بلاستيك

البلاستيك عبارة عن مجموعة واسعة من المواد الاصطناعية أو شبه الاصطناعية التي تستخدم البوليمرات كمكون رئيسي. تجعلها مرونتها من الممكن تشكيل البلاستيك أو بثقه أو ضغطه في أجسام صلبة بأشكال مختلفة. أدت هذه القدرة على التكيف، بالإضافة إلى مجموعة واسعة من الخصائص الأخرى، مثل كونها خفيفة الوزن ومتينة ومرنة وغير مكلفة للإنتاج، إلى استخدامها على نطاق واسع. عادة ما يتم تصنيع البلاستيك من خلال الأنظمة الصناعية البشرية. يتم اشتقاق معظم البلاستيك الحديث من مواد كيميائية تعتمد على الوقود الأحفوري مثل الغاز الطبيعي أو البترول ؛ ومع ذلك، تستخدم الأساليب الصناعية الحديثة متغيرات مصنوعة من مواد متجددة، مثل مشتقات الذرة أو القطن . ^[1]

يُقدَّر أنه تم إنتاج 9.2 مليار طن متري من البلاستيك بين عامي 1950 و2017؛ وأكثر من نصف هذا تم إنتاجه منذ عام 2004. وفي عام 2020، تم إنتاج 400 مليون طن من البلاستيك. ^[2] وإذا استمرت الاتجاهات العالمية في الطلب على البلاستيك، فمن المقدر أن يصل الإنتاج العالمي السنوي من البلاستيك إلى أكثر من 1.1 مليار طن بحلول عام 2050.

تسبب نجاح وهيمنة البلاستيك بدءًا من أوائل القرن العشرين في حدوث مشاكل بيئية واسعة النطاق، ^[3] بسبب معدل تحللها البطيء في النظم البيئية الطبيعية. لم يتم إعادة استخدام معظم البلاستيك المنتج، أو غير قادر على إعادة الاستخدام، إما عن طريق التقاطه في مكبات النفايات أو استمراره في البيئة على شكل تلوث بلاستيكي وجزيئات بلاستيكية دقيقة . يمكن العثور على تلوث البلاستيك في جميع المسطحات المائية الرئيسية في العالم ، على سبيل المثال، مما يؤدي إلى إنشاء بقع قمامة في جميع محيطات العالم وتلويث النظم البيئية الأرضية. من بين جميع البلاستيك الذي تم التخلص منه حتى الآن، تم حرق حوالي 14٪ وتم إعادة تدوير أقل من 10٪. ^[2]

في الاقتصادات المتقدمة، يتم استخدام حوالي ثلث البلاستيك في التغليف ونفس الكمية تقريبًا في المباني في تطبيقات مثل الأنابيب أو السباكة أو الكسوة الفينيلية . ^[4] تشمل الاستخدامات الأخرى السيارات (حتى 20٪ من البلاستيك ^[4] ) والأثاث والألعاب. ^[4] في العالم النامي، قد تختلف تطبيقات البلاستيك؛ حيث يستخدم 42٪ من استهلاك الهند في التغليف. ^[4] في المجال الطبي، يتم اشتقاق غرسات البوليمر والأجهزة الطبية الأخرى جزئيًا على الأقل من البلاستيك. في جميع أنحاء العالم، يتم إنتاج حوالي 50 كجم من البلاستيك سنويًا للشخص الواحد، مع مضاعفة الإنتاج كل عشر سنوات.

كان أول بلاستيك صناعي بالكامل في العالم هو الباكليت ، الذي اخترعه ليو بايكلاند في نيويورك عام 1907 ، ^[5] الذي صاغ مصطلح "البلاستيك". ^[6] يتم إنتاج العشرات من أنواع البلاستيك المختلفة اليوم، مثل البولي إيثيلين ، والذي يستخدم على نطاق واسع في تغليف المنتجات ، وكلوريد البولي فينيل (PVC)، المستخدم في البناء والأنابيب بسبب قوته ومتانته. ساهم العديد من الكيميائيين في علم المواد البلاستيكية، بما في ذلك الحائز على جائزة نوبل هيرمان ستودينجر ، والذي أطلق عليه "أبو كيمياء البوليمر "، وهيرمان مارك ، المعروف باسم "أبو فيزياء البوليمر ". ^[7]

تشتق كلمة بلاستيك من الكلمة اليونانية πλαστικός ( plastikos )، والتي تعني "قابلة للتشكيل أو القولبة " ؛ وهي بدورها مشتقة من πλαστός ( plastos ) والتي تعني "مصبوب". ^[8] كاسم ، تشير الكلمة غالبًا إلى المنتجات الصلبة الناتجة عن التصنيع المشتق من البتروكيماويات. ^[9]

يشير الاسم اللدونة هنا على وجه التحديد إلى قابلية المواد المستخدمة في تصنيع البلاستيك للتشوه. تسمح اللدونة بالتشكيل أو البثق أو الضغط في مجموعة متنوعة من الأشكال: الأفلام والألياف والألواح والأنابيب والزجاجات والصناديق، من بين العديد من الأشكال الأخرى. كما أن اللدونة لها تعريف تقني في علم المواد خارج نطاق هذه المقالة؛ فهي تشير إلى التغيير غير القابل للعكس في شكل المواد الصلبة.

تحتوي معظم المواد البلاستيكية على بوليمرات عضوية . ^[10] تتكون الغالبية العظمى من هذه البوليمرات من سلاسل من ذرات الكربون، مع أو بدون ارتباط ذرات الأكسجين أو النيتروجين أو الكبريت. تتكون هذه السلاسل من العديد من الوحدات المتكررة المكونة من مونومرات . تتكون كل سلسلة بوليمر من عدة آلاف من الوحدات المتكررة. العمود الفقري هو جزء من السلسلة يقع على المسار الرئيسي ، ويربط بين عدد كبير من وحدات التكرار. لتخصيص خصائص البلاستيك، تتدلى مجموعات جزيئية مختلفة تسمى السلاسل الجانبية من هذا العمود الفقري؛ وعادة ما يتم تعليقها من المونومرات قبل ربط المونومرات نفسها معًا لتشكيل سلسلة البوليمر. يؤثر هيكل هذه السلاسل الجانبية على خصائص البوليمر.

يتم تصنيف البلاستيك عادةً حسب التركيب الكيميائي للعمود الفقري للبوليمر والسلاسل الجانبية. تشمل المجموعات المهمة المصنفة بهذه الطريقة الأكريليك والبوليستر والسيليكون والبولي يوريثين والبلاستيك المهلجنة . يمكن تصنيف البلاستيك حسب العملية الكيميائية المستخدمة في تركيبه، مثل التكثيف والإضافة المتعددة والترابط المتبادل . ^[11] يمكن تصنيفها أيضًا حسب خصائصها الفيزيائية، بما في ذلك الصلابة والكثافة وقوة الشد والمقاومة الحرارية ودرجة حرارة انتقال الزجاج . يمكن تصنيف البلاستيك أيضًا حسب مقاومته وردود أفعاله تجاه مواد وعمليات مختلفة، مثل التعرض للمذيبات العضوية والأكسدة والإشعاع المؤين . ^[12] تعتمد التصنيفات الأخرى للبلاستيك على الصفات ذات الصلة بالتصنيع أو تصميم المنتج لغرض معين. تشمل الأمثلة اللدائن الحرارية واللدائن الحرارية الصلبة والبوليمرات الموصلة والبلاستيك القابل للتحلل الحيوي والبلاستيك الهندسي والإيلاستومرات .

أحد التصنيفات المهمة للمواد البلاستيكية هو مدى إمكانية عكس العمليات الكيميائية المستخدمة في تصنيعها أم لا.

لا تخضع المواد البلاستيكية الحرارية للتغير الكيميائي في تركيبها عند تسخينها وبالتالي يمكن تشكيلها بشكل متكرر. ومن الأمثلة على ذلك البولي إيثيلين (PE) والبولي بروبيلين (PP) والبوليسترين (PS) وكلوريد البولي فينيل (PVC). ^[13]

يمكن للمواد الصلبة بالحرارة، أو البوليمرات الصلبة بالحرارة، أن تذوب وتتخذ شكلًا مرة واحدة فقط: بعد أن تتصلب، تظل صلبة. ^[14] إذا أعيد تسخينها، تتحلل المواد الصلبة بالحرارة بدلاً من أن تذوب. في عملية التصلب بالحرارة، يحدث تفاعل كيميائي لا رجعة فيه. تعد عملية الفلكنة للمطاط مثالاً على هذه العملية. قبل التسخين في وجود الكبريت، يكون المطاط الطبيعي ( البولي إيزوبرين ) مادة لزجة وسائلة قليلاً؛ بعد الفلكنة، يكون المنتج جافًا وصلبًا.

تتكون المواد الصلبة بالحرارة من بوليمرات مترابطة بشكل وثيق. تظهر الروابط المتقاطعة على شكل نقاط حمراء في الشكل.

تتكون الإيلاستومرات من بوليمرات مترابطة ذات شبكة عريضة. تسمح الشبكة العريضة للمادة بالتمدد تحت الحمل الشد.

