一個攝影師在暗房里的實驗導(dǎo)致了最初的塑料的誕生。19世紀時,人們還不能夠像今天這樣購買現(xiàn)成的照相膠片和化學(xué)藥品,因此,每個攝影師都必須經(jīng)常自己制作需要的東西。19世紀50年代的某一天,攝影師亞歷山大·帕克斯在暗房里處理“膠棉”時,意外地發(fā)現(xiàn)“膠棉”與樟腦混合后能產(chǎn)生一種可彎曲的硬材料。帕克斯把它稱之為“帕克辛”,這便是最早的塑料。
1868年,來自紐約的印刷工約翰·韋斯利·海亞特看到了“帕克辛”的神奇,并很好地利用了這種新材料。當(dāng)時一家制造臺球的公司抱怨象牙短缺。海亞特改進了制造工序,并且給了“帕克辛”一個新名稱—“賽璐珞”(假象牙)。接下來,他從臺球制造商那里得到了一個現(xiàn)成的市場,不久后就用塑料制作出了各種各樣的產(chǎn)品。
早期的塑料容易著火,這限制了它的制造產(chǎn)品的范圍。第一種完全合成的塑料出自美籍比利時人列奧·亨德里克·貝克蘭之手。100年前的1907年7月14日,他注冊了酚醛塑料的專利。1909年2月8日,貝克蘭在美國化學(xué)協(xié)會紐約分會的一次會議上公開了這種塑料。
酚醛塑料絕緣、穩(wěn)定、耐熱、耐腐蝕、不可燃,貝克蘭自稱為“千用材料”。特別是在迅速發(fā)展的汽車、無線電和電力工業(yè)中,它被制成插頭、插座、收音機和電話外殼、螺旋槳、閥門、齒輪、管道。在家庭中,它出現(xiàn)在臺球、把手、按鈕、刀柄、桌面、煙斗、保溫瓶、電熱水瓶、鋼筆和人造珠寶上。有人說,這是20世紀的煉金術(shù),從煤焦油那樣的廉價產(chǎn)物中,竟能得到用途如此廣泛的材料。1924年,《時代》周刊的一則封面故事稱:那些熟悉酚醛塑料潛力的人表示,數(shù)年后它將出現(xiàn)在現(xiàn)代文明的每一種機械設(shè)備里。酚醛塑料的誕生也標(biāo)志著塑料時代的開始。
事實上,塑料的早期發(fā)展是經(jīng)驗主義的,長達60年的時間里,人們并不了解聚合物的形成和結(jié)構(gòu)。直到德國有機化學(xué)家霍爾曼·施陶丁格在二十世紀20年代提出了大分子的概念。就在貝克蘭金盆洗手之前不久,塑料歷史上的另一個里程碑帶著另一種偶然性出現(xiàn)了。二十世紀30年代,尼龍問世了。這種被稱為是“由煤炭、空氣和水合成,比蜘蛛絲細,比鋼鐵堅硬,優(yōu)于絲綢的纖維”的出現(xiàn)為此后各種塑料的發(fā)明和生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。由于第二次世界大戰(zhàn)中石油化學(xué)工業(yè)的發(fā)展,塑料的原料以石油取代了煤炭,塑料制造業(yè)也得到飛速發(fā)展。
塑料是一種很輕的物質(zhì),用很低的溫度加熱就能使它變軟,隨心所欲地做成各種形狀的東西。塑料制品色彩鮮艷,重量輕,不怕摔,經(jīng)濟耐用,它的問世不僅給人們的生活帶來了諸多方便,也極大地推動了工業(yè)的發(fā)展。
倫敦科學(xué)博物館在去年5月22日舉辦了紀念合成塑料問世百年的展覽,在這個取名為“可塑性”的展覽中,呈現(xiàn)了400件經(jīng)典塑料制品,既有1938年用酚醛塑料制成的棺材、塑料外殼的Ekco收音機、裝飾藝術(shù)風(fēng)格的壁鐘、精致的煙盒,也有60年代的聚氯乙烯雨衣和靴子、1968年荷蘭建筑師馬蒂·祖諾倫設(shè)計的太空風(fēng)格“未來住房”,還有聚亞安酯制成的2006年世界杯足球、極輕的高彈性滑雪服、可生物降解的汽車,以及能制作三維塑料模型的打印機。
科學(xué)博物館館長蘇珊·莫斯曼說:“塑料的故事是過去百年材料世界的核心線索之一。有了塑料,才有消費革命,收音機、電視、計算機、合成纖維、一次性用具才得以大量生產(chǎn)。”
在去年倫敦科學(xué)博物館的展覽上,貝克蘭的曾孫休·卡拉克一手執(zhí)一個30年代的尿素甲醛塑料電話,一手展示著一個用生物可降解塑料制成的手機也是亮點之一。
然而,塑料的發(fā)明雖已100年,在推動工業(yè)迅速發(fā)展的同時,也給人類生存環(huán)境帶來極大威脅。
由于塑料是從石油或煤炭中提取的化學(xué)石油產(chǎn)品,一旦生產(chǎn)出來很難自然降解。而塑料制品的廉價,更在100年間讓人們買了太多自己并不需要的東西,僅僅是因為價格便宜,塑料的,用壞了就扔,這種沒有節(jié)制的消費觀念伴隨塑料工藝的不斷改良而愈演愈烈。
AC尼爾森公司在2002年做過一次有關(guān)塑料手表使用率的調(diào)查,全球15到25歲的女孩中,平均每人擁有2.7塊手表,其中至少有1.2塊是斯沃琪,并且73.6%的女孩平時根本就不戴這塊斯沃琪,而寧愿讓這塊平均售價65美元的塑料塊躺在抽屜里浪費電池。另一個例子來自于飲料界,可口可樂曾經(jīng)在上世紀70年代宣稱玻璃瓶是最好的包裝材料,只有玻璃瓶才能真正保持溫度與氣泡間的平衡,可上世紀90年代鋁罐成本狂漲,玻璃瓶回收又讓可口可樂難以全球化,于是塑料瓶又被擺到了前臺。
目前,中國塑料年產(chǎn)量為300萬噸,消費量在600萬噸以上。全世界塑料年產(chǎn)量為1億噸,如果按每年15%的塑料廢棄量計算,全世界年塑料廢棄量就是1500萬噸,中國的年塑料廢棄量在100萬噸以上,而廢棄塑料在垃圾中的比例占到40%左右。大量的廢棄塑料作為垃圾被埋在地下,無疑給本來就缺乏的可耕種土地帶來更大的壓力。
也有很多國家采取焚燒(熱能源再生)或再加工制造(制品再生)的辦法處理廢棄塑料。這兩種辦法使廢棄塑料得到再生利用,達到了節(jié)約資源的目的。但由于廢棄塑料在焚燒或再加工時會產(chǎn)生對人體有害的氣體,污染環(huán)境,所以,對它如何進行處理至今仍是環(huán)保工作中令人頭疼的一大難題。