plastika (poliplasti, plastične mase), skupina materijala na osnovi organskih polimera koji se mogu lijevati ili oblikovati na koji drugi način, obično pri povišenim temperaturama i tlakovima. Kao vrstu polimernih materijala karakterizira ih plastičnost, tj. svojstvo nepovratna deformiranja bez loma, što ih, uz nisku gustoću, žilavost te razmjerno nisku cijenu, čini prikladnima za izradbu vrlo različitih proizvoda. Tipična plastika sadrži i aditive – punila, bojila, plastifikatore, stabilizatore koji ponekad čine i veći dio materijala.

Vrste

Plastika se prema načinu oblikovanja proizvoda dijeli na plastomere i duromere. Plastomeri se pri zagrijavanju i oblikovanju polimernog izratka tale i pritom ne podliježu kemijskim reakcijama pa se mogu višekratno oblikovati. Više od 80% svjetske proizvodnje plastomernih osnova otpada na polietilen (PE), polipropilen (PP), poli(vinil-klorid) (PVC), polistiren (PS) i poli(etilen-tereftalat) (PET). U konstrukcijske plastomere za zahtjevnije primjene ubrajaju se poliakrilati, poliamidi, poliesteri, poliuretani, polikarbonat i dr. Duromeri se pri oblikovanju izratka kemijski mijenjaju, često uz umrežavanje osnovne lančane strukture, pa se gotov polimerni izradak može smatrati jednom molekulom vrlo velike molekulske mase. Najvažnije duromerne osnove su fenolformaldehidne smole, aminoplasti, epoksidne smole i nezasićeni poliesteri. Pokušaj preoblikovanja dovodi do cijepanja kemijskih veza i razgradnje materijala, pa ga nije moguće provesti.









Povijesni razvoj i današnje stanje

Prve plastične mase bile su izvedene iz bjelančevina (jaja, krv) koje su se mogle umrežiti i tako služiti kao polimerna veziva. Oko 1600 godina pr. Kr. srednjoamerički Indijanci izrađivali su lopte, vrpce i figurice od kaučuka. U srednjem vijeku obradbom kazeina iz mlijeka lužinom iz pepela proizvodio se umreženi materijal sličan rožini. Tijekom industrijske revolucije razvijene su nove plastične mase, dobivene kemijskom obradbom prirodnih sirovina. Primjer je vulkanizacija kaučuka sumporom i proizvodnja gume (1844) te neelastičnog ebonita (1851) u slučaju visokih udjela sumpora. Obradbom celuloze dušičnom kiselinom dobivena je nitroceluloza koja se uz dodatak kamfora mogla očvrsnuti u proziran i elastičan materijal – celuloid (1870). Galalit (1893) je plastična masa dobivena umrežavanjem kazeina formaldehidom. Bakelit (1907) je prva potpuno sintetska plastična masa iz skupine fenolformaldehidnih smola. Nakon I. svj. rata u industrijsku se proizvodnju uvode novi sintetski polimeri: PVC (1926), PS (1931), PE (1933) te prva poliamidna vlakna pod komercijalnim nazivom Nylon (1938). Osobitu ekspanziju industrija plastičnih masa doživjela je tijekom II. svj. rata i neposredno nakon njega. Tijekom 1940-ih i 1950-ih uveden je pjenasti i ekspandirani polistiren (Styrofoam, Styropor). PET je patentiran 1941. kao sirovina za izradbu poliesterskih filmova (Mylar) i vlakana (Terylene, Dacron) te za puhanje boca (1973). Od 1957. industrijski se proizvodi PP, a tijekom 1950-ih uveden je i polikarbonat (Merlon, Lexan).