تتكون المواد البلاستيكية الحرارية من بوليمرات غير مترابطة، وغالبًا ما تكون ذات بنية شبه بلورية (موضحة باللون الأحمر). ولديها درجة حرارة انتقال زجاجية وقابلة للانصهار.

يتركز حوالي 70% من الإنتاج العالمي في ستة أنواع رئيسية من البوليمرات، والتي يطلق عليها اسم البلاستيك السلعي . وعلى عكس معظم أنواع البلاستيك الأخرى، يمكن التعرف عليها غالبًا من خلال رمز تعريف الراتينج الخاص بها (RIC):

بولي إيثيلين تيريفثالات (PET أو PETE)

البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE أو PE-HD)

بولي فينيل كلوريد (PVC أو V)

البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE أو PE-LD)،

البولي بروبلين (PP)

البوليسترين (PS)

غالبًا ما يتم تضمين ألياف البولي يوريثين (PUR) وألياف PP&A ^[15] أيضًا كفئات سلعية رئيسية، على الرغم من أنها تفتقر عادةً إلى RICs، لأنها مجموعات متنوعة كيميائيًا تمامًا. هذه المواد غير مكلفة ومتعددة الاستخدامات وسهلة العمل بها، مما يجعلها الخيار المفضل للأشياء اليومية ذات الإنتاج الضخم . أكبر تطبيق فردي لها هو التعبئة والتغليف، حيث تم استخدام حوالي 146 مليون طن بهذه الطريقة في عام 2015، أي ما يعادل 36٪ من الإنتاج العالمي. نظرًا لهيمنتها؛ فإن العديد من الخصائص والمشكلات المرتبطة عادةً بالبلاستيك، مثل التلوث الناجم عن ضعف قابليتها للتحلل البيولوجي ، تعزى في النهاية إلى البلاستيك السلعي.

هناك عدد هائل من المواد البلاستيكية التي تتجاوز نطاق البلاستيك السلعي، والعديد منها تتمتع بخصائص استثنائية.

تعتبر المواد البلاستيكية الهندسية أكثر قوة وتستخدم في تصنيع منتجات مثل أجزاء المركبات ومواد البناء والتشييد وبعض أجزاء الآلات. وفي بعض الحالات تكون عبارة عن مخاليط بوليمرية مكونة من خلط أنواع مختلفة من البلاستيك معًا (ABS وHIPS وما إلى ذلك). يمكن للمواد البلاستيكية الهندسية أن تحل محل المعادن في المركبات، مما يقلل من وزنها ويحسن كفاءة الوقود بنسبة 6-8%. حوالي 50% من حجم السيارات الحديثة مصنوع من البلاستيك، لكن هذا لا يمثل سوى 12-17% من وزن السيارة. ^[18]

• أكريلونيتريل بوتادين ستايرين (ABS): علب المعدات الإلكترونية (مثل شاشات الكمبيوتر والطابعات ولوحات المفاتيح) وأنابيب الصرف
• البوليسترين عالي التأثير (HIPS): بطانات الثلاجة، وتغليف المواد الغذائية ، وأكواب البيع
• البولي كربونات (PC): الأقراص المضغوطة، والنظارات الطبية، ودروع مكافحة الشغب ، ونوافذ الأمان، وإشارات المرور، والعدسات
• بولي كربونات + أكريلونتريل بوتادين ستايرين (PC + ABS): مزيج من البولي كربونات وأكريلونتريل بوتادين ستايرين الذي ينتج بلاستيك أقوى يستخدم في الأجزاء الداخلية والخارجية للسيارات، وفي أجسام الهواتف المحمولة
• بولي إيثيلين + أكريلونتريل بوتادين ستايرين (PE + ABS): مزيج زلق من البولي إيثيلين وأكريلونتريل بوتادين ستايرين يستخدم في المحامل الجافة منخفضة التحمل
• بولي ميثيل ميثاكريلات (PMMA) ( أكريليك ): عدسات لاصقة (من النوع "الصلب" الأصلي)، والتزجيج (المعروف بهذا الشكل من خلال الأسماء التجارية المختلفة في جميع أنحاء العالم؛ مثل بيرسبيكس ، وبليكسيجلاس، وأوروغلاس)، وموزعات الضوء الفلوري، وأغطية المصابيح الخلفية للسيارات. كما أنه يشكل أساس الدهانات الأكريليكية الفنية والتجارية ، عندما يتم تعليقه في الماء باستخدام عوامل أخرى.
• السيليكونات (بولي سيلوكسان): راتنجات مقاومة للحرارة تستخدم بشكل أساسي كمواد مانعة للتسرب ولكنها تستخدم أيضًا في أدوات الطهي ذات درجات الحرارة العالية وكراتينج أساسي للدهانات الصناعية
• اليوريا فورمالدهايد (UF): أحد الأمينوبلاستات المستخدمة كبديل متعدد الألوان للفينولات: يستخدم كمادة لاصقة للخشب (للخشب الرقائقي واللوح الخشبي واللوح الصلب) وأغطية المفاتيح الكهربائية

عادةً ما تكون المواد البلاستيكية عالية الأداء باهظة الثمن، ويقتصر استخدامها على التطبيقات المتخصصة التي تستفيد من خصائصها المتفوقة.

• الأراميدات : تشتهر باستخدامها في صناعة الدروع الواقية للبدن ، كما تستخدم هذه الفئة من الألياف الاصطناعية القوية والمقاومة للحرارة في التطبيقات الفضائية والعسكرية ، وتشمل كيفلر ونومكس وتوارون .
• البولي إيثيلين ذو الوزن الجزيئي العالي جدًا
• بولي إيثير إيثير كيتون (PEEK): مادة ترموبلاستيكية قوية ومقاومة للمواد الكيميائية والحرارة؛ يسمح توافقها الحيوي باستخدامها في تطبيقات الغرسات الطبية وقوالب الطائرات. وهي واحدة من أغلى البوليمرات التجارية.
• بولي إيثيريميد (PEI) (Ultem): بوليمر عالي الحرارة ومستقر كيميائيًا ولا يتبلور
• البولي إيميد : مادة بلاستيكية عالية الحرارة تستخدم في مواد مثل شريط كابتون
• بولي سلفون : راتينج قابل للمعالجة بالصهر في درجات حرارة عالية ويستخدم في الأغشية ووسائط الترشيح وأنابيب الغمر في سخانات المياه وغيرها من التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية
• بولي تيترافلورو إيثيلين (PTFE)، أو تفلون : طلاءات مقاومة للحرارة ومنخفضة الاحتكاك تستخدم في الأسطح غير اللاصقة لمقالي القلي وشريط السباك والمنزلقات المائية
• بولي أميد إيميد (PAI): بلاستيك هندسي عالي الأداء يستخدم على نطاق واسع في التروس عالية الأداء، والمفاتيح، وناقلات الحركة ومكونات السيارات الأخرى، وأجزاء الطيران. ^[19]

العديد من المواد البلاستيكية غير متبلورة تمامًا (بدون بنية جزيئية عالية الترتيب)، ^[20] بما في ذلك المواد الصلبة بالحرارة، والبوليسترين، وميثاكريلات الميثيل (PMMA). تُظهر المواد البلاستيكية البلورية نمطًا من الذرات المتباعدة بشكل أكثر انتظامًا، مثل البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE)، وبولي بوتيلين تيريفثالات (PBT)، وبولي إيثر إيثر كيتون (PEEK). ومع ذلك، فإن بعض المواد البلاستيكية غير متبلورة جزئيًا وجزئيًا متبلورة في البنية الجزيئية، مما يمنحها نقطة انصهار وتحول زجاجي واحد أو أكثر (درجة الحرارة التي تزيد فوقها درجة المرونة الجزيئية الموضعية بشكل كبير). تشمل هذه المواد البلاستيكية شبه البلورية البولي إيثيلين والبولي بروبيلين وكلوريد البولي فينيل والبولي أميدات (النايلون) والبوليستر وبعض البولي يوريثين.

