatuei esker gertatu zen. 1954an, Giulio Natta-k polietilenoa aurkitu zuen  eta, 1957an ekoizten hasi zen.

Propietate nagusiak 

 Elektrizitate-eroaletasuna. Nekez eroaten dute elektrizitatea.
 Bero-eroaletasuna. Ez dira beroaren eroale onak, oso poliki transmititzen baitute.
 Erresistentzia mekanikoa. Oso hauskaitzak dira plastikoak.
 Erregaitasuna. Ia plastiko guztiak erraz erretzen dira, ia molekula guztiak baitituzte karbonoz eta hidrogenoz osatuak. Erretzen direnean oso kutsagarriak dira.
 Plastikotasuna. Plastiko asko berotan biguntzen dira, eta urtzen ez badira ere, moldaerrazak dira. Ezaugarri horri esker, forma konplexudun piezak egiteko aukera ematen dute.
 Oso material merkeak dira, produkzio-kostuak baxuak dira eta.
 Erraz lantzen eta aldatzen dira, plastikotasunari esker.
 Erraz konbinatzen dira beste material batzuekin.

Sailkapena

Molekularen monomeroaren arabera 
a. Naturalak: Monomeroak kautxua, zelulosa edota argizaria substantzia naturaletatik datoz.

b. Sintetikoak: Monomeroak substantzia sintetikoetatik datoz.

Beroarekiko erreakzioa kontuan izanik, termoplastikoak eta termoegonkorrak bereizten dira:

Beroaren aurreko portaeraren arabera 

a. Termoplastikoak: makromolekulek egitura askea osatzen dute; hau da, molekulek ez daukate inolako loturarik haien artean. Hori dela eta, beraien forma aldatzeko zenbait aldiz berotu daitezke eta elastikotasun handia daukate. Adibide batzuk dira poli(binil kloruro)a (PVC), polietilenoa (PE), poliestirenoa (PS), polipropilenoa(PP) eta poliamidak.

b. Termoegonkorrak: makromolekulak elkar gurutzatu, eta sare bat osatzen dute.  Beroa aplikatuz gero, egitura molekular horrek ez du forma-aldaketarik ahalbidetzen. Horrez gain, oso gutxi luzatzen dira. Adibide batzuk dira polikarbonatoa eta polietilenoa.

Elastomeroak 
Makromolekulak sareetan antolatzen dira, eta molekula arteko lotura gutxi eratzen dira. Egitura molekular horrek elastikotasun handiko plastikoak lortzea ahalbidetzen du, indar bat aplikatu ostean beraien forma eta neurriak berreskuratzeko gaitasuna baitute. Elastomeroen adibideak dira hurrengo hauek:

 Goma naturala.
 Poliuretanoa: arropa elastikoak egiteko edota gurpilen oinarrizko material gisa erabilia.
 Polibutadienoa: higadurarekiko erresistentzia altua izanik, ibilgailuen gurpilak ekoizteko erabilia.
 Neoprenoa: urpekaritza- edota surf-jantziak ekoizteko erabilia.

 Silikona: Erresistentzia termiko eta kimiko altua izanik, medikuntza-protesietan edo lubrikatzaileetan erabiltzen da.

Bioplastikoak eta plastiko biodegradagarriak 
a. Bioplastikoak: Landareetatik eratorriak dira, eta zelulosa edo almidoia bezalako substantziez osatuta daude. Plastiko konbentzionalek ez bezala, biodegradagarriak eta konpostagarriak dira. Hala ere, beraien ekoizpen-kostua plastiko konbentzionalena baino handiagoa da.

b. Gehigarri biodegradagarriekin ekoitzitako plastikoak: Plastiko konbentzionalak dira baina gehigarri biodegradagarriekin osatuak.

Polimero esanguratsuenak

Poliestirenoa 
Plastifikatu gabeko poliestirenoa plastiko zurruna, hauskorra eta merkea da, eta plastiko-ereduen kitak eta antzeko piezak egiteko erabiltzen da. Aparrezko beste plastiko gehienak bezala, poliestirenoa "zelula ireki" gisa egin daiteke. Zelula horretan, aparrezko burbuilak elkarri konektatuta daude zelula itxi batean, eta burbuila guztiak desberdinak dira.1950eko hamarkadaren amaieran, inpaktu handiko estirenoa sortu zen, ez baitzen hauskorra. Jostailuzko figurinen eta nobedadeen substantzia gisa erabiltzen da gaur egun.

