Mizející polystyren
14. 3. 2009
Polystyren je běžně dostupný – tento plast je lehounký, výborně tepelně izoluje a navíc je levný. Vzhledem k těmto skutečnostem se ho v České republice vyrobí milióny metrů krychlových za rok, aby posloužil jako izolace v našich domech, jako obal při dopravě zboží i jako hrneček na kávu na jedno použití. Ale co to vlastně polystyren je? Odkud pochází a jak se recykluje? Michael nás provede základními údaji týkajícími se polystyrenu a dokonce nám ukáže chemický trik, který přinutí polystyren zmizet!
Michael: Jedním z nejběžnějších dnešních materiálů je všudypřítomný polystyren. Díky svým vlastnostem a dostupnosti má mnoho použití ve světě kolem nás.
Filip: Polystyren se používá například k izolaci našich domů. Zabraňuje úniku tepla ven a šetří tak palivo i peníze za energii.
Michael: A nezapomeňte na polystyrenové pohárky. Izolační vlastnosti polystyrenu udržují můj čaj horký a zároveň chrání mé ruce, abych se neopařil.
Filip: A samozřejmě všichni dobře známe polystyrenové obaly křehkých předmětů.
Michael: Přizpůsobivá povaha udělala z polystyrenu jeden z nejoblíbenějších materiálů.
Filip: Ale co to vlastně je – polystyren?
Michael: Polystyren se vyrábí z této sloučeniny. Jmenuje se styren a je to vedlejší produkt petrochemického průmyslu. A toto je jeho chemická struktura. Benzenové jádro, obsahující šest atomů uhlíku a na něj napojená vinylová skupina.
Michael: Under the right conditions the double bond in the vinyl group breaks and inserts into another molecule of styrene. This reaction can occur many thousands of times to form a long polymer chain of styrene molecules that we call polystyrene.
Za správných podmínek se dvojitá vazba ve vinylové skupině přeruší a spojuje se s další molekulou styrénu. Tato reakce probíhá tisíckrát za sebou a vzniká tak dlouhý polymerový řetězec styrenových molekul. To je polystyren.
Během této syntézy můžeme do hmoty vhánět vzduch a získáme tak polystyrenovou pěnu. Rostoucí polymer zadržuje v uzavřených kapsičkách vzduch. Konečný produkt je z devadesáti pěti procent vzduch a z pěti procent polystyren. Polystyren se dá znovu použít. V kombinaci s jinými recyklovanými plasty se dají z něj vyrobit například květináče nebo dětské hračky.Jednou z vlastností polystyrenových obalů je to, že se nedají snadno stlačit.
Je to užitečné, když chceme něco ochránit před rozmačkáním nebo polámáním. Jenže co když chceme tyto obaly vyhodit na skládku?
Filip: Nesesbíraný, vyřazený polystyren je nepříjemným problémem pro naše životní prostředí.
Michael: Polystyren se totiž v přírodě nerozkládá a odolává i rozkladu světlem.
Filip: Je lehký, a tak jej vítr může roznést do širokého okolí.
Michael: Můžeme s tím vším něco udělat?
Míša: Teda kluci, co to zase nesete?
Filip: Ale snažíme se dělat něco pro životní prostředí. Ale budeme potřebovat tohle.
Míša: Tohle? To je můj odlakovač. Na co vám to bude dobré?
Filip: No samozřejmě ne pro mé nehty. Ale tvůj odlakovač obsahuje chemickou látku, kterou potřebujeme.
Michael: Nazývá se aceton a vypadá takto:
In the middle a carbon-oxygen group that we call a ketone and on either side a methyl, CH3, group.
Skupina uhlík-kyslík uprostřed molekuly, která se jmenuje keton, a na druhé straně je to metyl – skupina CH3.
Toto uspořádání atomů vytváří z acetonu polární molekulu, tedy kladněji nabitou zde dole a záporněji nabitou nahoře.
This polarity makes acetone a wonderful solvent.
Tato polarita činí z acetonu skvělé rozpouštědlo.
A právě tuto vlastnost teď chceme využít.
Filip: Do skleněné nádobky nalijeme trochu odlakovače, obsahujícího aceton.
Michael: A pomalu do něj ponoříme kousek polystyrenu. Filipe, přidej se.
Filip: Budete překvapeni, jakou rychlostí polystyren mizí. Neuvěřitelné.
Michael: To je rychlost, co?
Michael: A teď acetonová show začíná.
Michael: Kam to mizí? Řeknete mně? Nebo je to jenom kouzlo?
Filip: A teď to hlavní – naše hlava.
Tereza: Aceton z odlakovače rozpouští polystyren. Proniká mezi jednotlivé polymerové řetězce a uvolňuje uzavřené kapsičky vzduchu.
Filip: Kam to všechno mizí?
Michael:
Nebo je to jen kouzlo?
Michael: Výsledkem je, že velice zmenšíme objem, který zaujímá jakýkoli polystyrenový odpad.
Filip: Veškerý polystyren, který jsme s Michaelem přinesli, skončil v této nádobě.
Autoři: Vladimír Kunz, Michael Londesborough