البوليمرات الموصلة جوهريًا (ICP) هي بوليمرات عضوية موصلة للكهرباء. وفي حين تم تحقيق موصلية تصل إلى 80 كيلو سيمز/سم في البولي أسيتيلين الموجه للتمدد ، ^[21] ، إلا أنها لا تقترب من موصلية معظم المعادن. على سبيل المثال، يتمتع النحاس بموصلية تبلغ عدة مئات من الكيلوسين/سم. ^[22]

البلاستيك القابل للتحلل البيولوجي هو البلاستيك الذي يتحلل (يتفكك) عند التعرض لأشعة الشمس أو الأشعة فوق البنفسجية ؛ أو الماء أو الرطوبة؛ أو البكتيريا؛ أو الإنزيمات؛ أو التآكل الناتج عن الرياح. يمكن أيضًا اعتبار هجوم الحشرات، مثل ديدان الشمع ودودة الوجبة، أشكالًا من أشكال التحلل البيولوجي. يتطلب التحلل الهوائي أن يكون البلاستيك مكشوفًا على السطح، في حين أن التحلل اللاهوائي سيكون فعالًا في أنظمة مكبات النفايات أو التسميد. تنتج بعض الشركات إضافات قابلة للتحلل البيولوجي لتعزيز التحلل البيولوجي. على الرغم من أنه يمكن إضافة مسحوق النشا كحشو للسماح لبعض البلاستيك بالتحلل بسهولة أكبر، إلا أن مثل هذه المعالجة لا تؤدي إلى التحلل الكامل. قام بعض الباحثين بهندسة البكتيريا وراثيًا لتصنيع بلاستيك قابل للتحلل البيولوجي تمامًا، مثل بولي هيدروكسي بيوتيرات (PHB)؛ ومع ذلك، كانت هذه لا تزال باهظة الثمن نسبيًا اعتبارًا من عام 2021. ^[23]

في حين يتم إنتاج معظم البلاستيك من البتروكيماويات، فإن البلاستيك الحيوي مصنوع بشكل أساسي من مواد نباتية متجددة مثل السليلوز والنشا. ^[24] ونظرًا للحدود المحدودة لاحتياطيات الوقود الأحفوري وارتفاع مستويات الغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي الناجمة في المقام الأول عن حرق تلك الوقود، فإن تطوير البلاستيك الحيوي هو مجال متنامي. ^{[25] [26]} وتقدر الطاقة الإنتاجية العالمية للبلاستيك الحيوي بنحو 327000 طن سنويًا. وعلى النقيض من ذلك، قُدِّر الإنتاج العالمي من البولي إيثيلين (PE) والبولي بروبيلين (PP)، البولي أوليفينات الرائدة عالميًا المشتقة من البتروكيماويات، بأكثر من 150 مليون طن في عام 2015. ^[27]

تشمل صناعة البلاستيك الإنتاج العالمي والتركيب والتحويل وبيع المنتجات البلاستيكية. وعلى الرغم من أن الشرق الأوسط وروسيا ينتجان معظم المواد الخام البتروكيماوية المطلوبة ، إلا أن إنتاج البلاستيك يتركز في الشرق والغرب العالميين. وتضم صناعة البلاستيك عددًا هائلاً من الشركات ويمكن تقسيمها إلى عدة قطاعات :

بين عامي 1950 و2017، يُقدَّر أنه تم تصنيع 9.2 مليار طن من البلاستيك، وتم إنتاج أكثر من نصف هذا المبلغ منذ عام 2004. ومنذ نشأة صناعة البلاستيك في الخمسينيات من القرن الماضي، زاد الإنتاج العالمي بشكل هائل، ليصل إلى 400 مليون طن سنويًا في عام 2021؛ وهذا أعلى من 381 مليون طن متري في عام 2015 (باستثناء المواد المضافة). ^{[2] [16]} ومنذ الخمسينيات من القرن الماضي، حدث نمو سريع في استخدام البلاستيك للتغليف، وفي البناء والتشييد، وفي قطاعات أخرى. ^[2] وإذا استمرت الاتجاهات العالمية في الطلب على البلاستيك، فمن المقدر أنه بحلول عام 2050 سيتجاوز الإنتاج العالمي السنوي من البلاستيك 1.1 مليار طن سنويًا. ^[2]

• مصانع البولي بروبلين
• 
  منشأة سلوفنافت في براتيسلافا ، سلوفاكيا
• 
  مصنع بوليمر بولي بروبلين التابع لشركة سوكار في سومجاييت ، أذربيجان

يتم إنتاج البلاستيك في المصانع الكيميائية عن طريق بلمرة المواد الأولية ( المونومرات )؛ والتي تكون دائمًا تقريبًا ذات طبيعة بتروكيماوية . تكون هذه المرافق كبيرة عادةً وتشبه بصريًا مصافي النفط ، مع وجود أنابيب مترامية الأطراف تعمل في جميع الأنحاء. يسمح الحجم الكبير لهذه المصانع لها باستغلال اقتصاديات الحجم . على الرغم من ذلك، فإن إنتاج البلاستيك ليس محتكرًا بشكل خاص، حيث تمثل حوالي 100 شركة 90٪ من الإنتاج العالمي. ^[28] وهذا يشمل مزيجًا من الشركات الخاصة والمملوكة للدولة. يحدث ما يقرب من نصف الإنتاج الإجمالي في شرق آسيا، حيث تعد الصين أكبر منتج منفرد. يشمل المنتجون الدوليون الرئيسيون:

الإنتاج العالمي للبلاستيك (2020) ^[29]

منطقة	الإنتاج العالمي
الصين	31%
اليابان	3%
بقية آسيا	17%
نافتا	19%
أمريكا اللاتينية	4%
أوروبا	16%
رابطة الدول المستقلة	3%
الشرق الأوسط وأفريقيا	7%

• داو للكيماويات
• ليونديل باسل
• إكسون موبيل
• سابك
• باسف
• سيبور
• شين إيتسو الكيميائية
• مشاريع إندوراما
• سينوبيك
• براسكيم

تاريخيًا، كانت أوروبا وأمريكا الشمالية تهيمنان على إنتاج البلاستيك العالمي. ومع ذلك، منذ عام 2010، برزت آسيا كمنتج مهم، حيث تمثل الصين 31٪ من إجمالي إنتاج راتنج البلاستيك في عام 2020. ^[29] ترجع الاختلافات الإقليمية في حجم إنتاج البلاستيك إلى طلب المستخدم، وسعر المواد الخام للوقود الأحفوري، والاستثمارات التي تم إجراؤها في صناعة البتروكيماويات. على سبيل المثال، منذ عام 2010، تم استثمار أكثر من 200 مليار دولار أمريكي في الولايات المتحدة في مصانع بلاستيكية وكيميائية جديدة، بسبب انخفاض تكلفة المواد الخام. في الاتحاد الأوروبي أيضًا، تم إجراء استثمارات ضخمة في صناعة البلاستيك، التي توظف أكثر من 1.6 مليون شخص ويبلغ حجم مبيعاتها أكثر من 360 مليار يورو سنويًا. في الصين في عام 2016، كان هناك أكثر من 15000 شركة تصنيع بلاستيك، تولد أكثر من 366 مليار دولار أمريكي في الإيرادات. ^[2]

في عام 2017، كانت المواد البلاستيكية الحرارية تهيمن على سوق البلاستيك العالمية - وهي البوليمرات التي يمكن صهرها وإعادة صياغتها. وتشمل المواد البلاستيكية الحرارية البولي إيثيلين (PE)، والبولي إيثيلين تيريفثالات (PET)، والبولي بروبيلين (PP)، وكلوريد البولي فينيل (PVC)، والبوليسترين (PS) والألياف الاصطناعية، والتي تمثل مجتمعة 86٪ من جميع المواد البلاستيكية. ^[2]

لا يتم بيع البلاستيك كمادة نقية غير مغشوشة، بل يتم خلطه بمواد كيميائية مختلفة ومواد أخرى، والتي تُعرف مجتمعة باسم المواد المضافة. تُضاف هذه المواد أثناء مرحلة التركيب وتشمل مواد مثل المثبتات والملدنات والأصباغ ، والتي تهدف إلى تحسين عمر المنتج النهائي أو قابليته للعمل أو مظهره. في بعض الحالات، قد يتضمن هذا خلط أنواع مختلفة من البلاستيك معًا لتشكيل مزيج بوليمر ، مثل البوليسترين عالي التأثير . قد تقوم الشركات الكبيرة بعملية التركيب الخاصة بها قبل الإنتاج، لكن بعض المنتجين يقومون بذلك عن طريق طرف ثالث. تُعرف الشركات المتخصصة في هذا العمل باسم مُركِّبي المواد.

إن عملية تصنيع البلاستيك الصلب بالحرارة بسيطة نسبيًا؛ حيث يظل سائلاً حتى يتم معالجته إلى شكله النهائي. بالنسبة للمواد التي يتم معالجتها بالحرارة، والتي تستخدم في تصنيع أغلب المنتجات، فمن الضروري إذابة البلاستيك من أجل خلط المواد المضافة. يتضمن هذا تسخينه إلى أي درجة حرارة تتراوح بين 150-320 درجة مئوية (300-610 درجة فهرنهايت). البلاستيك المنصهر لزج ويظهر تدفقًا رقائقيًا ، مما يؤدي إلى خلط رديء. لذلك يتم تصنيع البلاستيك باستخدام معدات البثق، والتي تكون قادرة على توفير الحرارة والخلط اللازمين لإعطاء منتج موزع بشكل صحيح.

عادةً ما تكون تركيزات معظم المواد المضافة منخفضة للغاية، ومع ذلك يمكن إضافة مستويات عالية لإنشاء منتجات ماسترباتش . تكون المواد المضافة في هذه المنتجات مركزة ولكنها لا تزال موزعة بشكل صحيح في الراتنج المضيف. يمكن خلط حبيبات ماسترباتش مع بوليمر سائب أرخص وستطلق موادها المضافة أثناء المعالجة لإعطاء منتج نهائي متجانس . يمكن أن يكون هذا أرخص من العمل بمادة مركبة بالكامل وهو أمر شائع بشكل خاص في إدخال اللون.