Goma 
Kautxu naturala latexaren eratorria den elastomero bat da (hidrokarburo-polimero elastikoa). Latexa esekidura koloidal esnekara da, eta landare batzuetan espezializatutako hodietan dagoelarik, zuzenean erabil daiteke. Izan ere, Europan kautxua lehen aldiz agertu zen, Brasiletik ekarritako bulkanizatu gabeko latexarekin ur-probak egiten zirelarik . Hala ere, 1839an, Charles Goodyear-ek kautxu bulkanizatua asmatu zuen: polimero-kateen arteko lotura gurutzatuak eratzen dituen sufrearekin berotutako kautxu naturalaren forma bat da, elastikotasuna eta iraunkortasuna hobetzeko. 1851n, Nelson Goodyear-ek betegarriak gehitu zizkien gomazko material naturalei, ebonita sortzeko.

Nylona 
Carothers-ek nylonezko zuntz sintetikoa aurkitu zuen, oso gogorra eta malgua zena. Gainera, Carothers-ek eta haren taldeak hainbat poliamida sintetizatu zituzten, 6,6 eta 4,6 poliamida eta poliesterrak barne.

Arrakasta komertziala izan zuen lehen polimero termoplastiko sintetikoa  nylona izan zen. Emakumezkoen nylonezko lehen mediak (nylonak) DuPontek merkaturatu zituen 1939ko Mundu Ferian, New Yorken. 12 urte eta 27 milioi dolar behar izan ziren nylona fintzeko eta prozesu industrialak garatzeko. Ondoren, 6, 10, 11 eta 12 poliamidak garatu dira, eraztun-itxurako monomeroak erabiliz, hala nola kaprolaktama. 66 nylona kondentsazio-polimerizazio bidez egindako materiala da. Hainbat motatako nylonak plastiko garrantzitsu bezala erabiltzen dira oraindik eta, gainera, higadurarekiko oso erresistenteak dira, bereziki olioz bustita badaude. Engranajeak, balbulen asentuak eta junturak egiteko erabiltzen dira; eta beroarekiko erresistentzia ona dela eta, gero eta gehiago erabiltzen dira ibilgailuak garraiatzeko eta beste zati mekaniko batzuetarako.

Toxizitatea 
Plastiko puruek toxikotasun txikia dute, uretan disolbaezinak baitira. Pisu molekular handia dutenez, biokimikoki geldoak dira. Hala ere, produktu plastikoek gehigarri ugari dituzte, eta horietako batzuk toxikoak izan daitezke. Adibidez, adipatoak eta ftalatoak bezalako plastifikatzaileak plastiko hauskorrei gehitzen zaizkie maiz, PVCari adibidez. Elikagai, jostailu eta beste hainbat elementutan erabiltzen dira, behar bezain malguak izan daitezen. Konposatu horien aztarnak produktutik atera daitezke. PVCaren kezka dela eta, EBk murriztu egin du DEHP (di-2-etilhexil ftalatoa) eta beste ftalato batzuen erabilera zenbait aplikaziotan, eta AEBetan mugatu egin da DEHP, DPB, BBP, DINP, DIDP eta Dnopen erabilera haurren jostailuetan eta haurren zaintzarako artikuluetan. Elikagaien ontzietan poliestirenozko konposatuak lixibiatzen dira eta kantzerigeno diren susmoa hedatu da.  Kezkagarriak izan daitezkeen beste produktu kimiko batzuek alkil fenolak dituzte.

Plastiko bukatua toxikoa izan ez arren, fabrikatzeko erabiltzen diren monomeroak toxikoak izan daitezke. Kasu batzuetan, produktu kimiko horien kantitate txikiak produktuan harrapatuta gera daitezke, eraldaketa egokiro egiten ez bada. Adibidez, Munduko Osasun Erakundearen Minbizia Ikertzeko Nazioarteko Agentziak (IARC), binil kloruroa, PVCaren aitzindaria, gizakientzako kartzinogenoen artean sailkatu du.

