【実験】身近なプラスチックについて知ろう！
７月に入り本格的に暑くなりましたね～！
今回は夏休みの自由研究にもピッタリな、私達の身近にあるプラスチックをテーマに実験してみました！
プラスチックが消費される理由
私達の生活の中でプラスチックはあらゆるものに使用されています。
例えば定規、食べ物を包むラップ、ペットボトルなどなど…
日本では毎年900万トンのプラスチックが消費されていると言われています。これは重さで例えるとアフリカゾウ130万頭分と言われています。
では、なぜこんなにも身の回りの物にプラスチックが使われているのでしょうか？
それはプラスチックには以下の特徴があるからです。
軽くて丈夫
腐食しない、錆びない
他の素材より安い
加工がしやすい
ではそんなプラスチックを生み出したのはどんな人か、皆さんは知っていますか？
プラスチックの父、レオ・ヘンドリック・ベークランド
「プラスチックの父」と呼ばれるレオ・Ｈ・ベークランドは、1863年、ベルギーのゲントで生まれました。大学で有機化学を学んだ後、アメリカに移住し、写真会社で印画紙の研究をしていました。1905年からは、特許を売って、自分の研究所をつくり、新しい塗料の研究をはじめました。
その実験の途中、フェノールとホルムアルデヒドを混ぜてみると、試験管のなかの物質は水あめのようになり、熱すると固まりました。これが、金属よりも固く軽く、そのうえ熱や薬品にも強いという性質を持っていることがわかりました。これが、はじめて完全に化学的に合成されたプラスチック「フェノール樹脂」の誕生です。
ベークランドはこの物質に「ベークライト」という商品名をつけ、1909年に特許を取得、ベークライト社を設立して社長になりました。好きな形をつくることができることから当時は指輪やアクセサリーに使うことが流行しました。
また、電気絶縁性や耐熱性に優れたベークライトは、電気機器や自動車の部品、調理器の取っ手などに使われています。
・・・
プラスチックは今から100年くらい前に出来たものなので、銅や金属と比べると歴史は浅いものの、現在では沢山のものにプラスチックが使用されていることがわかりますね！
プラスチックの種類
そんな沢山のものに使用されているプラスチック、例えば以下の5つの種類があります。
ポリエチレン(PE)
ポリプロピレン(PP)
ポリエチレンテレフタラート(PET)
ポリスチレン(PS)
ポリ塩化ビニル(PVC)
それぞれどんな特性を持っているか皆さんは知っていますか？
ここから実際に実験に移ります！
実験①プラスチックの特性を知ろう
まずは水・塩水・エタノールを準備！
ポリエチレン(PE)
ポリプロピレン(PP)
ポリエチレンテレフタラート(PET)
ポリスチレン(PS)
ポリ塩化ビニル(PVC) も準備します。
実際に触ってみると、ちょっとずつそれぞれ硬さが違いました！
初めにポリエチレン(PE)を、水→塩水→エタノールにいれます。
プラスチックそれぞれの特性を調べるために、残りの以下も順に、水→塩水→エタノールにいれてみます。
ポリプロピレン(PP)
ポリエチレンテレフタラート(PET)
ポリスチレン(PS)
ポリ塩化ビニル(PVC)
その結界、以下のようになりました。
なぜ浮くものと沈むものがあるのでしょうか。理由はそれぞれで密度に違いがあるからなのです、、！
図にすると以下のようになります。
実験を通して、図のようにプラスチックの特性を分類して調べることで、違いをより細かく分けることが出来ます。
実験②ペットボトルに使われているプラスチックについて知ろう
ペットボトルをハサミで切って以下の3つの破片についても実験をします。
キャップ / ラベル / ボトル部分
上の3つを実験①と同様にそれぞれ、水→塩水→エタノールに入れます。
結果は以下のようになりました！
先程のプラスチックの特性と照らし合わせると、、
キャップ＝PE
ラベル＝PET、PVC
ボトル＝PET、PVC
の可能性があることがわかりました。
実験結果から以下がわかりました。
キャップはPEということが判明しました。HDPEとLDPEではどちらに該当するか考えると、キャップは固くてて丈夫なのでHDPEなのではないかと考えました。
ボトルはPETとPVCと推定されましたが、ボトルにはPETが使用されることが一般的で、ラベルにもPETと記載されていたことからPVCではないことがわかりました。
ラベルはPETかPVCの両方が考えられましたが、ラベルにも記載がなく結果がわかりませんでした。バイルシュタイン反応が出るか実験すればどちらなのか判別できると思います。
※今回は室内での実験ということもあり危険なため実施はしていません。
処理方法/リサイクル方法
プラスチックの処分方法は、リサイクル・焼却・埋立てといった3つの方法があります。
リサイクルの方法は大きく分けて以下の3つがあります。
1. サーマルリサイクル
廃プラスチックを燃やした時の熱をエネルギーとして利用したリサイクル方法。発電や暖房設備などが主な方法。
2. マテリアルリサイクル
他の原料として再利用する方法。例えば回収した廃プラスチックを溶かし、再びペレット等へ固形化して別製品の原料として再利用。
3. ケミカルリサイクル
化学的な処理を経て原料として再利用する方法。
プラスチックを知って地球を守ろう！
プラスチックは、軽いながらも丈夫で、腐ったり錆びたりせず、安くて加工しやすからこそ、とある問題にもなっています。
実は日本では毎年一人あたり 35kgをごみとして捨てていると言われています。（世界第2位）プラスチックが自然にかえるまでの時間はものによって様々で、長いものだと200年もかかるようです！
そんなゴミによって海の生き物が危険な状況になっています。
捨てられたプラスチックのゴミは、太陽の光や 雨・風でボロボロになって海に流れていってしまいます。現在、世界の海にあるプラスチックのゴミは1億5000万トンほど。
このままだと2050年には、海の中は生き物よりゴミの方が多くなってしまうかもしれません。
一方で陸でも、奈良公園のシカのお腹の中からビニール袋などが見つかっています。
私たちが環境のために出来る簡単な方法の1つは『なるべく使わない(Reduce)』です。
近年、エコバックやマイボトルを持ち歩こうという意識が高まってきています。
便利なものを上手に使い分けて、地球に優しい暮らしを意識したいですね！
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