Bioplast: typer av biopolymerer och applikationer

Bioplast, eller biopolymer, har visat sig vara framtidens alternativ, men det har också nackdelar. Förstå

bioplast

Bioplaster eller biopolymerer är inte bara biologiskt nedbrytbara och komposterbara plaster tillverkade av naturliga material. Namnet "bioplast" hänför sig också till plast tillverkade av icke förnybara källor, såsom olja, men som biologiskt nedbryts, och plast som produceras från förnybara källor, såsom växter, men som inte biologiskt nedbryts.

  • Känn vilka typer av plast

Med tanke på att praktiskt taget all plast som redan produceras av mänskligheten fortfarande finns och att varje år ungefär en tredjedel av den plast som produceras direkt förorenar marken, havet och går in i livsmedelskedjan, har bioplaster, särskilt biologiskt nedbrytbara, visats ett alternativ för mänsklighetens utveckling.

  • Förstå miljöpåverkan av plastavfall för livsmedelskedjan

Typer av bioplast

Polyamid (PA) bioplast

Polyamid (PA) är en bioplast producerad av biomassa, men den kan också tillverkas av petroleum. Fördelen med biopolyamid är att den är tillverkad av förnybara källor och kan produceras av ricinolja.

Emellertid är polyamid, som också kallas nylon , mycket närvarande i klädtyger, tillbehör och klädsel, inte biologiskt nedbrytbar, inte ens i sin version tillverkad av biomassa.

  • Vilken är miljöpåverkan av klädproduktion? Förstå och upptäck alternativ

Bioamidplast av polyamid kan också produceras av ricinolja, men en nackdel är dess låga markanvändning, vilket kräver en relativt stor yta för att producera den nödvändiga mängden råmaterial (som kan konkurrera med produktionsutrymme av mat).

  • Ricinolja: hur man använder den och vilka fördelar den har

Ett annat problem är att nylon ännu inte kan återvinnas.

Polybutylentereftalatadipat (PBAT) bioplast

Polybutylentereftalatadipatet, även kallat "polyburat", är en av de typer av bioplaster som produceras av olja, men som är biologiskt nedbrytbart och komposterbart. Dess egenskaper gör att polyuretanen kan ersätta lågdensitetspolyeten, en plast som framställts av olja som inte är biologiskt nedbrytbar.

Polyuretanbioplasten kan huvudsakligen användas vid tillverkning av påsar. Men det har nackdelen att det krävs en icke-förnybar källa.

Biobutik av polybutylensuccinat (PBS)

Polybutylensuccinat (PBS) är en typ av bioplast som kan vara 100% biobaserad och biologiskt nedbrytbar under industriella förhållanden. Denna typ av bioplast används normalt i redskap som behöver en hög temperatur tolerans kapacitet (100 ° C till 200 ° C).

Det är en kristallin och flexibel bioplast. Bärnstenssyra, den biologiska grunden för PBS-produktion, är tillverkad av förnybara källor och hjälper till att minska koldioxidavtrycket. Beräkningar visar att växthusgasutsläppen kan minska med 50% till 80% jämfört med plast av fossilt ursprung. Bärnstenssyra har också fördelen att fånga CO2.

  • Vad är växthusgaser?
  • Vad är koldioxidavtryck?

Lactic polyacid bioplastic (PLA)

Mjölksyra (PLA) är en bioplast producerad av bakterier. I processen producerar de mjölksyra genom jäsningsprocessen av stärkelsegrönsaker, såsom rödbetor, majs och maniok (bland andra). PLA bioplast kan användas i livsmedelsförpackningar, kosmetiska förpackningar, plastpåse, flaskor, pennor, glas, lock, bestick, flaskor, glas, brickor, tallrikar, filmer för produktion av rör, 3D-tryckfilament, enheter läkare, bland annat icke-vävda tyger.

PLA är biologiskt nedbrytbart, mekaniskt och kemiskt återvinningsbart, biokompatibelt och bioabsorberbart. Jämfört med konventionell petroleumplast, såsom polystyren (PS) och polyeten (PE), som tar 500 till 1000 år att brytas ned, ökar PLA med stormsteg, eftersom dess nedbrytning tar mellan sex månader och två år innan . Och när det kasseras på rätt sätt blir det till ofarliga ämnen, eftersom det lätt bryts ned av vatten.

Nackdelen är att PLA är en dyr produktionsplast och dess kompostering endast sker under ideala förhållanden. Ett annat problem är att amerikanska och brasilianska standarder tillåter blandning av PLA med andra typer av icke-biologiskt nedbrytbar plast, som trots att de förbättrar deras kvaliteter när det gäller användning, försämrar deras kvalitet i miljömässiga termer.

  • PLA: biologiskt nedbrytbar och komposterbar plast

Men vi kan inte förväxla det med stärkelseplast, så kallad termoplastisk stärkelse, för i PLA-produktionsprocessen används stärkelse helt enkelt för att få mjölksyra. Till skillnad från termoplastisk stärkelseplast, som har stärkelse som huvudråvara. Av dessa två typer är PLA fördelaktigt eftersom det är mer motståndskraftigt och ser mer ut som en vanlig plast, förutom att den är 100% biologiskt nedbrytbar plast (om den har idealiska förhållanden).