A bisfenola (BPA) 
Produktu plastiko batzuk degradatu egiten dira jarduera estrogenikoa duten produktuekin. Polikarbonatoak eraikitzeko bloke nagusia, A bisfenola (BPA), elikagaietatik atera daitekeen estrogenoaren antzeko disruptore endokrinoa da.  Environmental Health Perspectives ikerketaren arabera, latak, hortzetako zigilatzaileak eta polikarbonatozko botilak estaltzetik ateratako BPAk handitu egin dezake laborategiko animalien kumeen gorputz-pisua. [50] Animalien gainean egindako azterketa berriago baten arabera, BPAk maila baxuetan dagoenean ere, intsulinarekiko erresistentzia eragiten du, eta horrek hantura eta bihotzeko gaixotasunak eragin ditzake.

Plastikoaren industria 
Plastikoaren industriak barne hartzen ditu mundu mailako ekoizpena, konposizioa, konbertsioa eta produktu plastikoen salmenta. Ekialde Ertainean eta Errusian behar diren lehengai petrokimiko gehienak ekoizten diren arren, plastikoaren ekoizpena Ekialde Ertainean eta Mendebaldean kontzentratzen da. Plastikoen industrian enpresa ugari daude, eta ekoizpen prozesuan hainbat etapa  bereiz daitezke:

Ekoizpena 
1950eko hamarkadan industria plastikoa sortu zenetik, munduko produkzioa izugarri handitu da. Denbora horretan guztira 8.300 milioi tona plastiko sortu direla kalkulatzen da.

Hasierako materialak (monomeroak) polimerizatuz sortzen dira plastikoak instalazio kimikoetan, material horiek ia beti petrokimikoak baitira. Plastikoaren ekoizpena ez dago bereziki monopolizatuta, 100 bat enpresak munduko ekoizpenaren % 90 egiten baitute.  Gutxi gorabehera ekoizpen guztiaren erdia Ekialdeko Asian egiten da, eta Txina da ekoizle indibidualik handiena.

Osaera 
Plastikoa ez da material puru gisa saltzen, aizundu gabe, baizik eta beste produktu kimiko eta material batzuekin nahastuta, ezagunak diren gehigarriekin nahastuta, hain zuzen. Horiek prestatzeko fasean gehitzen dira eta egonkortzaileak, plastifikatzaileak eta koloratzaileak bezalako substantziak dituzte, azken produktuaren bizitza erabilgarria, bideragarritasuna edo itxura hobetzeko. Kasu batzuetan,  hainbat plastiko-mota nahastea egiten da, hala nola inpaktu handiko poliestirenoa.

Plastiko termoegonkorren eraketa nahiko sinplea da, likido egoten baitira azken forma hartu arte. Material termoplastikoak lortzeko, plastikoa urtu egin behar da, eta, horretarako, 150–320 °C (300–610 °F) bitartean berotu behar da. Urtutako plastikoa likatsua da eta fluxu laminarra du, eta horrek nahasgaitz bihurtzen du. Beraz, estrusio-ekipoa erabiltzen da konposizioa egiteko. Ekipo hori gai da behar bezala sakabanatutako produktua emateko eta nahasketa ahalbidetzeko.

Gehigarrien kontzentrazioak nahiko txikiak izan ohi dira, baina kantitate handiak gehitu  daitezke Masterbatch-en produktuak sortzeko. Masterbatch pikorrak polimero merkeenarekin nahas daitezke, azken produktu homogeneoa eta hobea emateko. Hori merkeagoa izan daiteke guztiz konposatutako material batekin lan egitea baino.

Bihurketa 
Produktu bukatuak ekoizten dituzten enpresei bihurtzaile deritze (batzuetan, transformadore). Mundu osoan ekoizten diren plastiko gehienak termoplastikoak dira eta moldatu arte berotu behar dira. Plastikoa ia edozein formatara molda dezaketen estrusio-ekipo mota ugari daude.

Film-puztea: Film plastikoak (poltsa eramaileak, estalkiak ekoizteko).