تُعرف الشركات التي تنتج السلع النهائية باسم المحولات (أو المعالجات في بعض الأحيان). والواقع أن الغالبية العظمى من المواد البلاستيكية المنتجة في مختلف أنحاء العالم تخضع للمعالجة الحرارية، ولابد من تسخينها حتى تذوب حتى يمكن تشكيلها. وهناك أنواع مختلفة من معدات البثق التي يمكنها بعد ذلك تشكيل البلاستيك إلى أي شكل تقريبًا.

• نفخ الأغشية - الأفلام البلاستيكية (أكياس النقل، والألواح)
• النفخ - أجسام مجوفة صغيرة ذات جدران رقيقة بكميات كبيرة (زجاجات المشروبات والألعاب)
• القولبة الدورانية - أجسام مجوفة كبيرة ذات جدران سميكة ( خزانات IBC )
• القولبة بالحقن - الأجسام الصلبة (أغلفة الهواتف، لوحات المفاتيح)
• الغزل - إنتاج الألياف ( النايلون ، الإسباندكس ، الخ)

بالنسبة للمواد الصلبة بالحرارة فإن العملية مختلفة قليلاً، حيث تكون المواد البلاستيكية سائلة في البداية ولكن يجب معالجتها لإعطاء منتجات صلبة، ولكن معظم المعدات متشابهة إلى حد كبير.

تشمل المنتجات الاستهلاكية البلاستيكية الأكثر شيوعًا التغليف المصنوع من البولي إيثيلين منخفض الكثافة (مثل الأكياس والحاويات وأغشية تغليف الأطعمة) والحاويات المصنوعة من البولي إيثيلين عالي الكثافة (مثل زجاجات الحليب وزجاجات الشامبو وأحواض الآيس كريم) والبولي إيثيلين تيرفثالات (مثل زجاجات المياه والمشروبات الأخرى). تمثل هذه المنتجات مجتمعة حوالي 36٪ من استخدام البلاستيك في العالم. يتم استخدام معظمها (مثل الأكواب والأطباق وأدوات المائدة وحاويات الوجبات الجاهزة وأكياس الحمل) لفترة قصيرة فقط، والعديد منها لأقل من يوم واحد. كما يمثل استخدام البلاستيك في البناء والتشييد والمنسوجات والنقل والمعدات الكهربائية حصة كبيرة من سوق البلاستيك. تتمتع العناصر البلاستيكية المستخدمة لمثل هذه الأغراض عمومًا بعمر أطول. قد تكون قيد الاستخدام لفترات تتراوح من حوالي خمس سنوات (مثل المنسوجات والمعدات الكهربائية) إلى أكثر من 20 عامًا (مثل مواد البناء والآلات الصناعية). ^[2]

يختلف استهلاك البلاستيك بين البلدان والمجتمعات، حيث شق بعض أشكال البلاستيك طريقه إلى حياة معظم الناس. تمثل أمريكا الشمالية (أي منطقة اتفاقية التجارة الحرة لأمريكا الشمالية أو نافتا) 21٪ من استهلاك البلاستيك العالمي، تليها الصين (20٪) وأوروبا الغربية (18٪). في أمريكا الشمالية وأوروبا، هناك استهلاك مرتفع للفرد من البلاستيك (94 كجم و 85 كجم / فرد / سنة، على التوالي). في الصين، هناك استهلاك أقل للفرد (58 كجم / فرد / سنة)، ولكن الاستهلاك مرتفع على المستوى الوطني بسبب عدد سكانها الكبير. ^[2]

• 
  زجاجات المياه المصنوعة من مادة البولي إيثيلين تيرفثالات
• 
  يتم استخدام البولي إيثيلين عالي الكثافة ( HDPE ) لصنع حاويات قوية؛ ويمكن صنع حاويات شفافة من مادة PET.
• 
  يمكن تصنيع البدلات التي يمكن التخلص منها من قماش HDPE غير المنسوج.
• 
  مظاريف بريدية بلاستيكية مصنوعة من مادة البولي إيثيلين عالية الكثافة
• 
  الأكياس البلاستيكية الشفافة (كما هو موضح) مصنوعة من البولي إيثيلين منخفض الكثافة ( LDPE )؛ أما أكياس التسوق المنفوخة ذات المقابض فهي الآن مصنوعة من البولي إيثيلين عالي الكثافة.
• 
  كيس زيبلوك مصنوع من مادة البولي إيثيلين منخفض الكثافة
• 
  غلاف طعام مصنوع من مادة البولي إيثيلين منخفض الكثافة
• 
  يُعد فيلم البولي بروبلين المعدني مادة شائعة الاستخدام في تعبئة الوجبات الخفيفة. ^[30]
• 
  غلاف كيندر جوي مصنوع من مادة البولي بروبيلين
• 
  كرسي من مادة البولي بروبلين
• 
  مقاعد مصنوعة من مادة البولي إيثيلين عالية الكثافة
• 
  رغوة البوليسترين المتوسعة ("ثيرموكول")
• 
  رغوة البوليسترين المبثوقة ("ستايروفوم")
• 
  حاوية طعام ثيرموكول للوجبات الجاهزة
• 
  صينية بيض مصنوعة من مادة PETE
• 
  قطعة من رغوة التغليف المصنوعة من مادة البولي إيثيلين منخفض الكثافة
• 
  اسفنجة مطبخ مصنوعة من رغوة البولي يوريثين
• 
  أواني طهي غير لاصقة مع طلاء تفلون
• 
  iPhone 5c ، هاتف ذكي بهيكل أحادي من البولي كربونات
• 
  لمقاومة ضغط الماء الشديد ، يحتوي حوض مونتيري باي المائي الذي يبلغ عمقه 10 أمتار على نوافذ مصنوعة من زجاج الأكريليك يصل سمكها إلى 33 سم.
• 
  أنابيب البولي فينيل كلوريد
• 
  عبوات بلاستيكية من مادة البولي فينيل كلوريد

أكبر تطبيق للبلاستيك هو كمواد تغليف، ولكنها تستخدم في مجموعة واسعة من القطاعات الأخرى، بما في ذلك: البناء (الأنابيب، والمزاريب، والأبواب والنوافذ)، والمنسوجات ( الأقمشة القابلة للتمدد ، والصوف )، والسلع الاستهلاكية (الألعاب، وأدوات المائدة، وفرشاة الأسنان)، والنقل (المصابيح الأمامية، والمصدات، وألواح الهيكل ، والمرايا الجانبية )، والإلكترونيات (الهواتف، وأجهزة الكمبيوتر، وأجهزة التلفزيون) وكأجزاء للآلات. ^[16] في البصريات، تُستخدم البلاستيك لتصنيع العدسات غير الكروية. ^[31]

الرسوم البيانية غير متاحة بسبب مشكلات فنية. هناك المزيد من المعلومات على Phabricator وعلى MediaWiki.org.

المواد المضافة هي مواد كيميائية يتم مزجها بالبلاستيك لتغيير أدائه أو مظهره، مما يجعل من الممكن تغيير خصائص البلاستيك لتناسب تطبيقاته المقصودة بشكل أفضل. ^{[32] [33]} وبالتالي فإن المواد المضافة هي أحد الأسباب التي تجعل البلاستيك يستخدم على نطاق واسع. ^[34] تتكون المواد البلاستيكية من سلاسل من البوليمرات. يتم استخدام العديد من المواد الكيميائية المختلفة كمضافات بلاستيكية. يحتوي المنتج البلاستيكي المختار عشوائيًا بشكل عام على حوالي 20 مادة مضافة. لا يتم إدراج هويات وتركيزات المواد المضافة بشكل عام على المنتجات. ^[2]

في الاتحاد الأوروبي، يتم استخدام أكثر من 400 مادة مضافة بكميات كبيرة. ^{[35] [2]} في تحليل السوق العالمية، تم العثور على 5500 مادة مضافة. ^[36] كحد أدنى، تحتوي جميع المواد البلاستيكية على بعض مثبتات البوليمر التي تسمح بمعالجتها بالذوبان (التشكيل) دون التعرض لتدهور البوليمر . المواد المضافة الأخرى اختيارية ويمكن إضافتها حسب الحاجة، مع اختلاف الأحمال بشكل كبير بين التطبيقات. تختلف كمية المواد المضافة الموجودة في البلاستيك حسب وظيفة المواد المضافة. على سبيل المثال، يمكن أن تشكل المواد المضافة في كلوريد البولي فينيل (PVC) ما يصل إلى 80٪ من الحجم الإجمالي. ^[2] لا يتم بيع البلاستيك النقي غير المغشوش (راتينج حافي القدمين) أبدًا، حتى من قبل المنتجين الأساسيين.

