Τα τέλεια πολυμερή - πολυμερή που εξισορροπούν τις φυσικές ιδιότητες και τις περιβαλλοντικές επιδράσεις - δεν υπάρχουν, αλλά το τερεφθαλικό πολυβουτυλένιο (PBAT) είναι πιο κοντά στην τελειότητα από πολλά.
Μετά από δεκαετίες αποτυχίας να σταματήσουν τα προϊόντα τους που καταλήγουν σε χώρους υγειονομικής ταφής και ωκεανούς, οι συνθετικοί πολυμερές κατασκευαστές βρίσκονται υπό πίεση για να αναλάβουν την ευθύνη. Πολλοί επανασχεδιάζουν τις προσπάθειές τους για την προώθηση της ανακύκλωσης για να αποτρέψουν την κριτική. Άλλες εταιρείες προσπαθούν να αντιμετωπίσουν το πρόβλημα των αποβλήτων επενδύοντας σε βιοαποικοδομήσιμα πλαστικά με βάση τα βιολογικά, όπως το πολυλακτικό οξύ (PLA) και τους εστέρες πολυυδροξυ λιπαρά οξέα (PHA), με την ελπίδα ότι η φυσική υποβάθμιση θα ανακουφίσει τουλάχιστον μερικά από τα απόβλητα.
Αλλά τόσο η ανακύκλωση όσο και τα βιοπολυμερή αντιμετωπίζουν εμπόδια. Για παράδειγμα, παρά τα χρόνια προσπαθειών, οι Ηνωμένες Πολιτείες εξακολουθούν να ανακυκλώνουν λιγότερο από το 10 % των πλαστικών. Και τα πολυμερή με βάση τα βιολογικά προϊόντα-συχνά τα προϊόντα ζύμωσης-αγωνίζονται να επιτύχουν την απόδοση και την κλίμακα των συνθετικών πολυμερών που προορίζονται να αντικαταστήσουν.
Το PBAT συνδυάζει μερικές από τις ευεργετικές ιδιότητες των συνθετικών και βιολογικών πολυμερών. Προέρχεται από κοινά πετροχημικά προϊόντα - εκλεπτυσμένο τερεφθαλικό οξύ (PTA), βουτανοδιόλη και αδιπικό οξύ, αλλά είναι βιοαποικοδομήσιμο. Ως συνθετικό πολυμερές, μπορεί εύκολα να παραχθεί μαζικά και έχει τις φυσικές ιδιότητες που απαιτούνται για να καταστήσουν ευέλικτες μεμβράνες συγκρίσιμες με εκείνες των παραδοσιακών πλαστικών.
Το ενδιαφέρον για το PBAT αυξάνεται. Οι καθιερωμένοι παραγωγοί όπως η BASF της Γερμανίας και η Novamont της Ιταλίας βλέπουν αυξημένη ζήτηση μετά από δεκαετίες καλλιέργειας της αγοράς. Συνενώνονται με περισσότερες από μισή ντουζίνα Ασιατικούς παραγωγούς που αναμένουν επιχειρήσεις για το πολυμερές να ευδοκιμήσουν καθώς οι περιφερειακές κυβερνήσεις πιέζουν τη βιωσιμότητα.
Ο Marc Verbruggen, πρώην Διευθύνων Σύμβουλος του Κατασκευαστή PLA NatureWorks και τώρα ανεξάρτητος σύμβουλος, πιστεύει ότι το PBAT είναι "το φθηνότερο και ευκολότερο βιοπλαστικό προϊόν για την κατασκευή" και πιστεύει ότι το PBAT γίνεται το κορυφαίο εύκαμπτο βιοοπλαστικό, είναι μπροστά από τον πολυσεδεκτονικό βουτανοδιόλη (εστέρω ( PBS) και ανταγωνιστές PHA. Και είναι πιθανό να καταταχθεί παράλληλα με το PLA ως τα δύο πιο σημαντικά βιοαποικοδομήσιμα πλαστικά, τα οποία λέει ότι γίνεται το κυρίαρχο προϊόν για άκαμπτες εφαρμογές.
