БИОЛОГИЯ И ЗО: Органични пластмаси
Биопластмасите и органичните пластмаси са полимерни форми, направени от възобновими ресурси. Такива са растителните мазнини, скорбялата, извлечена от зърнени култури (царевица, грах) и др. По този начин биопластмасите се оказват успешен заместител на традиционните, базирани на нефтените продукти пластмаси. Част от биопластмасите са и биоразградими. Това означава, че след използването им опаковките от биоразградими материали буквално ще бъдат „изяждани“ от почвената микрофлора и фауна и разграждани до въглероден диоксид и вода. Биопластмасите могат да се използват за направата на продукти за еднократна употреба като опаковки, аксесоари за кетъринг, чували за смет и др. Тук трябва да отбележим разликата между биоразградимите и биобазираните полимери.
Не е задължително един биобазиран полимер да е и биоразградим. Например биоизвлеченият полиетилен е органично съединение, базирано на въглерода, и въпреки това не е биоразградим. Полилактозната киселина (PLA) е извлечена от биомаса, но това не я прави биоразградима по световните стандарти. Периодът ù на разграждане може да надвиши 100 години.
1. Употреба
Много от биопластмасите не притежават качествата и улесненото производство на традиционните, базирани на петрола, пластмаси. Поради тази причина използването им в чист вид, без допълнителни примеси, е силно ограничено. Така например полилактозната киселина (PLA) бива използвана от малки компании за направата на бутилки за вода. Срокът им на годност върху рафта обаче е ограничен, тъй като пластмасата е проницаема за водата — бутилките бавно се деформират и започват да изпускат течността.
Биопластмасите намират широко приложение в Европа, където заемат около 60% от пазара на биоразградими материали. Най-честата крайна употреба на този тип материали е при опаковането. Широкоразпространени са и в държавите от Далечния изток като Япония, където намират приложение в производството, електрониката и автомобилостроенето.
Днес някои видове приложения на биопластмасите са без реална конкуренция. Такива са медицинските имплантанти, които се разлагат в тялото и по този начин спестяват на пациентите повторна оперативна намеса. Друг пример за ефективно биоразграждане са филми, използвани за покриване на земеделски площи, които се разлагат на място, без да е нужно да бъдат прибирани.
2. Влияние върху околната среда
Производството на биопластмаси в повечето случаи се смята за по-устойчиво в сравнение с това на пластмасите, базирани на петрола. Все още обаче производството на изходните материали е финансово необосновано в сравнение с използването на петрола като източник на енергия и материали. Допълнителните разходи се генерират под формата на енергия, необходима за работата на земеделските машини, напоителните съоръжения, производството на торове и пестициди, транспорта на растенията, създаването на изходните материали и производството на самите биопластмаси. Общото количество на тази енергия е значително и малко компании се възползват от технологията, въпреки че тя може да им осигури петролна независимост.
3. Видове биопластмаси
- Базирани на скорбяла
Биопластмасата, базирана на термопластичната скорбяла (като Plastarch), заема около 50% от пазара, което я прави с най-широко приложение към момента. Чистата скорбяла притежава способността да абсорбира влагата и затова може да бъде използвана при производството на капсули за лекарства.
- Пластмаси от полилактозна киселина (PLA)
Пласмасата от полилактозна киселина се произвежда от захарна тръстика или глюкоза чрез процес на ферментация на отделената от тях млечна киселина. Освен че по своите характеристики PLA наподобява полиетилена и полипропилена, тя може да бъде произвеждана лесно, без да се налага подмяна на оборудването. Различните примеси допринасят за разнообразните свойства на материала, което позволява формоването му в различни видове опаковки — консерви, чаши, бутилки, фолиа за пликове и др.
- Поли три хидроксибитурат (PHB)
Поли три хидроксибитуратът (PHB) е полиестер, произвеждан от бактерии, които се хранят с глюкоза и нишесте. Материалът притежава характеристики, много подобни на тези на полипропилена. От него се произвеждат предимно прозрачни покрития при температура на топене по-висока от 130°C.
4. Биоразградими опаковки
В основата на биоразградимите пластмаси са полимерни субстанции, извлечени най-често от възобновима биомаса. Такива са например едногодишните земеделски култури като захарната тръстика и царевицата. Добитите от тях природни полимери (скорбяла, полилактозна киселина) могат да бъдат разграждани от различни микроорганизми и гъби, в резултат на което се получава въглероден двуокис и вода. Едно от най-големите предизвикателства пред разпространението на биоразградимите опаковки е създаването на технологиите, които да позволят на тези естествени полимери да изградят здравата и устойчива структура, необходима са правилното съхранение на опакованите продукти.
