近日,国家发改委、生态环境部等九部门联合印发《关于扎实推进塑料污染治理工作的通知》,提出自明年1月1日起,在直辖市、省会城市、计划单列市城市建成区的商场、超市、药店、书店等场所,餐饮打包外卖服务以及各类展会活动中,禁止使用不可降解塑料购物袋,但是暂不禁止连卷袋、保鲜袋和垃圾袋。
同时,明年起全国禁止生产和销售一次性塑料棉签、一次性发泡塑料餐具;全国餐饮行业禁止使用不可降解一次性塑料吸管,但是牛奶、饮料等食品外包装自带的吸管暂不禁止。
塑料是一种很轻的物质,用很低的温度加热就能使它变软,随心所欲地做成各种形状的东西。塑料制品色彩鲜艳,重量轻,不怕摔,经济耐用,它的问世不仅给人们的生活带来了诸多方便,也极大地推动了工业的发展。
但是,塑料包装材料有一个致命的弱点,即其自然降解时间长,有的长达100年以上。塑料的不易降解性,导致其废弃物长期存在下去。而且,往往消费一次即被丢弃,故塑料包装废弃物成为一个越来越突出的环境问题,形成了所谓的“白色污染”,对人类生存环境造成很大压力。
塑料的发明已经100多年,如果说当时人们为它们的诞生欣喜若狂,现在却不得不为处理这些充斥在生活中,给人类生存环境带来极大威胁的东西而煞费苦心了。有多个国家与地区出台“限塑令”,禁止白色污染。
事实上,早在6月,我国就开始施行“限塑令”,但从10多年的执行情况来看,显然差强人意。随着外卖餐饮和快递行业的迅速发展,“限塑令”已沦为一种摆设。基于此,我国推进新版“限塑令”,并列出了时间表:到底,将禁止生产和销售部分塑料制品。
塑料在跌宕起伏中,既走上过神坛,又曾被人人喊打,但是它依然是近代以来对人类发展做出重要贡献的新材料。今天我们就来看看塑料的诞生以及发展史吧。
塑料的诞生
1845年,居住在瑞士西北部城市巴塞尔的化学家塞伯坦一次在家中做实验时,不小心碰到了桌上的浓硫酸和浓硝酸,他急忙拿起妻子的布围裙去擦拭桌上的混合酸。忙乱之后,他将围裙挂到炉子边烤干,不料围裙“噗”的一声烧了起来,顷刻间化为灰烬。塞伯坦带着这个“重大发现”回到实验室,不断重复发生“事故”。经过多次试验,塞伯坦终于找到了原因:原来布围裙的主要成分是纤维素,它与浓硝酸及浓硫酸的混合液接触,生成了硝酸纤维素脂,这就是后来应用广泛的硝化纤维。
塞伯坦发现硝化纤维的可塑性,而且,用它制造出来的东西还不透水。他饶有兴趣的用它制造了一些美丽的饭碗、杯子、瓶子和茶壶。他很欣赏自己的这些杰作,还特意写信给自己的好友着名科学家法拉第这个意外收获。可惜当时法拉第并未在意,直到一名摄影师的出现。
摄影师亚历山大·帕克斯有许多爱好,摄影是其中之一。19世纪时,人们还不能够像今天这样购买现成的照相胶片和化学药品,必须经常自己制作需要的东西。所以每个摄影师同时也必须是一个化学家。摄影中使用的材料之一是“胶棉”,它是一种“硝棉”溶液,亦即在酒精和醚中的硝酸盐纤维素溶液。当时它被用于把光敏的化学药品粘在玻璃上,来制作类似于今天照相胶片的同等物。
在19世纪50年代,帕克斯查看了处理胶棉的不同方法。一天,他试着把胶棉与樟脑混合。使他惊奇的是,混合后产生了一种可弯曲的硬材料。帕克斯根据自己的名字,命名该物质为“帕克辛”(Parkesine),这就是世界上最早发明的热塑性塑料——即加热后可以变软的塑料。帕克斯用“帕克辛”制作出了各类物品:梳子、笔、纽扣和珠宝印饰品,并参展了1862年的伦敦世博会,帕克斯因此获得了铜奖。
但帕克斯发明的这种来源于天然植物材料得到的塑料,因为不能够实现工业化生产,造价昂贵,不能普及。此外,这种产品使用一小段时间后,很快就发生变形和开裂现象。
塑料工业化
“帕克辛”因为材料原因并不能够实现工业化生产,直到1868年才出现了转机。
