История нефти. «Чёрное золото» – универсальный продукт

Производство синтетических пластмасс основано на реакциях исходных веществ, выделяемых из угля, нефти или природного газа, таких, к примеру, как бензол, этилен, фенол, ацетилен и других.

В настоящее время на нефтеперерабатывающем заводе сырая нефть нагревается в печи, и углеводороды разделяются на разные группы, а затем их подают в дистилляционную трубу. Внутри неё более тяжёлые углеводороды опускаются на дно, а более лёгкие поднимаются вверх. В результате сырая нефть разделяется на несколько отдельных фракций, таких как нефть, бензин и парафин, каждая из которых содержит углеводороды одинакового веса и длины. Одна из этих фракций – более лёгкая летучая нафта, которая станет основным сырьём для производства пластика.

Два из множества содержащихся в ней углеводородов – это этан и пропен. Сначала их разбивают на более мелкие единицы, мономеры. Из этана получается этилен, из пропена – пропилен. Потом их полимеризуют, то есть из мономеров делают полимеры. Получаются полиэтилен и полипропилен, два самых распространенных и широко производимых полимера на Земле.

Состав полиэтилена позволяет использовать его для изготовления пластиков разной плотности, он может быть и хрупким, и прочным. Полипропилен – гибкий и эластичный. И именно из этих материалов делаются предметы одноразового использования, такие как картон для молока, пластиковая обёртка, трубочки для питья, бутылки с водой, пакеты для покупок, контейнеры для шампуня или других жидкостей и т. п.

Другие типы углеводородов выделяются и расщепляются из нефти и природного газа и также используются для производства пластика. Полимеры могут состоять из одного повторяющегося мономера, как в полиэтилене и полипропилене, или могут включать комбинации нескольких типов мономеров.

Кроме того, полимерные цепи могут обработать различными способами и смешать с различными добавками (антиоксидантами, пенообразователями, пластификаторами, антипиренами), которые позволяют им выполнять множество функций и делают пластмассы универсальными.

Практически сразу же промышленное производство полимеров проходило в двух направлениях – путём переработки природных органических полимеров в искусственные полимерные материалы и путём получения синтетических полимеров.

Природные органические полимеры делаются на основе целлюлозы. Первый из них – описанный выше целулоид. Крупномасштабное производство простых и сложных эфиров целлюлозы было организовано до и после Второй мировой войны и существует до настоящего времени. На их основе производят плёнки, волокна, лакокрасочные материалы и загустители.

Производство синтетических полимеров началось с изобретения бакелита. В течение десятилетий он применялся для изготовления корпусов электротехнических приборов, аккумуляторов, телевизоров, розеток и т. п., а в настоящее время чаще используется как связующее и адгезивное вещество.

Благодаря усилиям Генри Форда перед Первой мировой войной началось бурное развитие автомобильной промышленности сначала на основе натурального, затем – и синтетического каучука. Потом, лет через 20, это производство было освоено в Советском Союзе, Англии, Германии. В эти же годы появилось промышленное производство полистирола и поливинилхлорида, являющихся прекрасными электроизолирующими материалами, а также полиметилметакрилата – основы оргстекла.

После войны возобновилось производство полиамидного волокна и тканей (капрон, нейлон), начатое ещё до войны. В 50-х годах XX века было разработано полиэфирное волокно и освоено производство тканей на его основе под названием лавсан или полиэтилентерефталат. Полипропилен и нитрон – искусственная шерсть из полиакрилонитрила – тоже входят в список синтетических волокон, которые использует современный человек для одежды и производственной деятельности.

В середине 1950-х годов появились полимерные материалы на основе полиолефинов и прежде всего полипропилена и полиэтилена низкого давления, а также стереорегулярных полимеров, способных к кристаллизации. Затем были внедрены в массовое производство полиуретаны, поролон и полисилоксаны.

При этом пластик практически не разлагается в природе. Он может лежать столетиями. А если он все-таки распадается под воздействием солнечного света, воды и ветра, то выбрасывает содержащиеся внутри парниковые газы, а также выщелачивающие химические вещества, добавляемые в процессе производства, обратно в окружающую среду. И это в любом случае оборачивается экологической катастрофой. И когда он не разлагается, и когда он разлагается.

Помочь может производство биоразлагаемого пластика. Причем его не обязательно делать из биологических источников, таких как кукурузный крахмал. Его надо делать из полимеров, которые могут достаточно эффективно разрушаться микробами в воде и почве.

Уже сейчас полилактиды используются для изготовления одноразовых предметов, таких как чашки, столовые приборы и трубочки, которые могут более эффективно разлагаться при попадании в окружающую среду.