Biologiškai skaidūs plastikai gali būti pagaminti iš biologinio arba iškastinio kuro. Pastaraisiais metais buvo gaminami nauji plastikų tipai, siekiant išspręsti plastiko taršos problemą, bandant sutrumpinti laiką, reikalingą jiems suirti, ypač natūraliomis sąlygomis. Tačiau ne visi dabartiniai biologiškai skaidūs plastikai pasiekė šį tikslą.
Biologiškai skaidžių plastikų apibrėžimas
Biologiškai skaidūs plastikai yra tie, kurie gali būti skaidomi veikiant mikrobams, kad per pagrįstą laikotarpį susidarytų natūralūs galutiniai produktai, tokie kaip vanduo ir anglies dioksidas. Laikas, kurio reikia visiškai suskaidyti, priklauso nuo medžiagos, aplinkos sąlygų, pvz., temperatūros ir drėgmės, ir skilimo vietos pagal Biodegradable Products Institute (BPI p. 2).
Kompostuojami plastikai yra tie, kurie greitai biologiškai skaidosi ir virsta humusu, kuris nėra užterštas metalais. Ne visi biologiškai skaidūs plastikai yra kompostuojami; tik kai kurie yra.
Medžiagos turi atitikti ASTM specifikacijas D6400 arba D6868, kad būtų vadinamos biologiškai skaidomomis ir kompostuojamomis sausumoje, ir ASTM D7081 specifikacijas, skirtas jūrinei aplinkai. ASTM yra pasaulinė produktų standartų grupė.
Biologiškai skaidrūs biologiniai polisteriniai plastikai
Plastikai, gauti iš augalų, vadinami bioplastika. Ne visi jie yra biologiškai skaidūs; Pavyzdžiui, yra biologiškai pagaminti PET buteliai, pagaminti taip, kad būtų patvarūs. Biologiškai skaidomas biologiškai pagrįstas plastikas yra pagamintas iš dviejų medžiagų: biomasės ir iš augalų gaunamų poliesterių. Yra dviejų rūšių biologiniai poliesteriai: polilaktido rūgštis (PLA) ir polihidroksialkanoatas (PHA).
Polihidroksialkanoatas (PHA)
PHA natūraliai gamina bakterijos ir genetiškai modifikuotų organizmų (GMO) augalai, tačiau planuojama išbandyti gamybą iš maisto atliekų. Polihidroksibutiratas arba PHB taip pat yra PHA rūšis, kuri yra plačiai naudojama. PHA yra brangu pagaminti, nes iš bakterijų galima pagaminti tik ribotą kiekį.
- Naudojimas:PHA naudojamos kaip maisto plėvelės, puodeliai, lėkštės, popieriaus ir kartono danga, taip pat „daugeliui medicinos reikmėms, įskaitant siūles, marles ir vaistų dangas“pagal Pramonės ir švietimo bendradarbiavimo centro ataskaitą (CIEC ataskaita). Jis gali pakeisti daugumą pagrindinių šiuo metu naudojamų iškastinio kuro plastiko tipų, tokių kaip PE, PS, PVC ir PET, nurodo Bio Based Press.
- Su PHA sumaišytas krakmolo/celiuliozės plastikas: Kai kurie plastikiniai gaminiai yra pagaminti tik iš PHA, kaip ir vandens buteliuose, pažymi Bio Based Press. Tačiau, kadangi PHA gamyba yra brangi, ji taip pat maišoma su krakmolu ir celiulioze, kad būtų ekonomiškiau. Remiantis Dartmouth bakalauro mokslo žurnalo (DUJS) duomenimis, tai pagerina skilimo greitį.
- Biologinis skaidymas: Jis gali būti visiškai kompostuojamas aplinkoje, kurioje gausu mikrobų ir grybų, ypač dirvožemyje. Šie mikrobai suskaido PHA fermentų pagalba. Laikas, reikalingas skaidymui, priklauso nuo mikrobų koncentracijos aplinkoje.
- PHA suyra kiemuose per du mėnesius, teigia Bio Based Press.
- Jūrų vandenyse, kur po šešių mėnesių suskaidoma mažiau nei 50 %, skilimo greitis yra daug lėtesnis, prideda CalRecycle (6 p.). PHA išlaikė ASTM D7081 testą, rodydamas 30 % skilimo per šešis mėnesius (7 p.).