爱好体育的人都知道台球,过去的台球大多是有钱阶层的娱乐活动,到19世纪,在美国已非常盛行。那时的台球是用象牙做的,显得很高雅。但当时非洲的大象不断减少,美国差不多完全得不到象牙来制作台球,这可愁坏了台球制造厂的老板。于是宣布:谁能发明一种代替象牙做台球的材料,谁就能得到1万美元的奖金。这在当时可不是一笔小数目。
有句话叫“重赏之下必有勇夫”,虽不完全符合事实,但的确有点儿刺激性。1868年,在美国的阿尔邦尼地方有一位叫约翰·海厄特的人,他本是一位印刷工人,但对台球也很感兴趣,于是他决定发明出一种代替象牙制作台球的材料。他夜以继日地冥思苦想。开始他在木屑里加上天然树脂虫胶,使木屑结成块并搓成球,样子倒像象牙台球,但一碰就碎。以后又不知试了多少东西,但都没有找到一种又硬又不易碎的材料。
功夫不负有心人,一天,他发现做火药的原料硝化纤维在酒精中溶解后,再将其涂在物体上,干燥后能形成透明而结实的膜。他就想把这种膜凝结起来做成球,但在试验时一次又一次地失败了。要说海厄特真是个不屈不挠的人,他并不灰心,仍然一如既往地进行探索,终于在1869年发现,当在硝化纤维中加进樟脑时,硝化纤维竟变成了一种柔韧性相当好的又硬又不脆的材料。在热压下可成为各种形状的制品,当真可以用来做台球。他将它命名为“赛璐珞”。
据说海厄特并没有得到1万美元的奖金。但对他来说这是小事一桩,因为这时他已成了一个大发明家,他准备用自己的发明获得更多的效益。1872年,他在美国纽瓦克建立了一个生产赛璐珞的工厂,除用来生产台球外,还用来做马车和汽车的风挡及电影胶片,从此开创了塑料工业的先河。1877年,英国也开始用赛璐珞生产假象牙和台球等塑料制品。后来海厄特又用赛璐珞制造箱子、纽扣、直尺、乒乓球和眼镜架。
从此,各种不同类型的塑料层出不穷,已经工业化的塑料就有300多种,常用的有60多种,至于用这些塑料生产出的形形色色的产品,那就数都数不清,遍及国民经济的所有部门。
塑料的发展
早期的塑料容易着火,这就限制了用它制造产品的范围。直到耐高温的塑料“贝克莱特”诞生。
与赛璐珞不同的是,赛璐珞来自化学处理过的胶棉以及其他含纤维素的植物材料,而酚醛塑料是世界第一种完全合成的塑料。贝克兰将它用自己的名字命名为“贝克莱特”(Bakelite)。他很幸运,英国同行詹姆斯·斯温伯恩爵士只比他晚一天提交专利申请,否则英文里酚醛塑料可能要叫“斯温伯莱特”。1909年2月8日,贝克兰在美国化学协会纽约分会的一次会议上公开了这种塑料。
酚醛塑料绝缘、稳定、耐热、耐腐蚀、不可燃,贝克兰自称为“千用材料”。特别是在迅速发展的汽车、无线电和电力工业中,它被制成插头、插座、收音机和电话外壳、螺旋桨、阀门、齿轮、管道。在家庭中,它出现在台球、把手、按钮、刀柄、桌面、烟斗、保温瓶、电热水瓶、钢笔和人造珠宝上。这是20世纪的炼金术,从煤焦油那样的廉价产物中,得到用途如此广泛的材料。
1924年《时代》周刊的一则封面故事称:那些熟悉酚醛塑料潜力的人表示,数年后它将出现在现代文明的每一种机械设备里。1940年5月20日的《时代》周刊则将贝克兰称为“塑料之父”。当然,酚醛塑料也有缺点,它受热会变暗,只有深褐、黑或暗绿3种颜色,而且容易摔碎。
20世纪30年代,尼龙问世了,被称为是“由煤炭、空气和水合成,比蜘蛛丝细,比钢铁坚硬,优于丝绸的纤维”。尼龙的出现使纺织品的面貌焕然一新,它的合成是合成纤维工业的重大突破,同时也是高分子化学的一个非常重要里程碑。
它们的出现为此后各种塑料的发明和生产奠定了基础。由于第二次世界大战中石油化学工业的发展,塑料的原料以石油取代了煤炭,塑料制造业也得到飞速的发展。
来源:非常历史 文/蒙眼布