Plasty

Rozbalit box

Obsah boxu

Plasty, známé také jako plastické hmoty nebo nepřesně umělé hmoty, jsou širokou skupinou syntetických nebo polosyntetických organických polymerních materiálů. Díky své všestrannosti, nízké hmotnosti, odolnosti a nízkým výrobním nákladům se staly jedním z nejpoužívanějších materiálů v moderním světě a masivně nahradily tradiční materiály jako dřevo, sklo nebo kovy. Jejich název je odvozen od jejich klíčové vlastnosti – plasticity, která umožňuje jejich tvarování do téměř libovolných forem. Masové rozšíření plastů po druhé světové válce přineslo revoluci v mnoha odvětvích, ale zároveň vedlo k vážným ekologickým problémům spojeným s jejich likvidací a znečištěním životního prostředí.

⏳ Historie

Ačkoliv jsou plasty vnímány jako moderní materiál, jejich historie sahá až do 19. století.

Přírodní polymery: Již ve středověku lidé využívali přírodní polymery, jako je rohovina ze zvířat, kterou po namočení a zahřátí tvarovali.
První polosyntetický plast: Za první uměle vyrobený plast je považován parkesin, forma nitrátu celulózy, který v roce 1855 vynalezl Angličan Alexander Parkes. Tento materiál, později známý jako celuloid, byl vyvinut jako náhrada za drahou slonovinu, například při výrobě kulečníkových koulí.
První plně syntetický plast: Skutečnou revoluci odstartoval v roce 1907 belgicko-americký chemik Leo Baekeland, který vynalezl bakelit. Jednalo se o první plně syntetický plast (reaktoplast) vyrobený polykondenzací fenolu a formaldehydu. Díky své nevodivosti a tepelné odolnosti našel uplatnění v elektrotechnice a automobilovém průmyslu.
Vzestup ve 20. století: Během 20. století došlo k objevu a masové výrobě mnoha dnes běžných plastů, včetně polyvinylchloridu (PVC) ve 20. letech, nylonu (1935) a polyethylenu (1939).
Doba plastová: Po druhé světové válce se plasty staly levnou a dostupnou náhradou tradičních materiálů a jejich produkce exponenciálně vzrostla. PET lahev byla patentována v roce 1973 a rychle se stala dominantním obalem pro nápoje.
Environmentální obavy a recyklace: S rostoucím množstvím plastového odpadu začaly v 90. letech sílit snahy o jeho recyklaci. První PET lahev byla úspěšně zrecyklována na počátku 90. let, což odstartovalo éru třídění a zpracování plastového odpadu.

⚛️ Dělení a druhy plastů

Plasty lze dělit podle několika kritérií. Základní dělení je podle jejich chování při zahřívání.

Podle teplotního chování

Termoplasty: Tyto plasty při zahřátí měknou a stávají se tvárnými. Tento proces je vratný, což znamená, že je lze opakovaně tavit a tvarovat. Tvoří většinu běžně používaných plastů.
- Příklady: Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyethylentereftalát (PET), Polyvinylchlorid (PVC), Polystyren (PS).
Reaktoplasty (termosety): Po prvním zahřátí a vytvarování dojde k chemické reakci (zesíťování), která materiál nevratně vytvrdí. Nelze je znovu roztavit a tvarovat. Jsou typicky tvrdé a odolné.
- Příklady: Bakelit, epoxidové pryskyřice, polyesterové pryskyřice.
Elastomery: Tyto materiály se vyznačují vysokou pružností, podobně jako guma. Lze je výrazně deformovat, ale poté se vrátí do původního tvaru.

Podle struktury

Amorfní plasty: Mají neuspořádanou (sklovitou) strukturu molekulárních řetězců. Bývají průhledné.
Semikrystalické plasty: Mají částečně uspořádanou strukturu, kde se střídají krystalické a amorfní oblasti. Bývají houževnatější a neprůhledné.

Běžně používané druhy plastů

Každý typ plastu má specifické vlastnosti a využití, často je označen recyklačním symbolem s číslem:

PET (Polyethylentereftalát): Pevný, čirý a odolný. Používá se hlavně na výrobu nápojových lahví a potravinových obalů.
HDPE (Vysokohustotní polyethylen): Pevnější a hustší než LDPE. Využívá se na výrobu obalů na čisticí prostředky, kanystrů, trubek nebo nákupních tašek.
PVC (Polyvinylchlorid): Může být tvrdý i měkčený. Používá se na okenní rámy, podlahové krytiny, trubky, izolace kabelů.
LDPE (Nízkohustotní polyethylen): Měkký a ohebný. Typické využití zahrnuje fólie, sáčky a různé pružné obaly.
PP (Polypropylen): Odolný vůči teplu a chemikáliím. Nachází se v automobilových dílech, obalech na potraviny (kelímky), zahradním nábytku.
PS (Polystyren): Může být pevný (kelímky, hračky) nebo pěnový (izolace, obalový materiál).

🏭 Výroba a zpracování

Výroba plastů je komplexní proces, který začíná u základních surovin a končí finálním výrobkem.