قد تكون المواد المضافة مرتبطة بشكل ضعيف بالبوليمرات أو تتفاعل في مصفوفة البوليمر. وعلى الرغم من مزج المواد المضافة بالبلاستيك إلا أنها تظل متميزة كيميائيًا عنه، ويمكن أن تتسرب تدريجيًا أثناء الاستخدام العادي، أو عند وضعها في مكبات النفايات، أو بعد التخلص منها بشكل غير سليم في البيئة. ^[37] قد تتحلل المواد المضافة أيضًا لتكوين جزيئات سامة أخرى. يمكن أن يسمح تفتت البلاستيك إلى جزيئات بلاستيكية دقيقة وجزيئات بلاستيكية نانوية للمواد المضافة الكيميائية بالتحرك في البيئة بعيدًا عن نقطة الاستخدام. بمجرد إطلاقها، قد تستمر بعض المواد المضافة والمشتقات في البيئة وتتراكم بيولوجيًا في الكائنات الحية. يمكن أن يكون لها آثار ضارة على صحة الإنسان والكائنات الحية. كشفت مراجعة حديثة أجرتها وكالة حماية البيئة الأمريكية (US EPA) أنه من بين 3377 مادة كيميائية مرتبطة بالتغليف البلاستيكي و906 مواد كيميائية مرتبطة بها على الأرجح، صنفت وكالة المواد الكيميائية الأوروبية 68 مادة على أنها "الأعلى من حيث المخاطر على صحة الإنسان" و68 مادة على أنها "الأعلى من حيث المخاطر البيئية". ^[2]

نظرًا لأن المواد المضافة تغير خصائص البلاستيك، فيجب أخذها في الاعتبار أثناء إعادة التدوير. في الوقت الحاضر، تتم جميع عمليات إعادة التدوير تقريبًا ببساطة عن طريق إعادة صهر البلاستيك المستعمل وإعادة تشكيله إلى عناصر جديدة. تشكل المواد المضافة مخاطر في المنتجات المعاد تدويرها، حيث يصعب إزالتها. عند إعادة تدوير المنتجات البلاستيكية، من المحتمل جدًا أن يتم دمج المواد المضافة في المنتجات الجديدة. يحتوي البلاستيك المستهلك، حتى لو كان من نفس نوع البوليمر، على أنواع وكميات مختلفة من المواد المضافة. يمكن أن يؤدي خلط هذه المواد معًا إلى إنتاج مادة ذات خصائص غير متسقة، والتي قد تكون غير جذابة للصناعة. على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي خلط البلاستيك الملون المختلف مع أصباغ بلاستيكية مختلفة معًا إلى إنتاج مادة متغيرة اللون أو بنية اللون ولهذا السبب يتم فرز البلاستيك عادةً حسب نوع البوليمر واللون قبل إعادة التدوير. ^[2]

غالبًا ما يؤدي غياب الشفافية والإبلاغ عبر سلسلة القيمة إلى نقص المعرفة فيما يتعلق بالملف الكيميائي للمنتجات النهائية. على سبيل المثال، تم دمج المنتجات التي تحتوي على مثبطات اللهب المبرومة في منتجات بلاستيكية جديدة. مثبطات اللهب هي مجموعة من المواد الكيميائية المستخدمة في المعدات الإلكترونية والكهربائية والمنسوجات والأثاث ومواد البناء والتي لا ينبغي أن تكون موجودة في عبوات الطعام أو منتجات رعاية الأطفال. وجدت دراسة حديثة أن الديوكسينات المبرومة هي ملوثات غير مقصودة في الألعاب المصنوعة من النفايات الإلكترونية البلاستيكية المعاد تدويرها والتي تحتوي على مثبطات اللهب المبرومة. وقد وجد أن الديوكسينات المبرومة تظهر سمية مماثلة لتلك التي تظهرها الديوكسينات المكلورة. يمكن أن يكون لها آثار سلبية على النمو وتأثيرات سلبية على الجهاز العصبي وتتداخل مع آليات الجهاز الغدد الصماء. ^[2]

ترتبط العديد من الخلافات المرتبطة بالبلاستيك في الواقع بإضافاتها، حيث يمكن أن تكون بعض المركبات ثابتة ومتراكمة بيولوجيًا وربما تكون ضارة. ^{[38] [39] [32]} تعد مثبطات اللهب المحظورة الآن OctaBDE و PentaBDE مثالاً على ذلك، في حين أن التأثيرات الصحية للفثالات هي مجال مستمر للقلق العام. يمكن أن تكون الإضافات أيضًا مشكلة إذا تم حرق النفايات، وخاصة عندما يكون الحرق غير خاضع للرقابة أو يحدث في محارق منخفضة التقنية، كما هو شائع في العديد من البلدان النامية. يمكن أن يتسبب الاحتراق غير الكامل في انبعاثات مواد خطرة مثل الغازات الحمضية والرماد والتي يمكن أن تحتوي على ملوثات عضوية ثابتة (POPs) مثل الديوكسينات . ^[2]

يتم تنظيم عدد من المواد المضافة التي تم تحديدها على أنها ضارة بالبشر و/أو البيئة على المستوى الدولي. اتفاقية ستوكهولم بشأن الملوثات العضوية الثابتة (POPs) هي معاهدة عالمية لحماية صحة الإنسان والبيئة من المواد الكيميائية التي تظل سليمة في البيئة لفترات طويلة، وتنتشر جغرافيًا على نطاق واسع، وتتراكم في الأنسجة الدهنية للبشر والحياة البرية، ولها تأثيرات ضارة على صحة الإنسان أو البيئة. ^[2]

تم حظر إضافات أخرى ثبت أنها ضارة مثل الكادميوم والكروم والرصاص والزئبق ( المنظمة بموجب اتفاقية ميناماتا بشأن الزئبق ) ، والتي تم استخدامها سابقًا في إنتاج البلاستيك، في العديد من الولايات القضائية. ومع ذلك، لا تزال موجودة بشكل روتيني في بعض العبوات البلاستيكية بما في ذلك عبوات الطعام. يُحظر استخدام مادة البيسفينول أ (BPA) المضافة في زجاجات الأطفال البلاستيكية في العديد من أنحاء العالم، ولكن لا يتم تقييدها في بعض البلدان ذات الدخل المنخفض. ^[2]

في عام 2023، تم اكتشاف مرض جديد يسمى داء البلاستيك ، وهو مرض يسببه البلاستيك فقط، في الطيور البحرية. وقد أصيبت الطيور التي تم تحديد إصابتها بهذا المرض بندوب في الجهاز الهضمي نتيجة تناول النفايات البلاستيكية. ^[40] "ووجد الباحثون أن تناول الطيور لقطع صغيرة من البلاستيك يؤدي إلى التهاب الجهاز الهضمي. وبمرور الوقت، يتسبب الالتهاب المستمر في ندب الأنسجة وتشوهها، مما يؤثر على الهضم والنمو والبقاء على قيد الحياة". ^[41]

نوع إضافي	التركيز النموذجي عند وجوده (%) [32]	وصف	أمثلة على المركبات	تعليق	حصة الإنتاج العالمي للمواد المضافة (بالوزن) [16]
المواد الملينة	10–70	يمكن أن تكون المواد البلاستيكية هشة، وإضافة بعض المواد الملينة تجعلها أكثر متانة، وإضافة الكثير منها يجعلها أكثر مرونة	الفثالات هي الفئة السائدة، وتشمل البدائل الأكثر أمانًا إسترات الأديبات ( DEHA ، DOA ) وإسترات السترات ( ATBC و TEC )	80-90% من الإنتاج العالمي يستخدم في البولي فينيل كلوريد، ويستخدم الكثير من الباقي في أسيتات السليلوز . بالنسبة لمعظم المنتجات، تتراوح الأحمال بين 10 و35%، وتستخدم الأحمال العالية في البلاستيسول	34%
مثبطات اللهب	1-30	نظرًا لكونها مواد بتروكيماوية، فإن معظم المواد البلاستيكية تحترق بسهولة، ويمكن لمثبطات اللهب منع ذلك	مثبطات اللهب المبرومة والبارافينات المكلورة	الفوسفات العضوية غير المكلورة أكثر أمانًا من الناحية البيئية، على الرغم من أنها غالبًا ما تكون أقل كفاءة	13%
مثبتات الحرارة	0.3-5	يمنع التدهور المرتبط بالحرارة	تقليديا، مشتقات من الرصاص والكادميوم والقصدير. تشمل البدائل الحديثة الأكثر أمانًا مخاليط الباريوم/الزنك وستيرات الكالسيوم ، إلى جانب العديد من المواد التآزرية	يستخدم حصريًا تقريبًا في مادة PVC.	5%
الحشوات	0–50	عوامل التعبئة والتغليف. يمكن أن تغير المظهر والخصائص الميكانيكية، ويمكن أن تخفض السعر	كربونات الكالسيوم "الطباشير"، التلك ، حبات الزجاج، الكربون الأسود . كما تستخدم الحشوات المقوية مثل ألياف الكربون	تحتوي أغلب المواد البلاستيكية المعتمة على مواد مالئة. كما يمكن للمستويات العالية منها أن تحمي من الأشعة فوق البنفسجية.	28%
عوامل تعديل التأثير	10–40	تحسين المتانة والمقاومة للتلف [42]	عادةً بعض البوليمرات المرنة الأخرى ، مثل المطاط، وبوليمرات الستيرين	يتم استخدام البولي إيثيلين المكلور في بلاستيك PVC	5%
مضادات الأكسدة	0.05–3	يحمي من التدهور أثناء المعالجة	الفينولات ، استرات الفوسفيت ، بعض الثيوإيثرات	أكثر أنواع المواد المضافة استخدامًا على نطاق واسع، حيث تحتوي جميع المواد البلاستيكية على مثبتات بوليمرية من نوع ما	6%
الملونات	0.001-10	يضفي اللون	العديد من الأصباغ أو الصبغات		2%
مواد التشحيم	0.1-3	المساعدة في تشكيل/صب البلاستيك، بما في ذلك مساعدات المعالجة (أو مساعدات التدفق)، وعوامل التحرير ، وإضافات الانزلاق	PFASs الخطرة . شمع البارافين ، إسترات الشمع ، ستيرات المعادن (أي ستيرات الزنك )، أميدات الأحماض الدهنية طويلة السلسلة ( أوليميد ، إيروكاميد)	شائع جدًا. تشكل جميع الأمثلة طبقة بين البلاستيك وأجزاء الآلة أثناء الإنتاج. يقلل الضغط واستخدام الطاقة في الطارد. يقلل من العيوب.	2%
مثبتات الضوء	0.05–3	يحمي من أضرار الأشعة فوق البنفسجية	HALS ، حاصرات ومطفئات الأشعة فوق البنفسجية	يستخدم عادة فقط للعناصر المخصصة للاستخدام في الهواء الطلق	1%
آخر		متنوع	مضادات الميكروبات، ومضادات الكهرباء الساكنة، وعوامل النفخ ، وعوامل التبلور ، وعوامل التوضيح		4%

