Откуда люди знают о том,что пластиковые пакеты разлагаются четыреста лет,если тогда их ещё не было?

7451
3
1
28 октября
21:48
октябрь
2015

При описании реакций разложения используется линейное дифференциальное уравнение первого порядка, решением которого является экспонента A*exp(-t/T), где T - период полураспада - время, за которое разлагается половина исходного вещества. Таким образом, если у нас изначально был килограмм пластика, спустя время T его останется только 0.5 кг, еще спустя T - 0.25 кг, и так далее. Несложно догадаться, что полного разложения по этому уравнению нельзя дождаться за конечное время (ведь скорость постоянно уменьшается с уменьшением количества вещества), так что, говоря "пластик разложится", мы подразумеваем, что его масса уменьшится в определенное количество раз, желательно очень большое. В настоящее время принято, что "срок разложения" равен 10 периодам полураспада. И в самом деле, за 10 этих периодов масса исходного пластика уменьшится в 2^10 = 1024 раза! То есть от каждого килограмма мусора останется менее грамма.

Так вот, чтобы определить период полураспада, достаточно пронаблюдать систему какое-то время (скажем, несколько недель или месяцев), написать дифференциальное уравнение, решить его и умножить период полураспада на 10. В случае большинства используемых пластмасс (для бутылок и контейнеров это ПЭТ) он равен 40-50 лет, вот и считается, что пластик распадется через 400 лет.

56
9
ноябрь
2015

В 1953 году немецкий химик Карл Циглер улучшил катализатор для производства полиэтилена, после чего полиэтилен начали выпускать промышленно. А в 1954 году Джулио Натта впервые получил полипропилен. Так что, промышленное производство синтетических полимеров (пластиков) началось только лишь в 1950-х годах.

К настоящему моменту даже самые старые из них, которым сейчас всего-то 60 лет, не разложились в естественных условиях. Поэтому точно сказать, сколько будет разлагаться в природе полиэтилен или полипропилен невозможно, но… есть физическая химия, которая может подсказать примерные цифры.

Во-первых, есть правило Вант-Гоффа, которое гласит, что при повышении температуры на 10 градусов, скорость химических процессов увеличится в 2-4 раза. Если мы нагреем пластик с 25 до 45 градусов, то увеличим скорость его разложения в 4-16 раз. Чтобы рассчитать скорость точнее нужно применить уравнение Аррениуса.

Основной механизм разрушения полиолефинов (полиэтилена и полипропилена) в природе – окисление кислородом воздуха. Поэтому если поместить пленку в закрытый сосуд, закачать туда кислород и нагреть до 80-90 градусов, то мы получим почти то же самое разложение, что и в природе, только быстрее примерно в 2000-4000 раз. Такие научные эксперименты по термическому окислению полимеров применяются где-то с 1970-х годов.

В зависимости от вида полиэтилена, получают разные цифры по срокам его деструкции, обычно от 100 до 400 лет. Срок деструкции полипропилена при постоянной плюсовой температуре (в помещении) примерно такой же, как и у полиэтилена, но он растрескивается при температуре ниже -5 оС. Так что, если разложение проходит в естественных условиях, в климате, где есть зима и лето, то скорость его деструкции гораздо выше. Остальные синтетические полимеры разлагаются чуть быстрее, за 30-80 лет.

На скорость разложения влияет много факторов: тип полимера, температура, наличие микроорганизмов, влаги и прямых солнечных лучей.

24
0
март
2016

Полиэтилен это сигма и пи связь С2Н2. =С2Н2=С2Н2=С2Н2=. Так наглядно выглядит формула полиэтилена. Так вот. С- это углерод. Методом радиуглеродного анализа можно узнать, за сколько лет полностью распадается углерод.

-2
1
Если вы знаете ответ на этот вопрос и можете аргументированно его обосновать, не стесняйтесь высказаться
Ответить самому
Выбрать эксперта