Bioplaster tillverkade av alger

Algix- företaget utvecklar en viktig insats för produktion av bioplast: algerbiomassa. Den överdrivna produktionen av alger på grund av föroreningar har varit ett betydande problem som uppstår på grund av eutrofiering (för att bättre förstå detta ämne, ta en titt på artikeln: "Vad är eutrofiering?"). Vid produktion av algebiomassa för utveckling av bioplast utförs den kombinerade skapandet av fisk (för konsumtion) och alger. Fördelarna med dessa typer av bioplast är deras möjlighet till biologisk nedbrytning, härrör från en förnybar källa, låga produktionskostnader och ingen konkurrens med åkermark.

Räkor skal bioplast

Räkskal, som är ett stort avfall i livsmedelsindustrin och rikligt i Storbritannien, används för utveckling av bioplast.

Tanken är att använda denna typ av bioplast för produktion av shoppingkassar och livsmedelsförpackningar.

Förutom att vara en förnybar källa är denna typ av bioplast biologiskt nedbrytbar, återanvänder avfall från industrin och har fortfarande antimikrobiella, antibakteriella och biokompatibla egenskaper, vilket är en fördel för livsmedels- och läkemedelsförpackningar.

Men kanske är det inte en bra idé för dem som är skickliga i vegansk filosofi.

  • Vegansk filosofi: känn och svara på dina frågor

Polyhydroxialkanoat (PHA) bioplast

Polyhydroxyalkanoat (PHA) bioplaster kan produceras på olika sätt av specifika bakteriestammar. I det första fallet exponeras bakterierna för ett begränsat utbud av väsentliga näringsämnen, såsom syre och kväve, som främjar tillväxten av PHA - plastgranulat - i sina celler, som mat- och energireserver.

En annan grupp bakterier som inte behöver begränsa näringsämnen för att producera PHA ackumuleras under perioder av snabb tillväxt. PHA inom båda grupperna kan sedan skördas, eller innan uppsamling, kan syntetiseras i olika kemiska former genom genteknik.

Inledningsvis hindrades kommersialiseringen av PHA av höga produktionskostnader, låga utbyten och begränsad tillgänglighet, vilket gjorde att den inte kunde konkurrera med plast av petrokemiskt ursprung.

Emellertid har vissa bakterier upptäckts som kan producera PHA från en mängd olika kolkällor, inklusive utflödesrester, vegetabiliska oljor, fettsyror, alkaner och enkla kolhydrater. Detta utvidgar dess fördelar kraftigt - till exempel skulle användningen av avfall som kolkälla för produktion av PHA ha den dubbla fördelen att minska kostnaden för PHA och minska kostnaden för avfallshantering.

År 2013 tillkännagav ett amerikanskt företag att det vidareutvecklade processen och avlägsnade behovet av sockerarter, oljor, stärkelse eller cellulosa med hjälp av en "biokatalysator" härledd från mikroorganismer som omvandlar luft blandat med växthusgaser, såsom metan eller dioxid. kol, i bioplast.

Ytterligare studier använder generna från dessa bakterier och infogar dem i majsstenglar, som sedan odlar bioplasten i sina egna celler. Denna produktion är dock baserad på genetiskt modifierade majsstjälkar; och transgenics har varit ett tema som ofta förknippas med bortse från försiktighetsprincipen, bland andra problem. Du kan bättre förstå detta tema genom att titta på artiklarna: "Miljö ber om en varning om försiktighetsprincipen" och "GM majs: förstå riskerna och fördelarna".

PHA är helt biologiskt nedbrytbart under vissa förhållanden, är giftfritt och kan användas i ett brett spektrum av applikationer, från livsmedelsförpackningar till medicinska implantat.

Bioplastisk drop-in

De huvudsakliga bioplasterna, eller biopolymererna, drop-in är bio-polyeten (PE), bio-polypropen (PP), bio-polyetylenterephalat (PET) och polyvinylklorid (PVC).

De drop-ins är bioplaster tillverkade helt eller delvis bio - baserade, men är inte biologiskt nedbrytbara; de är hybridversioner av traditionell plast. De skiljer sig från konventionell plast - tillverkad 100% av olja - endast i förhållande till grunden för delvis förnybar råvara och bibehåller samma funktionalitet.

De mest producerade drop-in bioplasterna är bio-PET delvis baserade på biologisk råvara och representerar redan cirka 40% av den globala produktionskapaciteten för bioplast.

Många typer av konventionella plaster, såsom PE, PP och PVC kan tillverkas av förnybara resurser, såsom bioetanol.

Ett populärt exempel på en plast drop-in är växt flaska , som används av en av världens ledande läskedryckstillverkare. Flaskan använder 30% växtbaserade material vid tillverkningen, bibehåller samma egenskaper som den traditionella flaskan och är helt återvinningsbar. Med tiden förväntas den förnybara komponenten i flaskan öka, medan material baserat på fossila bränslen kommer att minska.

