Door John Brennan, bijgewerkt op 24 maart 2022

Synthetische polymeren zijn onmisbaar geworden voor het moderne leven en voeden alles, van huishoudelijke goederen tot kritieke infrastructuur. Hoewel hun gemak en prestaties onmiskenbaar zijn, brengen deze materialen ook aanzienlijke uitdagingen met zich mee op het gebied van het gebruik van hulpbronnen en de duurzaamheid van het milieu.

Veelzijdigheid

Deze verbindingen verschijnen op verrassende plaatsen. Het methyl-2-cyanopropenoaat in superlijm polymeriseert bijvoorbeeld tot een taaie film, RTV-siliconen hardt uit tot duurzame pakkingen voor gebruik in de auto-industrie, en nylon is de ruggengraat van kousen en industriële touwen. Polyesters geweven door kleding, polyethyleen lijnen boodschappentassen, PVC bouwt sanitaire systemen en rubber geeft banden hun grip.

Gewenste eigenschappen

Polymeren worden gewaardeerd om hun sterkte, flexibiliteit, chemische inertheid en weerstand. Een goed voorbeeld is het ABS-copolymeer (acrylonitril/butadieen/styreen), dat zowel hard als flexibel is, waardoor het ideaal is voor autobumpers en camerakoffers. Polystyreen, een ander veel voorkomend polymeer, kan gemakkelijk worden gegoten in bijvoorbeeld plastic bestek, terwijl de vorm van geëxpandeerd schuim, bekend als piepschuim, uitstekende thermische isolatie biedt voor wegwerpbare drankverpakkingen.

Grondstofbeperkingen

De huidige polymeren zijn grotendeels afgeleid van koolwaterstoffen op basis van ruwe olie, zoals ethyleen en 1,3-butadieen. De olievoorraden zijn echter eindig. In maart 2011 waarschuwden economen van HSBC dat, als er geen grote nieuwe ontdekkingen zouden gebeuren, de wereld bij de huidige consumptiecijfers nog minder dan 50 jaar olie over heeft – een bewering gerapporteerd door de New York Times. Nu de productie van polymeren dit beperkte aanbod verder uitput, moet de industrie zich richten op alternatieve grondstoffen om de toekomstige groei te ondersteunen.

Milieu-impact

Juist de chemische inertheid die polymeren hun duurzaamheid geeft, maakt ze ook persistent in het milieu. Een door Slate aangehaalde studie uit 2007 schat dat het tot 500 jaar kan duren voordat een enkele plastic zak is afgebroken. Wanneer ze worden weggegooid, kunnen deze veerkrachtige materialen zich ophopen als zwerfvuil, uitlekken in waterwegen en wilde dieren bedreigen.

Het in evenwicht brengen van de voordelen van synthetische polymeren met hun milieukosten vereist voortdurende innovatie in zowel materiaalontwerp als afvalbeheer.