Zamyšlení nad udržitelností brýlových obrub: Plastové brýlové obruby – 2. část

Zajišťování surovin, výrobní technologie a recyklace vysokomolekulárních substancí probíhá zcela odlišně. Nároky na teplo jsou při výrobě plastů nízké, nevýhodou je však omezená tepelná odolnost. Výchozí polotovary jsou často jedovaté, ale díky schopnosti atomů uhlíku vázat se do řetězců, prstenců, sítí nebo trojrozměrných struktur mohou vzniknout nejedovaté produkty. Plasty se sice staly všudypřítomnými předměty denní spotřeby, jakou cestu však nastupují, když doslouží? Co se stane s brýlemi na konci? Existují sice snahy o koloběh materiálu tohoto zboží, v úvahu však přicházejí pouze dvě možnosti: sešrotování nebo spálení.

Srovnávat plasty mezi sebou znamená porovnávat nejrůznější vlastnosti. Rozdíly jsou tak velké, že se tyto látky musí klasifikovat podle různorodých kategorií. Z hlediska typu suroviny vznikají plasty polosyntetické nebo plně syntetické. Syntetické plasty se klasifikují podle způsobu vzniku jejich makromolekuly na polymery, polykondenzáty nebo polyadukty. Podle vzájemného vztahu makromolekul jsou to termoplasty, duroplasty nebo elastomery. Matice plastů může být dále amorfní nebo také částečně krystalická, což opět vede k určitým vlastnostem. Nemálo plastů potřebuje aditiva jako barevné pigmenty nebo stabilizátory a některé z nich vyžadují změkčovadla, aby mohla být minimalizována jejich křehkost.

U brýlových obrub z plastů je dalším rozlišovacím znakem výrobní postup. Obruby je možné vyrábět metodou vstřikovacího lití nebo pomocí technologie polotovarů, vyfrézovaných z plného materiálu.

Polosyntetické obruby

Klasickým materiálem pro výrobu brýlových obrub je acetátová celulóza (CA). Produktem speciálních bavlníkových plantáží je mimo jiné surovina bavlna. Vlákna ze semen této rostliny sestávají téměř ze 100% celulózy. Při hnětení celulózové substance s kyselinou octovou esterifikuje přirozená makromolekula ve své sekundární struktuře, což znamená, že chemickou přeměnou v okrajové oblasti makromolekuly se odstraňuje fyzikální vazba vodíkových můstků, tím i vazba micelárního svazku molekul mezi sebou. Zaniká tak vláknová struktura suroviny a přidáním petrochemicky vyráběných změkčovadel, barevných pigmentů a blokátorů UV během míchání vzniká homogenní surový blok CA, který může být bez barevných přísad transparentní.

Míchá-li se celulóza s přidáním kyseliny propionové (místo octové), vznikne polosyntetická plastická hmota CP - propionát celulózy. Dalším derivátem této rodiny je CAB (celulózoacetobutyrát). Tyto materiály, označované jako estery celulózy, jsou plastifikovatelné při 180-200 °C. Plastifikovatelné znamená, že molekuly vláken zůstávají chemicky stabilní, působením tepla se však fyzikálně uvolňují ze své vazby; tuto substanci je možno míchat na viskózu.

Výhodou výroby obrub z polotovarů je to, že je možno hospodárně vyrábět jednotlivé kusy nebo i malé série různých designů. Možná je samozřejmě i výroba velkých sérií 50 000 kusů nebo více. Nevýhodou je velký prořez a z něj vyplývající neefektivita materiálu.

Pro velkosériovou výrobu 50 000 brýlových obrub z blokového acetátu celulózy je zapotřebí 3,7 tun polotovaru. Celá série po vyrobení váží už jen 300 kg. To znamená, že 92 % materiálu je termoplastický plastový odpad, který vzhledem ke své různobarevnosti není druhově čistý. Není tedy možné separovat různé barevnosti.

Suroviny pro plasty dodává petrochemie, pokud tyto produkty nejsou polosyntetické. Po ukončené polymerizaci jsou plasty pro oční optiku pro účelové použití nejedovaté. Při využívání plastifikovatelných plastů se rozlišují druhově čisté odpady od směsných. Druhově čistý odpad může být recyklován, přičemž podíl sekundárních surovin pro brýlové plasty v oční optice je malý. Nekvalitní sekundární suroviny není možno znovu využívat pro kvalitní výrobky oční optiky. Duroplasty a elastomery nejsou recyklovatelné. Směsné odpady, duroplasty a elastomery je možno zhodnocovat pomocí dvou vysokoteplotních technologií: pyrolýzou ke krakování polymerních řetězců nebo spalováním pro kogeneraci.

Zdroj:

Schweinem, J.: Gedanken zur Nachhaltigkeit von Brillenfassungen, Teil 2: Kunststoffbrillenfassungen und deren Umweltverträglichkeit, DOZ 3/2013, str. 50-55.

Z německého originálu přeložil Ing. Karel Tenk

Celý text najdete v časopise Česká oční optika č. 3, 2013.