Ukupna svjetska proizvodnja plastičnih masa narasla je s 1,5 milijuna tona 1950. na 322 milijuna tona 2015. Otpadna plastika, osobito u oceanima, danas je velik ekološki problem (npr. PET-boca se u okolišu razgradi za 450 godina), pa se traže nova rješenja. Plastični je otpad zbog prljanja te miješanja različitih vrsta plastike razmjerno skupo oporabiti kao materijal. Učinkoviti načini njegova zbrinjavanja su spaljivanje, piroliza i rasplinjavanje, pri čemu se otpad prevodi u kruto, kapljevito odnosno plinovito gorivo. Energetska vrijednost plastičnoga otpada bliska je onoj fosilnih goriva, a kao zamjensko gorivo neutralan je s obzirom na emisije ugljikova dioksida. Unatoč tomu ti se načini zbrinjavanja u javnosti često osporavaju. Legislativa EU-a načelno daje prednost materijalnom recikliranju (ponovnoj uporabi plastike), te kemijskomu recikliranju (prevođenju otpadne plastike u korisne kemikalije).







Većina važnih polimernih materijala može se, iako znatno skuplje, proizvesti kao ekološki prihvatljivija bioplastika (plastika iz obnovljive biomase ‒ biljnih masti i ulja, škroba, slame, drvne sječke i dr.), uz smanjenje emisija ugljikova dioksida. Novije plastomerne osnove, kao što su poli(mliječna kiselina) i poli(hidroksimaslačna kiselina) kao vrste bioplastike, potpuno su biorazgradive. U svijetu je 2016. proizvedeno 3,19 milijuna tona bionerazgradive bioplastike i 0,96 milijuna tona biorazgradive.

Proizvodnja plastike u Hrvatskoj

Izradbu proizvoda od umjetnih polimera u Hrvatskoj među prvima je pokrenuo → Slavoljub Eduard Penkala (sv. 1), koji je vlastitim usavršenim postupkom iz ebonita proizvodio automatske olovke penkale (patentirana 1906). Plastika se kao materijal u Hrvatskoj počela šire proizvoditi nakon II. svj. rata. Poli(vinil-klorid) je u tadašnjoj zemlji prva proizvodila tvornica → Jugovinil iz Kaštel Sućurca, koja je s radom započela 1949., a 1950. proizvela je prve količine PVC-a iz domaćih sirovina. Tvornica je ubrzo postala jedna od najvećih te vrste u Europi, opseg proizvodnje rastao je, a 1990. dosegnuo je 90 000 t na godinu; proizvodnja je obustavljena 2001., dijelom i pod pritiskom ekološkog aktivizma. Od 1970. PVC se proizvodio i u zadarskom poduzeću Polikem, gdje je 1986. dosegnut najveći kapacitet proizvodnje od 55 000 t na godinu; to je poduzeće prestalo s proizvodnjom 2001. U drugoj polovici 1980-ih Hrvatska je s godišnjom proizvodnjom od 30 kg PVC-a po stanovniku bila u svjetskome vrhu.













U poduzeću OKI na zagrebačkom Žitnjaku 1959. počeli su se graditi pogoni prvoga petrokemijskog lanca na području tadašnje države, koji je završavao proizvodnjom polietilena niske gustoće te polistirena, uključujući ekspandirani PS. Pogoni su pušteni u rad 1964., a najveći proizvodni kapacitet od 80 000 t PE-a na godinu i 70 000 t PS-a na godinu dosegnut je potkraj 1970-ih. U OKI-ju su se proizvodile i manje količine fenolformaldehidnih smola. Godine 1976. OKI je integriran u poduzeće → INA. U novoizgrađenome pogonu DINA Petrokemije iz Omišlja tijekom 1984. i 1985. također je pokrenuta proizvodnja PE-a niske gustoće te monomera vinil-klorida kao sirovine za PVC. Najveći proizvodni kapacitet PE-a bio je 70 000 t na godinu. Godine 1990. i DINA je integrirana u poduzeće INA-u. Nakon izdvajanja petrokemijske djelatnosti iz INA-e 1997. te privatizacije toga segmenta 2004 (→ DIOKI) proizvodnja je počela opadati, te se ugasila 2011.