Suroviny

Hlavním zdrojem pro výrobu plastů jsou fosilní suroviny jako ropa a zemní plyn. Tyto suroviny procházejí v rafineriích procesem destilace, při kterém se oddělují jednotlivé frakce. Z nich se následně chemickými procesy (např. krakováním) získávají základní stavební jednotky – monomery (např. ethen, propen).

Polymerace

Klíčovým krokem je polymerace, při které se molekuly monomerů spojují do dlouhých řetězců, zvaných polymery. Tento proces vytvoří základní plastový materiál, který má obvykle formu granulátu, prášku nebo kapaliny.

Aditiva

Do základního polymeru se často přidávají různé přísady (aditiva) pro vylepšení vlastností výsledného materiálu. Mezi ně patří:

Změkčovadla: Zvyšují pružnost a ohebnost.
Stabilizátory: Chrání plast před degradací vlivem tepla nebo UV záření.
Plniva: Zvyšují pevnost nebo snižují cenu (např. skleněná vlákna, křída).
Barviva: Dodávají materiálu požadovanou barvu.

Technologie zpracování

Z připravené plastové hmoty se finální výrobky tvoří různými technologiemi:

Vstřikování: Roztavený plast je pod vysokým tlakem vstříknut do formy. Je to nejrozšířenější metoda pro hromadnou výrobu složitějších dílů (např. hračky, automobilové díly).
Vytlačování (extruze): Roztavený plast je kontinuálně tlačen skrz formovací trysku. Vyrábí se tak profily, trubky, desky a fólie.
Vyfukování: Používá se pro výrobu dutých těles, jako jsou lahve a kanystry.
Válcování a lisování: Využívá se pro výrobu desek a fólií.

🌍 Využití v praxi

Plasty jsou díky své variabilitě vlastností všudypřítomné a nacházejí uplatnění téměř ve všech oblastech lidské činnosti.

Obalový průmysl: Tvoří největší podíl využití plastů. Lehké, odolné a levné obaly chrání potraviny před zkažením, prodlužují jejich trvanlivost a usnadňují transport. (např. PET lahve, fólie, kelímky).
Stavebnictví: Plasty se používají jako izolační materiály (pěnový polystyren), okenní rámy a potrubí (PVC), podlahové krytiny a nátěry.
Automobilový průmysl: Díky nízké hmotnosti plastů se snižuje hmotnost vozidel a tím i spotřeba paliva. Používají se na nárazníky, palubní desky, interiérové díly a součásti motoru.
Elektronika: Plasty slouží jako izolanty a kryty pro elektronická zařízení, jako jsou mobilní telefony, počítače a domácí spotřebiče.
Zdravotnictví: Sterilizovatelné a jednorázové plastové výrobky (injekční stříkačky, infuzní vaky, rukavice) jsou klíčové pro hygienu a prevenci infekcí. Plasty se také používají na výrobu implantátů, kloubních náhrad nebo kontaktních čoček.
Textilní průmysl: Syntetická vlákna jako polyester, nylon nebo polyamid se používají pro výrobu oděvů, které jsou trvanlivé, rychleschnoucí a nemačkavé.
Zemědělství a domácnost: V zemědělství se plasty využívají na fóliovníky a zavlažovací systémy. V domácnostech jsou z nich vyrobeny hračky, nábytek, nádobí a nespočet dalších produktů.

♻️ Ekologické dopady a recyklace

Masová produkce a spotřeba plastů, zejména těch jednorázových, představuje vážnou ekologickou zátěž.

Problémy s plastovým odpadem

Dlouhá doba rozkladu: Plasty se v přírodě rozkládají stovky let, což vede k jejich hromadění na skládkách a v ekosystémech.
Znečištění oceánů: Odhaduje se, že do světových oceánů se ročně dostane 8–12 milionů tun plastů, které tvoří obrovské plovoucí "ostrovy" odpadu a ohrožují mořské živočichy.
Mikroplasty: Působením vnějších vlivů se větší kusy plastu rozpadají na malé částice zvané mikroplasty. Tyto částice kontaminují vodu, půdu i vzduch a dostávají se do potravního řetězce.
Závislost na fosilních zdrojích: Výroba plastů spotřebovává neobnovitelné zdroje – ropu a zemní plyn.

Recyklace plastů

Recyklace je proces, při kterém se z odpadních plastů vyrábí nové produkty. Snižuje potřebu primárních surovin, šetří energii a omezuje množství odpadu na skládkách.

Proces recyklace: Sebraný plastový odpad se nejprve na třídicích linkách rozdělí podle druhu. Poté se čistí, drtí a mele na menší kousky, které se následně přetaví na tzv. regranulát. Tento materiál slouží jako surovina pro výrobu nových produktů.
Typy recyklace:
- Mechanická recyklace: Nejběžnější metoda, při které se plastový odpad mechanicky zpracovává (drcení, tavení). Kvalita recyklátu se však s každým cyklem snižuje.
- Chemická recyklace: Pokročilejší metoda, která rozkládá plasty zpět na základní chemické látky (monomery). Ty lze následně použít k výrobě nových plastů o stejné kvalitě jako původní. Tato technologie je stále ve vývoji.
Využití recyklátu: Z recyklovaných plastů se vyrábí široká škála produktů, jako jsou textilní vlákna (např. do fleecových bund), výplně do spacáků, zahradní nábytek, odpadkové koše, protihlukové stěny nebo nové obaly.