Polilaktido rūgštis (PLA)
DUJS paaiškina, kad PLA yra termoplastas, pagamintas fermentuojant bakterijas. PLA iš tikrųjų yra ilga daugelio pieno rūgšties molekulių grandinė. Kadangi yra daug nebrangių pieno rūgšties gamybos priemonių, jas tereikia polimerizuoti arba sujungti. Todėl PLA yra pigesnis nei PHA. Tačiau PLA yra trapus ir jo taikymas yra labiau ribotas nei PHA. Gamintojai išsprendžia šią problemą įtraukdami priedų arba polimerų.
- Naudojimas: Iš jo gaminami bakalėjos maišeliai, maisto pakuotės, buteliai, puodeliai ir lėkštės. Kadangi jis gerai skyla esant rūgštims, jis naudojamas kai kuriose medicinos srityse, pavyzdžiui, medicininėse siūlėse ir plokštelėse, kur ištirpsta po 90 dienų, pažymima CIEC ataskaitoje. Jis taip pat naudojamas 3D objektų spausdinimui.
- PLA ir polimerų mišiniai: PHA taip pat gali būti maišomas su polimerais iš atsinaujinančių š altinių, siekiant pagerinti jo savybes pagal DUJS.
- Biologinis skaidymas: PLA negali būti lengvai kompostuojamas kieme, nes šioje aplinkoje nėra reikiamos temperatūros ir vandens lygio.
- PLA gali suirti dirvožemyje šešis–dvylika mėnesių.
- PLA pablogėja komercinėse patalpose per tris šešis mėnesius, pažymi World Centric.
- Kai skaidymas vyksta esant deguoniui, galutiniai produktai yra anglies dioksidas ir vanduo.
- Jei PLA skaidosi sąvartynuose be deguonies, susidaro metano dujos, kurios yra 20 kartų žalingesnės aplinkai nei anglies dioksidas, rodo Amerikos chemijos draugijos išleidimas (p. 2).
- PLA neatlaikė ASTM D7081 testo, nes pagal CalRecycle po šešių mėnesių jūros vandenyse suskyla tik 3 % (p. 7).
Kadangi PLA greitai nesuyra dirvožemyje ar jūros vandenyje, tai gali tapti problema, kai šiukšlinama.
Biomasės pagrindu biologiškai skaidūs plastikai
Biomasės pagrindu pagaminti plastikai gaminami iš krakmolo ir celiuliozės, gaunamos iš pasėlių liekanų, taip pat iš medžių medienos.
Celiuliozės acetatas
Celiuliozės acetatas (CA) yra sintetinis produktas, gaunamas iš celiuliozės, esančios kiekvienoje augalo dalyje. Remiantis 2018 m. moksliniu leidiniu, celiuliozė šiuo metu naudojama iš medvilnės, medienos ir pasėlių atliekų. Tai gali būti naudojama formuojant kietą plastiką, cigarečių filtrus, dangas, fotojuostos ir filtrus. Celofanas yra biologiškai skaidoma plėvelė, pagaminta iš celiuliozės. Vykdomi nauji tyrimai, siekiant rasti naujų plastikinių plėvelių iš pasėlių ir medienos atliekų, kurios būtų atsparios vandeniui ir biologiškai skaidomos pagal Phys.org.
Biologinis skaidumas: Tyrimai rodo, kad po 18 mėnesių gamtoje CA suyra ir sumažėja 70 % savo svorio.
Krakmolas
A 2017 m. apžvalgoje rašoma, kad krakmolas apdorojamas šiluma, vandeniu ir plastifikatoriais, kad būtų gautas termoplastas. Siekiant pagerinti jo stiprumą, jis derinamas su užpildais iš kitų medžiagų. Pagrindiniai krakmolo š altiniai yra kukurūzai, kviečiai, bulvės ir maniokai. Šis plastikas naudojamas pakuotėms, maišeliams ir žemės ūkio mulčio plėvelėms, stalo reikmenims, gėlių vazonams gaminti, formuojamas pakuočių ir plataus vartojimo prekių gamybai. Maisto pakuočių forumo teigimu, jis laikomas polistirolo (PS) alternatyva. 2017 m. Phys ataskaitoje pažymima, kad į biologiškai pagrįstą ir įprastą plastiką dedama krakmolo, kad jie būtų labiau biologiškai skaidūs.
Biologinis skaidumas: krakmolo pagrindu pagaminti plastikai gali būti kompostuojami arba tik biologiškai skaidūs. Kompostuojamiems variantams pramoniniuose įrenginiuose suirti reikia 90 dienų, o biologiškai skaidomiems – 100 dienų, kad suirtų 46 %, ir iki dvejų metų, kad visiškai suirtų.