تتميز المواد البلاستيكية النقية بسمية منخفضة بسبب عدم قابليتها للذوبان في الماء، ولأنها ذات وزن جزيئي كبير، فهي خاملة كيميائيًا. تحتوي المنتجات البلاستيكية على مجموعة متنوعة من المواد المضافة، ومع ذلك، يمكن أن يكون بعضها سامًا. ^[43] على سبيل المثال، غالبًا ما تُضاف الملدنات مثل الأديبات والفثالات إلى المواد البلاستيكية الهشة مثل البولي فينيل كلوريد لجعلها مرنة بدرجة كافية لاستخدامها في تغليف الأطعمة والألعاب والعديد من العناصر الأخرى. يمكن أن تتسرب آثار هذه المركبات من المنتج. نظرًا للمخاوف بشأن تأثيرات مثل هذه السوائل المتسربة ، فقد قيد الاتحاد الأوروبي استخدام DEHP (فثالات ثنائي-2-إيثيل هكسيل) والفثالات الأخرى في بعض التطبيقات، كما حدت الولايات المتحدة من استخدام DEHP و DPB و BBP و DINP و DIDP وDnOP في ألعاب الأطفال وأدوات العناية بالأطفال من خلال قانون تحسين سلامة المنتجات الاستهلاكية . وقد اقترح أن بعض المركبات المتسربة من حاويات الطعام المصنوعة من البوليسترين تتداخل مع وظائف الهرمونات ويُشتبه في أنها مسببات للسرطان لدى البشر (مواد مسببة للسرطان). ^[44] وتشمل المواد الكيميائية الأخرى المثيرة للقلق الألكيلوفينول . ^[39]

في حين أن البلاستيك النهائي قد يكون غير سام، فإن الجزيئات المستخدمة في تصنيع البوليمرات الأصلية قد تكون سامة. في بعض الحالات، يمكن أن تظل كميات صغيرة من هذه المواد الكيميائية محاصرة في المنتج ما لم يتم استخدام المعالجة المناسبة. على سبيل المثال، اعترفت الوكالة الدولية لأبحاث السرطان التابعة لمنظمة الصحة العالمية بكلوريد الفينيل ، المادة الأولية لبولي فينيل كلوريد، كمسبب للسرطان لدى البشر. ^[44]

تتحلل بعض المنتجات البلاستيكية إلى مواد كيميائية ذات نشاط إستروجيني . ^[45] إن اللبنة الأساسية للبولي كربونات، بيسفينول أ (BPA)، هي مادة تعطل الغدد الصماء الشبيهة بالإستروجين والتي قد تتسرب إلى الطعام. ^[44] وجدت الأبحاث في Environmental Health Perspectives أن مادة BPA المتسربة من بطانة علب الصفيح ومانعات التسرب للأسنان وزجاجات البولي كربونات يمكن أن تزيد من وزن الجسم لدى ذرية الحيوانات المعملية. ^[46] تشير دراسة حيوانية حديثة إلى أن التعرض المنخفض لمستوى مادة BPA يؤدي إلى مقاومة الأنسولين، مما قد يؤدي إلى الالتهاب وأمراض القلب. ^[47] اعتبارًا من يناير 2010، ذكرت صحيفة لوس أنجلوس تايمز أن إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) تنفق 30 مليون دولار للتحقيق في مؤشرات ارتباط مادة BPA بالسرطان. ^{[48] كما أن} مادة أديبات بيس (2-إيثيل هكسيل) ، الموجودة في غلاف بلاستيكي قائم على بولي كلوريد الفينيل، تثير القلق، وكذلك المركبات العضوية المتطايرة الموجودة في رائحة السيارة الجديدة . فرض الاتحاد الأوروبي حظرًا دائمًا على استخدام الفثالات في الألعاب. وفي عام 2009، حظرت حكومة الولايات المتحدة أنواعًا معينة من الفثالات المستخدمة عادةً في البلاستيك. ^[49]

نظرًا لأن التركيب الكيميائي لمعظم المواد البلاستيكية يجعلها متينة، فهي مقاومة للعديد من عمليات التحلل الطبيعية. وقد يستمر الكثير من هذه المواد لقرون أو لفترة أطول، نظرًا للثبات المثبت للمواد الطبيعية المشابهة من الناحية البنيوية مثل العنبر .

هناك تقديرات مختلفة لكمية النفايات البلاستيكية التي تم إنتاجها في القرن الماضي. وفقًا لتقدير واحد، تم التخلص من مليار طن من النفايات البلاستيكية منذ الخمسينيات. ^[50] ويقدر آخرون الإنتاج البشري التراكمي بنحو 8.3 مليار طن من البلاستيك، منها 6.3 مليار طن من النفايات، مع إعادة تدوير 9٪ فقط. ^[51]

وتشير التقديرات إلى أن هذه النفايات تتكون من 81% من راتنج البوليمر و13% من ألياف البوليمر و32% من المواد المضافة. وفي عام 2018، تم توليد أكثر من 343 مليون طن من النفايات البلاستيكية، 90% منها تتكون من نفايات بلاستيكية بعد الاستهلاك (نفايات بلاستيكية صناعية وزراعية وتجارية وبلدية). أما الباقي فكان عبارة عن نفايات ما قبل الاستهلاك من إنتاج الراتينج وتصنيع المنتجات البلاستيكية (على سبيل المثال المواد المرفوضة بسبب اللون غير المناسب أو الصلابة أو خصائص المعالجة). ^[2]

أفادت منظمة الحفاظ على المحيطات أن الصين وإندونيسيا والفلبين وتايلاند وفيتنام تتخلص من كميات من البلاستيك في البحر أكثر من جميع الدول الأخرى مجتمعة. ^[52] تنقل أنهار اليانغتسي والسند والأصفر وهاي والنيل والجانج واللؤلؤ وآمور والنيجر وميكونج "ما بين 88% و95% من الحمولة العالمية [للبلاستيك] إلى البحر". ^{[53] [54] [ تحقق من علامات الترقيم ]}

يتزايد وجود البلاستيك، وخاصة البلاستيك الدقيق ، داخل سلسلة الغذاء. في الستينيات، لوحظ وجود البلاستيك الدقيق في أمعاء الطيور البحرية، ومنذ ذلك الحين تم العثور عليه بتركيزات متزايدة. ^[55] إن التأثيرات طويلة المدى للبلاستيك في سلسلة الغذاء غير مفهومة جيدًا. في عام 2009، قُدِّر أن 10٪ من النفايات الحديثة كانت من البلاستيك، ^[56] على الرغم من أن التقديرات تختلف وفقًا للمنطقة. ^[55] وفي الوقت نفسه، فإن 50٪ إلى 80٪ من الحطام في المناطق البحرية عبارة عن بلاستيك. ^[55] غالبًا ما يستخدم البلاستيك في الزراعة. يوجد المزيد من البلاستيك في التربة مقارنة بالمحيطات. إن وجود البلاستيك في البيئة يضر بالنظم البيئية وصحة الإنسان. ^[57]

ركزت الأبحاث المتعلقة بالتأثيرات البيئية عادةً على مرحلة التخلص من البلاستيك. ومع ذلك، فإن إنتاج البلاستيك مسؤول أيضًا عن تأثيرات بيئية وصحية واجتماعية واقتصادية كبيرة. ^[58]

قبل بروتوكول مونتريال ، كانت مركبات الكلورو فلورو كربون تستخدم على نطاق واسع في تصنيع البوليسترين البلاستيكي، والذي ساهم إنتاجه في استنفاد طبقة الأوزون .

قد تشمل الجهود الرامية إلى تقليل التأثير البيئي للبلاستيك خفض إنتاج البلاستيك واستخدامه، وسياسات النفايات وإعادة التدوير، والتطوير الاستباقي ونشر بدائل البلاستيك مثل التغليف المستدام .