Puzte bidezko moldaketa: Azal meheko objektu hutsak  (edari-botilak, jostailuak) kantitate handitan ekoizteko.

Moldaketa birakaria: Azal lodiko objektu hutsak (IBC tankeak) ekoizteko.

Material termogogorgarriak ekoizteko prozesua zertxobait desberdina da, plastikoak likidoak baitira hasi aurretik eta ondu egin behar baitira produktu solidoak lortzeko, baina, oro har, ekipoaren zati handi bat antzekoa da.

Ingurumen-efektuak 
Plastiko gehienek egitura kimiko iraunkorra dutenez, degradazio naturaleko prozesu askorekiko erresistenteak dira. Material horren zati handi bat mendeetan edo gehiagoan iraun dezake.  Frogatuta dago egitura aldetik antzekoak diren material naturalek irauten dutela, hala nola, anbarrak.

Aurreko mendean sortutako hondakin plastikoen kantitatearen zenbatekoa den estimatu da. Kalkulu baten arabera, 1950eko hamarkadatik plastikozko mila milioi tona hondakin baztertu dira .  Beste batzuek 8.300 milioi tona plastiko metatu direla kalkulatu dute; horietatik 6.300 milioi tona hondakinak dira, eta % 9 baino ez da birziklatzen. 

Ocean Conservancyk jakinarazi zuen Txinak, Indonesiak, Filipinek, Thailandiak eta Vietnamek  itsasora plastiko gehiago isurtzen dutela  beste herrialde guztiek batera baino. Yangtze, Indus, Horia, Hai, Nilo, Ganges, Pearl, Amur, Niger eta Mekong ibaiek munduko kargaren %88-95 garraiatzen dute itsasora. 

Plastikoaren presentzia, bereziki mikroplastikoak, elikadura-katearen barnean. 1960ko hamarkadan mikroplastikoak ikusi ziren itsas hegaztien hesteetan. Eta, hortik aurrera, kontzentrazio handiagoetan aurkitu dira.  Plastikoek elika-katean duten iraupen-denbora luzea ez da ondo ezagutzen. 2009an, hondakin modernoen % 10 plastikoak zirela kalkulatu zen,datu hori herrialdearen arabera aldatzen bada ere.  Bitartean, itsas eremuetan dagoen zaborraren % 50 eta % 80 plastikoak dira. 

Montrealgo Protokoloaren aurretik, CFCak poliestireno plastikoa fabrikatzeko erabili ziren, eta horrek ozono-geruza gutxitzen lagundu zuen.

Ingurumen-efektuak murrizteko, plastikoaren ekoizpena eta erabilera murriztu behar dira.

Mikroplastikoak 
Mikroplastikoak edozein plastiko-motaren  zatiak dira, 5 mm-tik beherakoak (0,20), Administrazio Nazional Ozeanikoaren eta Atmosferikoaren (NOAA)[67][68] eta Substantzia Kimikoen Europako Agentziaren arabera. Kutsadura sortzen dute  ekosistemetan sartuz hainbat iturrietatik, hala nola kosmetikoak, arropa eta industria-prozesuak.

Gaur egun, mikroplastikoen bi sailkapen daude. Mikroplastiko primarioetan sartzen dira ekosisteman sartu aurretik 5,0 mm-ko tamaina edo txikiagoa duten plastikozko zatiak edo partikulak: arropa-mikrozuntzak, mikroperlak eta plastikozko bolatxoak. Bigarren mailako mikroplastikoak produktu plastiko handienen degradaziotik (deskonposiziotik) sortzen dira behin horiek ingurumenean sartu direlarik. Bigarren mailako mikroplastikoen iturri horietan sartzen dira ur eta freskagarrietarako botilak, arrantza-sareak, plastikozko poltsak, mikrouhin-ontziak, te-poltsak eta pneumatikoen higakinak. Jakina da bi mota horiek maila altuan irauten dutela ingurumenean, bereziki uretako eta itsasoko ekosistemetan, horietan ura kutsatzen baita.  Ozeanoko mikroplastiko guztien % 35 ehunetatik/jantzietatik dator, batez ere poliesterrezko, akrilikozko edo nylonezko arroparen higaduragatik, askotan garbitze-prozesuan gertatzen dena. Hala ere, mikroplastikoak airean eta lurreko ekosistemetan ere metatzen dira. Makroplastiko terminoa mikroplastikoak hondakin plastiko handietatik bereizteko erabiltzen da, adibidez plastikozko botiletatik bereizteko.