V Evropské unii se v roce 2023 zrecyklovalo 42,1 % plastových obalových odpadů. Česko patří v recyklaci plastových obalů k nadprůměrným zemím EU.

Legislativa a nové trendy

V reakci na plastovou krizi přijímá mnoho zemí a mezinárodních organizací opatření k omezení plastového odpadu. Evropská unie například zakázala některé jednorázové plastové výrobky (brčka, příbory, talíře) a stanovila cíle pro recyklaci a povinný podíl recyklátu v nových výrobcích. Očekává se, že v roce 2025 bude přijata globální dohoda OSN o plastech.

🌱 Alternativy a budoucnost

Výzkum a vývoj se intenzivně zaměřuje na hledání udržitelnějších alternativ ke konvenčním plastům.

Bioplasty: Jedná se o plasty, které jsou buď vyrobeny z obnovitelných zdrojů (bio-based), nebo jsou biologicky rozložitelné (biodegradable), případně obojí.
- Bio-based plasty: Vyrábějí se z biomasy, jako je kukuřice, cukrová třtina nebo brambory (např. PLA - kyselina polymléčná). Jejich výhodou je nižší uhlíková stopa při výrobě.
- Biodegradabilní plasty: Tyto plasty se za specifických podmínek (např. v průmyslových kompostárnách) dokáží rozložit na přírodní látky. Jejich správná likvidace je však klíčová, protože v běžném prostředí se rozkládat nemusí a mohou kontaminovat tradiční recyklační toky.
Cirkulární ekonomika: Cílem je udržet plasty co nejdéle v oběhu prostřednictvím designu výrobků pro snadnou recyklaci, opakovaného používání (re-use) a efektivních recyklačních systémů.
Pokročilé technologie: Rozvoj chemické recyklace a dalších inovativních technologií slibuje efektivnější zpracování směsných a znečištěných plastů, které jsou dnes obtížně recyklovatelné.

🤔 Plasty pro laiky

Představte si plasty jako stavebnici z lega. Základní surovinou je nejčastěji ropa, ze které se v továrně vyrobí miliony a miliony malinkatých, stejných kostiček – to jsou monomery.

Když tyto kostičky pospojujete do dlouhého řetězu, vznikne polymer – a to je vlastně základní plast. Podle toho, jaké kostičky použijete a jak je pospojujete, vzniknou různé druhy plastů s odlišnými vlastnostmi:

PET lahev: Je jako řetěz z pevných, průhledných kostiček, které do sebe pevně zapadají. Proto je lahev pevná a udrží nápoj.
Igelitový sáček: Je naopak z řetězu ohebných a tenkých kostiček, proto je sáček měkký a dá se snadno zmuchlat.
Pěnový polystyren: Tady jsou kostičky poskládané tak, že je mezi nimi spousta vzduchu. Proto je polystyren lehký a dobře izoluje teplo.

Problém nastává, když se tato "plastová stavebnice" dostane do přírody. Na rozdíl od jablka, které shnije, se plastové řetězy nerozpadají stovky let. Jen se pomalu drolí na menší a menší kousky (mikroplasty), které znečišťují planetu. Proto je tak důležité plasty třídit – v recyklační továrně se tyto řetězy zase "roztaví" a použijí na výrobu nových věcí, jako byste rozebrali starou stavbu z lega a postavili z ní novou.

📊 Zajímavosti a statistiky

Prvním plně syntetickým plastem byl bakelit, vynalezený v roce 1907.
Celosvětová roční produkce plastů přesahuje 320 milionů tun.
Největším producentem plastového odpadu z obalů je společnost The Coca-Cola Company.
Průměrný Evropan vyprodukuje ročně téměř 36 kg odpadu z plastových obalů.
Nákupní taška z HDPE plastu má až 100krát nižší uhlíkovou stopu než papírová taška.
Salátová okurka zabalená v plastové fólii vydrží čerstvá až 20 dní, zatímco nezabalená jen 3 dny.
Okénka v letadlech se vyrábějí z polymetylmetakrylátu (PMMA), známého jako plexisklo.
V roce 2024 každý obyvatel Česka vytřídil v průměru 18,1 kg plastového odpadu.

Zdroje

Wikipedie: Plast Samosebou.cz: Historie plastů – od pravěku po současnost WasteTrade: Historie plastů ECOFOL Blog: Výroba a zpracování plastů stručně a jednoduše Multiplast: Rozdělení a charakteristika plastů Ministerstvo životního prostředí: Plasty dTest: Co jsou bioplasty, kde je najít a jak k nim přistupovat Evropský parlament: Plastový odpad a jeho recyklace v EU ČAOH: Eurostat: ČR je na sedmé příčce v recyklaci plastových obalů Samosebou.cz: Třídění a recyklace plastů v roce 2024 Statistika a my: Produkce plastů v EU zůstává vysoká