تتحلل المواد البلاستيكية من خلال مجموعة متنوعة من العمليات، وأهمها عادةً الأكسدة الضوئية . يحدد تركيبها الكيميائي مصيرها. يستغرق تحلل البوليمرات البحرية وقتًا أطول بكثير نتيجة للبيئة المالحة وتأثير تبريد البحر، مما يساهم في استمرار حطام البلاستيك في بيئات معينة. ^[55] ومع ذلك، أظهرت الدراسات الحديثة أن البلاستيك في المحيط يتحلل بشكل أسرع مما كان يُعتقد سابقًا، بسبب التعرض لأشعة الشمس والمطر وظروف بيئية أخرى، مما يؤدي إلى إطلاق مواد كيميائية سامة مثل بيسفينول أ . ومع ذلك، بسبب زيادة حجم البلاستيك في المحيط، تباطأ التحلل. ^[80] تنبأت منظمة الحفاظ على البيئة البحرية بمعدلات تحلل العديد من المنتجات البلاستيكية: يُقدر أن كوبًا من البلاستيك الرغوي سيستغرق 50 عامًا، وحامل مشروب بلاستيكي سيستغرق 400 عام، والحفاضات التي تُستعمل لمرة واحدة ستستغرق 450 عامًا، وخيط الصيد سيستغرق 600 عام للتحلل. ^[81]

من المعروف علميًا أن هناك أنواعًا ميكروبية قادرة على تحلل البلاستيك، وبعضها قد يكون مفيدًا للتخلص من فئات معينة من النفايات البلاستيكية.

• في عام 1975، اكتشف فريق من العلماء اليابانيين الذين يدرسون البرك التي تحتوي على مياه الصرف الصحي من مصنع النايلون سلالة من الفلافوباكتيريوم التي تهضم بعض المنتجات الثانوية لتصنيع النايلون 6 ، مثل ثنائي الترابط الخطي لـ 6-أمينوهيكسانوات . ^[82] يمكن تحلل النايلون 4 (بولي بيوتيرولاكتام) بواسطة خيوط ND-10 وND-11 من Pseudomonas sp. الموجودة في الحمأة، مما يؤدي إلى إنتاج حمض جاما أمينوبوتيريك (GABA) كمنتج ثانوي. ^[83]
• يمكن لعدة أنواع من فطريات التربة أن تستهلك البولي يوريثين، ^[84] بما في ذلك نوعان من الفطريات الإكوادورية Pestalotiopsis . ويمكنها استهلاك البولي يوريثين هوائيًا ولاهوائيًا (مثل قاع مكبات النفايات). ^[85]
• تقوم اتحادات الميكروبات المولدة للميثان بتحليل الستيرين، باستخدامه كمصدر للكربون. ^[86] يمكن لبكتيريا Pseudomonas putida تحويل زيت الستيرين إلى أنواع مختلفة من البلاستيك القابل للتحلل البيولوجي | بولي هيدروكسي ألكانوات قابلة للتحلل البيولوجي . ^{[87] [88]}
• لقد ثبت أن المجتمعات الميكروبية المعزولة من عينات التربة المختلطة بالنشا قادرة على تحلل البولي بروبلين. ^[89]
• يعمل فطر Aspergillus fumigatus على تحليل PVC الملدن بشكل فعال. ^{[90] : 45–46  تمت زراعة} Phanerochaete chrysosporium على مادة PVC في أجار الملح المعدني. ^{[90] : 76} P. chrysosporium و Lentinus tigrinus و A. niger و A. sydowii يمكنها أيضًا تحليل PVC بشكل فعال. ^{[90] : 122}
• يتم تحلل الفينول فورمالدهايد، المعروف باسم الباكليت، بواسطة فطر العفن الأبيض P. chrysosporium . ^[91]
• وُجِد أن بكتيريا Acinetobacter تعمل على تحلل جزئيًا جزيئات البولي إيثيلين منخفضة الوزن الجزيئي . ^[83] وعند استخدامها معًا، يمكن لبكتيريا Pseudomonas fluorescens و Sphingomonas تحلل أكثر من 40% من وزن الأكياس البلاستيكية في أقل من ثلاثة أشهر. ^[92] تم عزل البكتيريا المحبة للحرارة Brevibacillus borstelensis (سلالة 707) من عينة تربة ووجد أنها قادرة على استخدام البولي إيثيلين منخفض الكثافة كمصدر وحيد للكربون عند حضنها عند درجة حرارة 50 درجة مئوية. أدى التعرض المسبق للبلاستيك للأشعة فوق البنفسجية إلى كسر الروابط الكيميائية وساعد في التحلل البيولوجي؛ وكلما طالت فترة التعرض للأشعة فوق البنفسجية، زاد تعزيز التحلل. ^[93]
• تم العثور على قوالب خطرة على متن محطات الفضاء تعمل على تحلل المطاط إلى شكل قابل للهضم. ^[94]
• تم العثور على العديد من أنواع الخميرة والبكتيريا والطحالب والأشنات تنمو على القطع الأثرية المصنوعة من البوليمر الاصطناعي في المتاحف والمواقع الأثرية. ^[95]
• في المياه الملوثة بالبلاستيك في بحر سارجاسو ، تم العثور على بكتيريا تستهلك أنواعًا مختلفة من البلاستيك؛ ومع ذلك، فمن غير المعروف إلى أي مدى تقوم هذه البكتيريا بتنظيف السموم بشكل فعال بدلاً من مجرد إطلاقها في النظام البيئي الميكروبي البحري.
• تم العثور أيضًا على ميكروبات آكلة للبلاستيك في مكبات النفايات. ^[96]
• يمكن للنوكارديا أن تحلل مادة PET باستخدام إنزيم الإستريز. ^[97]
• لقد وجد أن فطر Geotrichum candidum ، الموجود في بليز، يستهلك البلاستيك البولي كربونات الموجود في الأقراص المضغوطة. ^{[98] [99]}
• تتكون منازل المستقبل من البوليستر المقوى بالألياف الزجاجية والبوليستر والبولي يوريثين وبولي ميثيل ميثاكريلات. وقد وجد أن أحد هذه المنازل يتحلل بشكل ضار بواسطة البكتيريا الزرقاء والعتائق . ^{[100] [101]}

من خلال التسخين إلى ما يزيد عن 500 درجة مئوية في غياب الأكسجين ( التحلل الحراري )، يمكن تحلل البلاستيك إلى هيدروكربونات أبسط . ويمكن إعادة استخدامها كمواد أولية للبلاستيك الجديد. ^[121] ويمكن استخدامها أيضًا كوقود. ^[122]

وفقًا لمنظمة التعاون الاقتصادي والتنمية، ساهم البلاستيك في انبعاث ما يعادل 1.8 مليار طن من ثاني أكسيد الكربون (CO2 ₎ من الغلاف الجوي في عام 2019، أي 3.4% من الانبعاثات العالمية. ^[123] يقولون أنه بحلول عام 2060، يمكن أن ينبعث من البلاستيك 4.3 مليار طن من انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري سنويًا.

إن تأثير البلاستيك على ظاهرة الاحتباس الحراري مختلط. فالبلاستيك يُصنع عمومًا من الغاز الأحفوري أو البترول، وبالتالي فإن إنتاج البلاستيك يخلق المزيد من الانبعاثات الهاربة من الميثان عند إنتاج الغاز الأحفوري أو البترول. كما أن الكثير من الطاقة المستخدمة في إنتاج البلاستيك ليست طاقة مستدامة ، على سبيل المثال درجات الحرارة المرتفعة الناتجة عن حرق الغاز الأحفوري. ومع ذلك، يمكن للبلاستيك أيضًا الحد من انبعاثات الميثان، على سبيل المثال التغليف لتقليل هدر الطعام. ^[124]

وجدت دراسة أجريت عام 2024 أن البلاستيك قد يكون له تأثير سلبي أقل على البيئة مقارنة بالزجاج والألمنيوم، وبالتالي قد يكون الخيار الأفضل لتغليف الأطعمة الطازجة وغيرها من الاستخدامات الشائعة. ^[125] وجدت الدراسة أن "استبدال البلاستيك بالبدائل أسوأ بالنسبة لانبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري في معظم الحالات". وأن الدراسة التي شملت باحثين أوروبيين وجدت أن "15 من أصل 16 تطبيقًا لمنتج بلاستيكي يتسبب في انبعاثات غازات دفيئة أقل من بدائله". ^[125]

يتطلب إنتاج البلاستيك من النفط الخام ما بين 7.9 إلى 13.7 كيلووات ساعة/رطل (مع الأخذ في الاعتبار متوسط ​​كفاءة محطات المرافق الأمريكية البالغة 35%). كما أن إنتاج السيليكون وأشباه الموصلات للمعدات الإلكترونية الحديثة يستهلك قدرًا أكبر من الطاقة: 29.2 إلى 29.8 كيلووات ساعة/رطل للسيليكون، وحوالي 381 كيلووات ساعة/رطل لأشباه الموصلات. ^[126] وهذا أعلى بكثير من الطاقة اللازمة لإنتاج العديد من المواد الأخرى. على سبيل المثال، يتطلب إنتاج الحديد (من خام الحديد) 2.5-3.2 كيلووات ساعة/رطل من الطاقة؛ والزجاج (من الرمل، إلخ) 2.3-4.4 كيلووات ساعة/رطل؛ والصلب (من الحديد) 2.5-6.4 كيلووات ساعة/رطل؛ والورق (من الخشب) 3.2-6.4 كيلووات ساعة/رطل. ^[127]

يؤدي حرق البلاستيك بسرعة عند درجات حرارة عالية جدًا إلى تحلل العديد من المكونات السامة، مثل الديوكسينات والفورانات . يُستخدم هذا النهج على نطاق واسع في حرق النفايات الصلبة البلدية . تعالج محارق النفايات الصلبة البلدية أيضًا غازات المداخن عادةً لتقليل الملوثات بشكل أكبر، وهو أمر ضروري لأن حرق البلاستيك غير المنضبط ينتج عنه ديوكسينات ثنائي بنزوفيرا متعددة الكلور مسرطنة . ^[128] يحدث حرق البلاستيك في الهواء الطلق عند درجات حرارة منخفضة ويطلق عادةً مثل هذه الأبخرة السامة .