Koncern → Chromos nastao je nakon II. svj. rata integriranjem kemijskih pogona koji su se u Zagrebu razvijali od 1920-ih. U sklopu koncerna proizvodile su se fenolformaldehidne smole, kojih su prve količine sintetizirane početkom 1940-ih, aminoplasti te manje količine PS-a. U 1980-ima dosegnut je najveći proizvodni kapacitet od 60 000 t polimernih smola te 15 000 t smola za prešanje na godinu. Proizvodile su se i polimerne smole za potrebe industrije boja i lakova: alkidne smole od 1947., nezasićene poliesterske smole od 1957., vodorazrjedive alkidne smole od 1975., akrilne smole od 1982. te vinilesterske smole od 1990. Proizvodnju polimernih smola kupio je 1999. Scott Bader i nastavio proizvodnju s kapacitetom od 20 000 t na godinu u 2013. Nositelj proizvodnje poliuretana u Hrvatskoj bilo je poduzeće → Oriolik iz Oriovca, u kojem je tijekom 1970-ih razvijena proizvodnja poliuretanske meke pjene (spužve) za različite namjene.

Sinteze plastomera u Hrvatskoj danas gotovo da nema, dok se duromeri proizvode u malim količinama. S druge strane, postoji znatan broj poduzeća koja uvozne polimerne osnove prerađuju u plastične izratke (→ preradba polimernih materijala; sv. 1). U novije doba, zahvaljujući različitim mjerama, sve se više plastičnog otpada odvaja i prikuplja.













Visoko školstvo i znanost

Zavod za organsku kemijsku tehnologiju Tehničkoga fakulteta u Zagrebu (danas Zavod za polimerno inženjerstvo i organsku kemijsku tehnologiju → Fakulteta kemijskog inženjerstva i tehnologije), koji je 1927. osnovao → Matija Krajčinović, uveo je u nastavu kemijskih tehnologija preradbu celuloze – polimera prirodnoga podrijetla. Godine 1977. na tadašnjem Tehnološkome fakultetu u Zagrebu prvi su put izdvojeni Polimeri kao zasebna skupina kolegija u obrazovanju kemijskih inženjera. Prve disertacije iz područja sintetskih polimera na istom fakultetu obranjene su 1965. Godine 1971. pokrenut je na Sveučilištu u Zagrebu poslijediplomski studij makromolekularnih znanosti na kojem je do 1987. magistriralo 37 kandidata. Razvoju znanstvenoga rada i nastave iz područja polimera te prijenosu znanja u industrijske pogone osobito su pridonijeli znanstvenici i nastavnici Fakulteta kemijskog inženjerstva i tehnologije u Zagrebu (→ Mladen Bravar, → Zvonimir Janović, → Jasenka Jelenčić, → Helena Jasna Mencer, Vesna Rek), Fakulteta strojarstva i brodogradnje u Zagrebu (→ Igor Čatić; sv. 1, → Mladen Šercer; sv. 1), Kemijsko-tehnološkoga fakulteta u Splitu (Ivka Klarić, Tonka Kovačić, Urban Roje), Tekstilno-tehnološkoga fakulteta u Zagrebu (→ Ružica Čunko), Strojarskog fakulteta u Slavonskom Brodu (→ Pero Raos; sv. 1), Prirodoslovno-matematičkoga fakulteta u Zagrebu, Instituta Ruđer Bošković (Franjo Ranogajec, Ivan Šmit, Zorica Veksli), instituta poduzeća (INA-OKI, Chromos) i dr. (→ Ivan Brihta, Franjo Flajšman, → Dragutin Fleš, Radivoje Vuković). Na tim se fakultetima i danas provodi visokoškolska nastava iz područja polimera. Među publikacijama na hrvatskom jeziku ističu se udžbenici Polimerizacije i polimeri (Z. Janović, 1997) u izdanju Hrvatskog društva kemijskih inženjera i tehnologa, Struktura i svojstva polimera (T. Kovačić, 2010) u izdanju Kemijsko-tehnološkog fakulteta u Splitu te časopis → Polimeri, sv. 1 (1980−2015) u izdanju → Društva za plastiku i gumu, sv. 1. Danas pri Hrvatskoj gospodarskoj komori djeluje Udruženje industrije plastike i gume. Pri → Hrvatskom društvu kemijskih inženjera i tehnologa djeluje Sekcija za makromolekule koja s Hrvatskom gospodarskom komorom i Fakultetom kemijskog inženjerstva i tehnologije redovito organizira Hrvatski simpozij o kemiji i tehnologiji makromolekula.