5.Проблеми при рециклирането на биоразградими пластмаси Съществуват опасения, че биоразградимите пластмаси ще навредят на съществуващите проекти за рециклиране. И наистина, докато не се премахне възможността за грешки при сортирането, съществува реалната опасност рециклираният PP или PET да се окаже неизползваем поради внесените примеси. Този проблем може да бъде решен чрез използване на достатъчно развита и прецизна система за сортиране на отпадъците.
1. Употреба
Много от биопластмасите не притежават качествата и улесненото производство на традиционните, базирани на петрола, пластмаси. Поради тази причина използването им в чист вид, без допълнителни примеси, е силно ограничено. Така например полилактозната киселина (PLA) бива използвана от малки компании за направата на бутилки за вода. Срокът им на годност върху рафта обаче е ограничен, тъй като пластмасата е проницаема за водата — бутилките бавно се деформират и започват да изпускат течността.
Биопластмасите намират широко приложение в Европа, където заемат около 60% от пазара на биоразградими материали. Най-честата крайна употреба на този тип материали е при опаковането. Широкоразпространени са и в държавите от Далечния изток като Япония, където намират приложение в производството, електрониката и автомобилостроенето.
Днес някои видове приложения на биопластмасите са без реална конкуренция. Такива са медицинските имплантанти, които се разлагат в тялото и по този начин спестяват на пациентите повторна оперативна намеса. Друг пример за ефективно биоразграждане са филми, използвани за покриване на земеделски площи, които се разлагат на място, без да е нужно да бъдат прибирани.
Производството на биопластмаси в повечето случаи се смята за по-устойчиво в сравнение с това на пластмасите, базирани на петрола. Все още обаче производството на изходните материали е финансово необосновано в сравнение с използването на петрола като източник на енергия и материали. Допълнителните разходи се генерират под формата на енергия, необходима за работата на земеделските машини, напоителните съоръжения, производството на торове и пестициди, транспорта на растенията, създаването на изходните материали и производството на самите биопластмаси. Общото количество на тази енергия е значително и малко компании се възползват от технологията, въпреки че тя може да им осигури петролна независимост.
3. Видове биопластмаси
- Базирани на скорбяла
Биопластмасата, базирана на термопластичната скорбяла (като Plastarch), заема около 50% от пазара, което я прави с най-широко приложение към момента. Чистата скорбяла притежава способността да абсорбира влагата и затова може да бъде използвана при производството на капсули за лекарства.
- Пластмаси от полилактозна киселина (PLA)
Пласмасата от полилактозна киселина се произвежда от захарна тръстика или глюкоза чрез процес на ферментация на отделената от тях млечна киселина. Освен че по своите характеристики PLA наподобява полиетилена и полипропилена, тя може да бъде произвеждана лесно, без да се налага подмяна на оборудването. Различните примеси допринасят за разнообразните свойства на материала, което позволява формоването му в различни видове опаковки — консерви, чаши, бутилки, фолиа за пликове и др.
- Поли три хидроксибитурат (PHB)
Поли три хидроксибитуратът (PHB) е полиестер, произвеждан от бактерии, които се хранят с глюкоза и нишесте. Материалът притежава характеристики, много подобни на тези на полипропилена. От него се произвеждат предимно прозрачни покрития при температура на топене по-висока от 130°C.
В основата на биоразградимите пластмаси са полимерни субстанции, извлечени най-често от възобновима биомаса. Такива са например едногодишните земеделски култури като захарната тръстика и царевицата. Добитите от тях природни полимери (скорбяла, полилактозна киселина) могат да бъдат разграждани от различни микроорганизми и гъби, в резултат на което се получава въглероден двуокис и вода. Едно от най-големите предизвикателства пред разпространението на биоразградимите опаковки е създаването на технологиите, които да позволят на тези естествени полимери да изградят здравата и устойчива структура, необходима са правилното съхранение на опакованите продукти.
5.Проблеми при рециклирането на биоразградими пластмаси Съществуват опасения, че биоразградимите пластмаси ще навредят на съществуващите проекти за рециклиране. И наистина, докато не се премахне възможността за грешки при сортирането, съществува реалната опасност рециклираният PP или PET да се окаже неизползваем поради внесените примеси. Този проблем може да бъде решен чрез използване на достатъчно развита и прецизна система за сортиране на отпадъците.