Hoe worden kunststoffen geproduceerd?
Plastic is het meest veelzijdige en meest gebruikte synthetische materiaal dat momenteel op de markt is. Het zijn polymeren, dat wil zeggen grote moleculen (molecuulgewicht ~ 10.000 +) die bestaan uit lange zich herhalende ketens van kleinere moleculen (molecuulgewicht ~ 100) bekend als monomeren. Gebruikelijke monomeren die worden gebruikt bij de productie van kunststoffen, zoals vinylacetaat, styreen, butadieen en vinylchloride, worden geëxtraheerd uit ruwe olie of aardgas. Monomeren vallen in de klasse van chemicaliën die bekend staan als petrochemicaliën.
Kunststoffen worden geproduceerd met behulp van een proces dat polymerisatie wordt genoemd, waarbij vele duizenden monomeren worden samengevoegd om een polymeerketen te vormen. Monomeren zijn gemaakt van atomen zoals chloor, stikstof, zuurstof, waterstof en zwavel. Monomeren worden gemakkelijk gewonnen uit overvloedige organische bronnen, maar naarmate de prijs van ruwe olie stijgt, stijgt ook de prijs van kunststoffen.
Er zijn twee hoofdsoorten kunststof; thermohardende kunststoffen en thermoplasten. Beide worden geproduceerd door vloeibare monomeren in een mal te gieten waar ze polymerisatie ondergaan. Thermohardende kunststoffen zijn permanent eenmaal gevormd - ze vervormen niet onder hitte. Thermoplastics zullen onder hitte smelten en kunnen herhaaldelijk worden hervormd. Het polymerisatieproces verhoogt het molecuulgewicht van de samenstellende moleculen, waardoor vloeibare monomeren vaste polymeren worden. (Toename van het molecuulgewicht ondergaat de stof een faseverandering.)
Tijdens het vormproces wordt de monomeersoep oververhit en gecondenseerd onder vele atmosferen die druk waard zijn. Dit veroorzaakt polymerisatie en zorgt ervoor dat de kunststof solide en uniform is, zonder interne luchtbellen (een groot probleem dat in de begindagen van kunststoffen moest worden omzeild). Het resultaat is een afgewerkt plastic product. Bekende kunststoffen zijn Bakelite®, nylon, PVC, synthetisch rubber, acryl, polyethyleen (Tupperware®), Formica® en Teflon®. Het nadeel van hun kunststoffen is hun impact op het milieu. Ze hebben vele duizenden (of zelfs miljoenen) jaren nodig om biologisch af te breken. In de afgelopen decennia is het recyclen van kunststoffen aangemoedigd, hoewel tegenwoordig slechts ongeveer 5% van de kunststoffen in de VS daadwerkelijk wordt gerecycled.