Biologiškai skaidūs plastikai iškastinio kuro pagrindu
Remiantis Bioplastikų vadovu, yra keletas naujų iškastinio kuro plastikų, kurie taip pat gali būti biologiškai skaidūs. Labiausiai paplitę yra polibutileno sukcinatas (PBS), polikaprolaktonas (PCL), polibutirato adipato tereftalatas (PBAT) ir polivinilo alkoholis (PVOH/PVA).
- PBATyra polimeras, gaminamas iš iškastinio kuro darinių ir kartais naudojamas kartu su krakmolu. Dedamos pastangos šį polimerą gaminti iš atsinaujinančių š altinių. Bioplastiko vadovas mano, kad tai yra LDPE ir HDPE pakaitalas. Iš jo gaminami šiukšlių maišai, vyniojimo plėvelės, vienkartinės pakuotės ir stalo reikmenys (puodeliai, indai ir kt.). Jis ne tik biologiškai skaidus, bet ir kompostuojamas.
- PCL yra sintetinis poliesteris, naudojamas kompostuojamiems maišeliams gaminti medicinos reikmėms (siūlams ir pluoštams), kaip paviršiaus danga, batų ir odos klijai, batų ir batų standikliai. ortopediniai įtvarai. Šį plastiką gali suskaidyti mielės. Daugiau nei 90 % plėvelių ir 40 % putplasčio iš šios medžiagos gali suirti per 15 dienų.
- PBS yra derva, pagaminta iš iškastinio kuro arba taip pat gali būti biologiškai pagrįsta pagal Succinity (p. 1, 5). Jis gali būti derinamas su kitais biologiniais polimerais arba pluoštais, pavyzdžiui, džiutu, kad pagerintų jo kokybę. PBS naudojamas maisto pakavimui, paslaugų reikmenims, žemės ūkio mulčio lakštams, augalų vazonams, higienos produktams, pvz., sauskelnėms, ir žvejybos tinklams gaminti.
- PVOH yra derva, iš kurios galima gaminti pakavimo plėveles, kurios gali pakeisti LDPE ir HDPE. Kitos svarbios jo naudojimo sritys yra dangos ir priedai popieriaus ir kartono gamybai pagal Food Packaging Forum.
Visi keturi iškastinio kuro pagrindu pagaminti plastikai biologiškai suyra per tris mėnesius pramoninio kompostavimo metu, per vienerius metus kompostuojant kieme ir per vienerius ar dvejus metus dirvožemyje / sąvartynuose pagal InnProBio (4 p.).
Perdirbimas ir kompostavimas
Reikia turėti omenyje skirtingų biologiškai skaidžių plastikų savybes, kad būtų galima juos apdoroti jų gyvavimo ciklo pabaigoje, įspėja Aplinkos apsaugos agentūra (EPA).
- EPA paaiškina, kad biologiškai skaidžių plastikų negalima dėti į šiukšliadėžes, kuriose perdirbamas įprastas plastikas, nes jie pagaminti iš skirtingų medžiagų. Tai galioja ir biologinio, ir iškastinio kuro tipams.
- Nors plastikai pažymėti kaip biologiškai skaidūs ir kompostuojami, daugelis jų gali suirti tik komercinėse kompostavimo įmonėse esančiomis sąlygomis; Norėdami gauti informacijos apie artimiausią komposto gamyklą, kreipkitės į vietines perdirbimo agentūras. 2017 m. JAV buvo tik 200 tokių įstaigų, todėl tokių centrų skaičių reikia padidinti.
- Įsitikinkite, kad maišeliai yra kompostuojami namuose, vadovaudamiesi gaminio instrukcijomis, prieš dėdami juos į komposto dėžes.
- Medžiagų iš biologiškai skaidžių plastikų atgauti neįmanoma perdirbant, nes trūksta patalpų.
Efektyvus atskyrimas, surinkimas ir skaidymas yra būtinas norint pasinaudoti biologiškai pagrįstų ir biologiškai skaidžių plastikų teikiamais pranašumais. Jei jo nėra, dauguma biologiškai skaidžių plastikų patenka į sąvartynus.
Biologiškai skaidžių plastikų ateitis
Biologiškai skaidus plastikas negali išspręsti plastiko taršos problemos, jei jie nėra tinkamai šalinami. Taip pat būtina, kad vartotojų elgesys ir toliau būtų sutelktas į vartojimo mažinimą arba plastiko perdirbimą, kad būtų naudinga pereiti nuo įprastinio iškastinio kuro plastiko prie biologiškai skaidaus plastiko.