De drop-ins är bioplaster grupp produktionstillväxten snabbare. Branschens intresse bygger på två huvudpunkter:

  1. De drop-ins har samma egenskaper och funktionalitet plast tillverkade av petroleum, vilket betyder som kan bearbetas, som används, och återvinns i befintliga anläggningar och efter samma linjer som de konventionella plaster, vilket minskar behovet av ny eller ytterligare infrastruktur och minskar kostnaderna på alla nivåer.
  2. Den förnybara (eller delvis förnybara) basen för dessa produkter minskar koldioxidavtrycket och minskar samtidigt produktionskostnaderna.

I Brasilien liknar produktionen av PE från biobränsle drop-ins , men plast kallas vanligtvis "grön plast".

  • När allt kommer omkring, vad är grön plast?

Problemet med bioplast framställt av biobränslen är att de tävlar om utrymme med mark som kan användas för livsmedelsproduktion och som ännu inte är biologiskt nedbrytbart. De finns i de mest olika typerna av material som förpackningar, elektroniska apparater, kosmetika, medicinsk utrustning, leksaker, hygienprodukter, bland andra; och om de flyr ut i miljön - främst i form av mikroplast - kan de orsaka betydande skador på kort och lång sikt.

  • Det finns mikroplaster i salt, mat, luft och vatten

Bioplast från organiskt avfall

Har du någonsin föreställt dig att det skulle vara möjligt att producera biopolymerer med organiskt avfall som råvara? Detta var precis vad Full Cycle Bioplastics kunde göra: att producera bioplast från organiskt avfall.

Tanken är att minska utsläppen av växthusgaser som produceras genom nedbrytning av organiskt avfall, den tredje största källan för produktion av växthusgaser av antropiskt ursprung.

Bioplast av polyhydroxialkanoat (PHA) framställs av icke-genetiskt modifierade bakterier och organiskt avfall och kan ersätta ett stort antal syntetiska plaster. Denna typ av bioplast är fortfarande komposterbar och nedbrytbar. En annan fördel är att det, när det gäller kostnader, är konkurrenskraftigt med plast av petrokemiskt ursprung.

Polyetylenfuranoat (PEF) bioplast

Polyetylenfuranoat (PEF) är en bioplast som kan jämföras med PET. Den är tillverkad med 100% biologiskt råmaterial och har bättre termiska och mekaniska egenskaper än PET. PEF-biopolymerer är idealiska för förpackning av läskedrycker, vatten, alkoholhaltiga drycker, fruktjuicer, livsmedel och icke-livsmedelsprodukter. Det finns emellertid ett brett spektrum av andra tillämpningar, såsom fibrer och andra polymerer såsom polyamid och polyester.

Vid produktion av PEF-bioplaster omvandlas växtbaserat socker till material som furandikarboxylsyra (FDCA), som används vid framställning av polymerer för förpackningsindustrin.

Nackdelen med denna typ av bioplast är densamma som all annan produktion som är beroende av plantering som insats: konkurrens med planteringsområden.

Är bioplast lösningen?

Även om de har potential att vara renare alternativ till konventionell plast, producerar bioplaster också miljöpåverkan under sin produktion och är ingen garanti för biologisk nedbrytbarhet eller återvinning.

Förutom införandet av bioplast, för att ett samhälle ska utvecklas i linje med hållbarhet, är det nödvändigt att ompröva konsumtionen. I samband med utvecklingen av bioplast är det nödvändigt att minska konsumtionen, öka återanvändning av plast och återvinning. Dessa åtgärder är i linje med vad den cirkulära ekonomin predikar.

Andra alternativ som bättre design som möjliggör bättre plastprestanda behövs också. De åtgärder som Ellen MacArthur Foundation föreslår stöder också idén om cirkulär retur av plast. För att bättre förstå detta tema, ta en titt på artiklarna: "Ny plastekonomi: initiativet som tänker om plastens framtid" och "Vad är cirkulär ekonomi?".

Kassera korrekt och ha en medborgarinställning

För att minska det förbrukade plastavfallet är det första steget att träna medveten konsumtion, det vill säga ompröva och minska din konsumtion. Har du tänkt på hur många överflödiga plaster vi använder dagligen som kan undvikas?

Å andra sidan, när det inte är möjligt att undvika konsumtion, är lösningen att välja konsumtion så hållbar som möjligt och återanvändning och / eller återvinning. Men inte allt kan återanvändas eller återvinnas. I det här fallet ska du bortskaffa korrekt. Kontrollera insamlingsställena närmast ditt hem i eCycle Portals gratis sökmotor .

Men kom ihåg: även med rätt bortskaffande är det möjligt för plasten att fly ut i miljön, så konsumera med medvetenhet.

För att lära dig att minska din konsumtion av plast, ta en titt på artikeln: "Hur kan man minska plastavfall i världen? Kolla in viktiga tips".

För att ta reda på hur man konsumerar på ett mer hållbart sätt, se artikeln: "Vad är hållbar konsumtion?". Gör ditt fotavtryck lättare.


Original text