Биоразлагаемый пластик является менее вредным для окружающей среды материалом, когда он перерабатывается и утилизируется. Он полностью или частично разлагается микроорганизмами, ферменты которых расщепляют полимерные цепи материала на мелкие кусочки и за меньшее время.

Повреждение обычного пластика

Пластик — наиболее широко используемый материал в мире, из которого образуется значительное количество отходов, не подлежащих вторичной переработке.

[красный] Когда он горит, образуется большое количество парникового газа. [/ red] Есть несколько способов решить эту проблему:

  • повторное использование;
  • в стадии обработки;
  • производство биоразлагаемых пластиков.

Что такое биоразлагаемый пластик

Биоразлагаемый пластик: варианты его производства, области применения

Биоразлагаемые столовые приборы

Биоразлагаемость — это свойство, связанное с химической структурой материала и не зависящее от происхождения полимера. Процесс биоразложения включает разложение материала под действием микроорганизмов (например, бактерий, грибков), что приводит к образованию воды, углекислого газа, метана и не представляет угрозы для окружающей среды.

[зеленый] Биоразлагаемый пластик — это материал, состоящий из продуктов естественного происхождения, обычно растительного, что делает его биоразлагаемым [/ зеленый]. Такими изделиями могут быть:

  • кукуруза;
  • картошка;
  • зерно.

Эти материалы сами по себе могут осуществлять процесс биоразложения, становиться естественными веществами и реинтегрировать естественный углеродный цикл.

Технология производства

В производстве биоразлагаемого пластика используется органическое сырье, поступающее из возобновляемых источников или из бытовых отходов, таких как бананы, целлюлоза, бобовые, полисахариды, соевое масло или картофельный крахмал. Эти материалы могут быть уничтожены микроорганизмами.

[зеленый] Во время разложения образуются углекислый газ, вода и другие биоматериалы, которые действуют как органическое удобрение для почвы, сокращая время разложения пластика [/ зеленый].

Технология производства предполагает привлечение углекислого газа (СО2) в качестве источника углерода. Углеродные «кирпичи» для создания полимерной цепи поступают непосредственно из одного из газов, составляющих атмосферу.

В этом процессе также используются:

  • свекольная патока;
  • сладкая палочка;
  • отходы фруктов;
  • отходы картофеля;
  • глицерин.

Синтетические полимеры с катализаторами

Полимеры бывают следующих типов:

  • эпоксидные смолы — одна из самых успешных групп пластмасс уже более 50 лет. Их физическое состояние может варьироваться от жидкостей с низкой вязкостью до твердых веществ с высокой температурой плавления; Биоразлагаемый пластик: варианты его производства, области применения

    Эпоксидная смола под микроскопом

  • полистирол (пенополистирол) — один из наиболее широко используемых коммерческих полимеров;
  • фторполимеры — это семейство пластиков с высокими эксплуатационными характеристиками. Самый известный член этого семейства, политетрафторэтилен, инертен почти ко всем химическим веществам;
  • полиолефины — это семейство термопластов из полиэтилена и полипропилена. Они состоят в основном из нефти и газа, образовавшихся в результате полимеризации этилена и пропилена;
  • полистирол — синтетический ароматический полимер, состоящий из мономерного стирола, химического вещества жидкой нефти;
  • полиуретан — прочный, гибкий и долговечный обрабатываемый материал;
  • поливинилхлорид (ПВХ) — один из самых ранних и популярных видов открытых пластиков;
  • термопласты определяются как полимеры, которые плавятся и образуются практически бесконечно;
  • термореактивный или закаленный пластик — это синтетический материал, который в процессе обработки претерпевает химические изменения.

Природные полимеры

Биоразлагаемый пластик: варианты его производства, области применения

Разработка биопластических материалов

В производстве биоразлагаемых пластиков могут использоваться следующие природные полимеры:

Биоразлагаемый пластик: варианты его производства, области применения

Химическая структура полимолочной кислоты (PLA, полилактид

  • крахмал — относится к углеводам, встречается в виде гранул крахмала на многих растениях. Благодаря своей доступности и цене полимеры на основе крахмала лидируют;
  • целлюлоза — также относится к углеводам, составляет основу клеточных стенок растений. Это наиболее распространенное органическое соединение. Целлюлоза в основном используется в бумажной промышленности;
  • молочная кислота — это промежуточный продукт, полученный в результате ферментации патоки или ферментации сахара и крахмала. Биополимер, полученный из молочной кислоты, отличается прочностью, устойчивостью к ультрафиолетовому излучению;
  • полигидроксиалканоаты — образуются как резерв бактерий при ферментации сахаров или жиров. Они деформируемы, эластичны, устойчивы к УФ-лучам.

Основные производители

Основные производители биоразлагаемых пластиков:

  • Bio-on SpA — итальянская компания, работающая в международном масштабе. Bio-on лицензирует и производит самые инновационные материалы благодаря своей деятельности в области прикладных исследований, разработки технологий биоферментации;
  • Plantic. Основное сырье, используемое Plantic Technology Ltd, — это натуральный крахмал с высоким содержанием амилозы, полученный из кукурузы;
  • Роденбург предлагает биоразлагаемые полимеры для замены пластмасс на нефтяной основе. Их продукты сделаны из картофельного крахмала;
  • NatureWorks создает новый пластиковый материал из волокон с уникальными свойствами, которые исходят от парниковых газов. Компания использует установки для преобразования парниковых газов в сбраживаемый сахар;
  • Cereplast производит био-смолы, которые могут использоваться как заменитель пластмасс на нефтяной основе.