في الاتحاد الأوروبي، يتم تنظيم حرق النفايات البلدية من خلال توجيه الانبعاثات الصناعية ، ^[129] الذي ينص على درجة حرارة لا تقل عن 850 درجة مئوية لمدة ثانيتين على الأقل. ^[130]

يُزعم أن بكتيريا Blaptica dubia تساعد في تحلل البوليسترين التجاري. ويبدو أن هذا التحلل البيولوجي يحدث في بعض البكتيريا المحللة للبلاستيك التي تسكن أمعاء الصراصير. وقد تم العثور على منتجات التحلل البيولوجي في برازها أيضًا. ^[131]

تطور تطوير البلاستيك من استخدام المواد البلاستيكية الطبيعية (مثل الصمغ والشلك ) إلى استخدام التعديل الكيميائي لتلك المواد (مثل المطاط الطبيعي والسليلوز والكولاجين وبروتينات الحليب ) وأخيرًا إلى البلاستيك الاصطناعي بالكامل (مثل الباكليت والإيبوكسي والبولي فينيل كلوريد). كانت المواد البلاستيكية المبكرة عبارة عن مواد مشتقة بيولوجيًا مثل بروتينات البيض والدم، وهي بوليمرات عضوية . في حوالي عام 1600 قبل الميلاد، استخدم سكان أمريكا الوسطى المطاط الطبيعي للكرات والأشرطة والتماثيل الصغيرة. ^[4] تم استخدام قرون الماشية المعالجة كنوافذ للفوانيس في العصور الوسطى . تم تطوير المواد التي تحاكي خصائص القرون من خلال معالجة بروتينات الحليب بالغسول. في القرن التاسع عشر، مع تطور الكيمياء خلال الثورة الصناعية ، تم الإبلاغ عن العديد من المواد. تسارع تطوير البلاستيك مع اكتشاف تشارلز جوديير عام 1839 للفلكنة لتصلب المطاط الطبيعي.

يعتبر الباركسين ، الذي اخترعه ألكسندر باركس في عام 1855 وحصل على براءة اختراعه في العام التالي، ^{[132] أول بلاستيك من صنع الإنسان. تم تصنيعه من السليلوز (المكون الرئيسي لجدران الخلايا النباتية) المعالج بحمض} النيتريك كمذيب. يمكن إذابة ناتج العملية (المعروف باسم نترات السليلوز أو البيروكسيلين) في الكحول وتصلبه إلى مادة شفافة ومرنة يمكن تشكيلها عند تسخينها. ^[133] من خلال دمج الصبغات في المنتج، يمكن جعله يشبه العاج. تم الكشف عن الباركسين في المعرض الدولي لعام 1862 في لندن وحصل باركس على الميدالية البرونزية. ^[134]

في عام 1893، اكتشف الكيميائي الفرنسي أوغست تريلات وسيلة لإذابة الكازين (بروتينات الحليب) عن طريق الغمر في الفورمالديهايد ، مما أدى إلى إنتاج مادة تم تسويقها باسم الجلاليث . ^[135] في عام 1897، تم تكليف صاحب مطبعة الطباعة الجماعية فيلهلم كريش من هانوفر، ألمانيا، بتطوير بديل للسبورة. ^[135] تم تطوير البلاستيك الناتج على شكل قرن مصنوع من الكازين بالتعاون مع الكيميائي النمساوي (فريدريش) أدولف سبيتلر (1846-1940). على الرغم من عدم ملاءمته للغرض المقصود، إلا أنه سيتم اكتشاف استخدامات أخرى. ^[135]

كان أول بلاستيك صناعي بالكامل في العالم هو الباكليت ، الذي اخترعه ليو بايكلاند في نيويورك عام 1907 ، ^[5] الذي صاغ مصطلح البلاستيك . ^[6] ساهم العديد من الكيميائيين في علم المواد البلاستيكية، بما في ذلك الحائز على جائزة نوبل هيرمان ستودينجر ، والذي أطلق عليه "أبو كيمياء البوليمر "، وهيرمان مارك ، المعروف باسم "أبو فيزياء البوليمر ". ^[7]

بعد الحرب العالمية الأولى، أدت التحسينات في الكيمياء إلى انفجار أشكال جديدة من البلاستيك، مع بدء الإنتاج الضخم في أربعينيات وخمسينيات القرن العشرين. ^[56] ومن بين أقدم الأمثلة في موجة البوليمرات الجديدة البوليسترين (أنتجته شركة باسف لأول مرة في ثلاثينيات القرن العشرين) ^[4] وكلوريد البولي فينيل (تم إنشاؤه لأول مرة في عام 1872 ولكن تم إنتاجه تجاريًا في أواخر عشرينيات القرن العشرين). ^[4] في عام 1923، كانت شركة Durite Plastics، Inc. أول شركة مصنعة لراتنجات الفينول فورفورال. ^[136] في عام 1933، اكتشف باحثا شركة Imperial Chemical Industries (ICI) ريجينالد جيبسون وإريك فوسيت البولي إيثيلين . ^[4]

يعود الفضل في اكتشاف البولي إيثيلين تيرفثالات (PETE) إلى موظفي جمعية مطابع كاليكو في المملكة المتحدة في عام 1941؛ وقد تم ترخيصه لشركة دوبونت في الولايات المتحدة وICI بخلاف ذلك، باعتباره أحد المواد البلاستيكية القليلة المناسبة كبديل للزجاج في العديد من الظروف، مما أدى إلى الاستخدام الواسع النطاق للزجاجات في أوروبا. ^[4] في عام 1954، اكتشف جوليو ناتا البولي بروبلين وبدأ تصنيعه في عام 1957. ^[4] وفي عام 1954 أيضًا، اخترعت شركة داو كيميكال البوليسترين الموسع (المستخدم في عزل المباني والتغليف والأكواب) . ^[4]

يجري العمل حاليًا على وضع معاهدة عالمية بشأن التلوث البلاستيكي . في 2 مارس 2022، صوتت الدول الأعضاء في الأمم المتحدة في الجمعية الخامسة المستأنفة للأمم المتحدة للبيئة (UNEA-5.2) على إنشاء لجنة تفاوض حكومية دولية مكلفة بتطوير اتفاقية دولية ملزمة قانونًا بشأن البلاستيك. ^[137] القرار بعنوان "إنهاء التلوث البلاستيكي: نحو صك دولي ملزم قانونًا". يحدد التفويض أن لجنة التفاوض الحكومية الدولية يجب أن تبدأ عملها بحلول نهاية عام 2022 بهدف "استكمال مسودة اتفاقية عالمية ملزمة قانونًا بحلول نهاية عام 2024". ^[138]

• أجزاء كبيرة من هذا النص مستمدة من كتاب مقدمة إلى البلاستيك v1.0 بقلم جريج جوبيل (1 مارس 2001)، والذي أصبح ضمن المجال العام .

 تتضمن هذه المقالة نصًا من عمل مجاني . مرخص بموجب Cc BY-SA 3.0 IGO (بيان الترخيص/الإذن). النص مأخوذ من Drowning in Plastics – Marine Litter and Plastic Waste Vital Graphics​، برنامج الأمم المتحدة للبيئة.

• "مجموعة ج. هاري دوبوا عن تاريخ البلاستيك، حوالي 1900-1975". مركز الأرشيف، المتحف الوطني للتاريخ الأمريكي، مؤسسة سميثسونيان . مؤرشف من الأصل في 12 فبراير 2006.
• "الخصائص المادية للبلاستيك – الخصائص الميكانيكية والحرارية والكهربائية". مجلة البلاستيك الدولية . مؤرشف من الأصل في 24 مارس 2017.
• "الجمعية التاريخية للبلاستيك".
• "تاريخ البلاستيك، جمعية صناعة البلاستيك". plasticsindustry.org . مؤرشف من الأصل في 6 يوليو 2009.
• Knight L (17 مايو 2014). "تاريخ موجز للبلاستيك، الطبيعي والاصطناعي". مجلة بي بي سي .
• "الجدول الزمني لحدث مهم في مجال حقن البلاستيك وصناعة البلاستيك". Tangram Technology Ltd. 27 يونيو 2014.