Plastikoak pixkanaka degradatzen direnez (sarritan ehunka edo milaka urtean),  mikroplastikoek probabilitate handia dute organismo askoren gorputzean eta ehunetan itsasteko, barneratzeko eta metatzeko. Ozeanotik nahiz isurketatik datozen konposatu kimiko toxikoek ere biomagnifikatu dezakete elikadura-katean zehar.  Lurreko ekosistemetan frogatu da mikroplastikoek lurzoruaren ekosistemen bideragarritasuna murrizten dutela eta lur-zizareen pisua murrizten dutela. Mikroplastikoen zikloa eta mugimendua ez dira guztiz ezagunak ingurumenean, baina gaur egun ikertzen ari dira fenomeno horiek. Txinan, geruza sakona duten sedimentu ozeanikoen ikerketa-txostenen arabera (2020), plastikoen asmakuntza baino askoz zaharragoak dira metatze-geruzetan dauden plastikoak eta, horren ondorioz, azal ozeanikoko laginen txostenetan mikroplastikoen gutxiespena dagoela susmatzen da.

Birziklapena 
Plastikoaren birziklapena plastiko-hondakinekin bat produktu berri eta erabilgarri bat ekoizteko prozesatzean datza. Behar bezala egiten denean, zabortegiekiko mendekotasuna murriztu,  ingurumenaren kutsadura gutxitu eta berotegi-efektuko gasen emisioetatik babestu dezake . Birziklatze-tasak handitzen ari diren arren, beste material berreskuragarri batzuen (aluminioa, beira eta papera) atzetik geratzen ari dira. 2015ean, munduko birziklatze-tasa % 19,5ekoa izan zen, % 25,5 erraustu zen, eta gainerako % 55 zabortegira eraman zen.

Birziklatzea beharrezkoa da ia plastiko guztia ez delako biodegradagarria eta, beraz, ingurumenean metatu, eta kalteak eragiten dituelako.

Gaur egun, ia birziklapen guztia artikulu berrietan erabilitako plastikoa nahastuz eta birmoldatuz egiten da; birziklatze mekanikoa deritzo prozesu horri. Horrek polimeroen degradazio kimikoa eragin dezake.

Hondakinen plastikoa berriz ere hasierako produktu kimiko bihur daiteke eta, ondoren, plastiko fresko gisa birprozesa daiteke. Horrek birziklapen handiagoa izateko itxaropena ematen du, baina energia eta kostu handiagoak ditu.

Plastikoaren birziklapena 1970eko hamarkadaren hasieratik defendatu da, baina erronka ekonomiko eta tekniko larriak zirela eta, 1980ko hamarkadaren bukaera arte ez zuen eragin handirik izan.

Klima-aldaketak 
Ikerketen arabera, plastikoak berotegi-efektuko gasen emisiotan baliokide moduan 850 milioi tona (CO2) atmosferara askatzea eragin zuen 2019an. 2030erako, 1.34 bilioi tona aska litezke. 2050erako, plastikoak 56 mila milioi tona berotegi-efektuko gas aska litzake, planetaren gainerako karbono-aurrekontuaren % 14-ra arte.

Plastikoek eragin mistoa dute berotze globalean. Plastikoak petroliotik abiatuta egiten dira normalean eta, beraz, plastikoen ekoizpenak emisio berriak sortzen ditu. Hala ere, plastikoak  arinak eta iraunkorrak direnez beira eta metalekin alderatuta, plastikoak energia gutxiago kontsumi dezake. Adibidez, beiraren edo metalaren ordez PET plastikoan ontziratutako edariek garraio-energiaren % 52 aurrezten dutela kalkulatzen da.

Erreferentziak

Ikus, gainera 
 Polimero

Kanpo estekak 
  600 plastiko baino gehiagoren zerrenda
 Bioplastikoak artikulua

Plastikoak