Преимущества и недостатки

[зеленый] Преимущества биоразлагаемых пластмасс основаны на трех основных аспектах: забота об окружающей среде, техническое оборудование, маркетинговые и коммуникационные преимущества. [/ green]

Биоразлагаемый пластик: варианты его производства, области примененияЭкологический интерес

Преимущество использования этого материала перед полиэтиленом — лучшее воздействие продукта на окружающую среду. Другие его преимущества:

  • сокращение выбросов парниковых газов;
  • экономия ископаемых ресурсов;
  • возможность использовать местный ресурс;
  • улучшение побочных продуктов.

Технические преимущества

Биоразлагаемый пластик имеет следующие технические преимущества:

  • внутренние свойства: полиэтиленфуранат (PEF) является примером преимуществ, которые могут быть получены с биопластиками. Это новый полимер, который выйдет на рынок в 2020 году;
  • биоразложение: это свойство открывает новые функции. [зеленый] Ярким примером является мульчирующая пленка для сельского хозяйства: ее функция заключается в регулировании температуры почвы при поддержании относительной влажности, что способствует лучшему росту растительности; [/ green]
  • новые функции: средство от вредителей и насекомых, питание растений.

Преимущества маркетинга и коммуникаций

Биоразлагаемый пластик:

  • реагирует на потребительский спрос;
  • создает положительный имидж компании;
  • делает товар более привлекательным.

Недостатки материала связаны с несколькими ключевыми наблюдениями:

  • опасность: не существует юридически обязательного или общепринятого определения способности к биологическому разложению, которое точно определяло бы период, условия или степень разложения;
  • термин «компостируемый» обычно относится только к промышленному компостированию. [красный] Компостирование биопластика в домашних условиях не рекомендуется из-за несоблюдения необходимых условий; [/Красный]
  • биоразлагаемому пластику нет места в окружающей среде. [красный] Мельчайшие остатки пластика — микропластик — почти всегда остаются и накапливаются в окружающей среде. [/ red]

Приложения

Материал можно использовать в следующих областях:

  • в сельском хозяйстве — можно смешивать с почвой слоями мульчи и семян;
  • в медицине — может быть полезен для изготовления рассасывающихся швов, микроустройств или капсул, которые разлагаются внутри тела.
  • для производства упаковки из биопласта — эту упаковку можно разложить раньше обычного;

Биоразлагаемые и компостируемые полимеры практически отсутствуют на транспортном и строительном рынках. [/ block] Они требуются в тех областях, где это свойство разлагаемости может быть их техническим преимуществом, например:

  • в сельском хозяйстве;
  • в садоводстве;
  • в лесном хозяйстве.

Маркировка биоразлагаемых продуктов

Биоразлагаемый пластик: варианты его производства, области применения

Символы переработки пластика

Биоразлагаемые продукты можно маркировать следующим образом:

  • биоразлагаемые и компостируемые этикетки. Эти прозрачные этикетки используются для бутылок или банок с продуктами питания и косметикой;
  • белые этикетки в биоразлагаемой пленке, исключающие прозрачность продукта. Они обычно используются для маркировки свежих фруктовых соков в бутылках;
  • бумажные этикетки с биоразлагаемым и компостируемым биоадгезивом. Эта клейкая бумага содержит 95% сахарного тростника, льна и конопли.

Способы утилизации

Биоразлагаемые пластмассы могут подвергаться тем же процессам преобразования и переработки, которые позволяют создавать самые разные предметы, такие как:

  • жесткие предметы небольшой толщины, из которых изготавливают лотки, лотки, блистеры, обрабатываются по технологии термоформования плит;
  • листы пенопласта, которые можно разрезать на нужные формы и размеры;
  • вспененные наполнители для одноразовой упаковки, обладающие амортизирующими свойствами, возможностью адаптации к различной форме, полностью аналогичны пенополистиролу;
  • литье под давлением: расплавленный материал при температуре, позволяющей ему течь, подается в форму под высоким давлением.

Процесс разложения и скорость полимеров

Сильные стороны полимеров, такие как стабильность, эластичность, инертность, представляют угрозу для экосистемы, загрязненной пластиковыми отходами.

[красный] Время разложения пластика, в зависимости от факторов окружающей среды, может достигать 450 лет. [/ красный]

Когда более крупные детали превращаются в макроскопические, они распадаются, часто под действием механического напряжения, на большее количество мелких частиц. Различия в дроблении (механическом), разложении (химическом), эрозии (физическом) и биотическом разложении полимеров:

  • в случае фрагментации часть 1 см3 распадается на 1000 фрагментов размером 1 мм и, следовательно, 1 миллион частиц размером 100 мкм. Процесс продолжается до тех пор, пока исходный пластик не станет невидимым для человеческого глаза;
  • физическая эрозия также описывает распад на более мелкие фрагменты без значительных изменений. В процессе работы есть такие факторы, как температура, давление, которые разрушают материал;
  • в случае химического разложения полимеры вступают в реакцию, в зависимости от pH, солености или ультрафиолетового излучения, с другими веществами или, в случае полного разложения, с конечными продуктами, такими как CO², нитраты, вода;
  • биотическая деградация стимулируется энергетическим метаболизмом организмов — источником углерода. Метаболизм приводит к полной деградации органических молекул.