Ο Ramani Narayan, καθηγητής χημικής μηχανικής στο Πανεπιστήμιο του Μίτσιγκαν, δήλωσε ότι το κύριο σημείο πώλησης του PBAT-η βιοαποικοδόμησή του-προέρχεται από ομόλογα εστέρων και όχι από τον σκελετό άνθρακα-άνθρακα σε μη αποικοδομήσιμα πολυμερή όπως το πολυαιθυλένιο. Οι ομόλογοι εστέρων υδρολύονται εύκολα και κατεβαίνουν από ένζυμα.
Για παράδειγμα, το πολτακτοξικό οξύ και το PHA είναι πολυεστέρτες που υποβαθμίζονται όταν οι δεσμοί του εστέρα τους σπάσουν. Αλλά το πιο κοινό πολυεστέρα - τερεφθαλικό πολυαιθυλενίου (PET), που χρησιμοποιείται σε ίνες και μπουκάλια σόδας - δεν καταρρέει τόσο εύκολα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο αρωματικός δακτύλιος στον σκελετό του προέρχεται από PTA. Σύμφωνα με τον Narayan, τα δαχτυλίδια που δίνουν δομικές ιδιότητες καθιστούν επίσης υδρόφοβη ΡΕΤ. "Το νερό δεν είναι εύκολο να μπει μέσα και επιβραδύνει ολόκληρη τη διαδικασία υδρόλυσης", είπε.
Το BASF κάνει το πολυβουτυλενίου τερεφθαλικό (PBT), ένα πολυεστέρα που κατασκευάζεται από βουτανοδιόλη. Οι ερευνητές της εταιρείας αναζητούσαν ένα βιοδιασπώμενο πολυμερές που θα μπορούσαν εύκολα να παράγουν. Αντικατέστησαν κάποιο PTA σε ΡΒΤ με γλυκολικό οξύ λιπώδους διακομιστή. Με αυτόν τον τρόπο, τα αρωματικά τμήματα του πολυμερούς διαχωρίζονται έτσι ώστε να μπορούν να είναι βιοαποικοδομήσιμα. Ταυτόχρονα, αρκετό PTA αφήνεται να δώσει στο πολυμερές πολύτιμες φυσικές ιδιότητες.
Ο Narayan πιστεύει ότι το PBAT είναι ελαφρώς πιο βιοαποικοδομήσιμο από το PLA, το οποίο απαιτεί να αποσυντεθεί το βιομηχανικό κομπόστ. Αλλά δεν μπορεί να ανταγωνιστεί με εμπορικά διαθέσιμα PHA, τα οποία είναι βιοαποικοδομήσιμα σε φυσικές συνθήκες, ακόμη και σε θαλάσσια περιβάλλοντα.
Οι εμπειρογνώμονες συχνά συγκρίνουν τις φυσικές ιδιότητες του PBAT σε πολυαιθυλενίου χαμηλής πυκνότητας, ενός ελαστικού πολυμερούς που χρησιμοποιείται για την παραγωγή ταινιών, όπως σάκους σκουπιδιών.
Το PBAT αναμιγνύεται συχνά με PLA, ένα άκαμπτο πολυμερές με ιδιότητες τύπου πολυστυρένιο. Η μάρκα Ecovio της BASF βασίζεται σε αυτό το μείγμα. Για παράδειγμα, ο Verbruggen λέει ότι μια τσάντα αγορών λιπασματοποιίας περιέχει συνήθως 85% PBAT και 15% PLA.
Το Novamont προσθέτει μια άλλη διάσταση στη συνταγή. Η εταιρεία αναμιγνύει το PBAT και άλλα βιοαποικοδομήσιμα αλειφατικά αρωματικά πολυεστέρτες με άμυλο για να δημιουργήσουν ρητίνες για συγκεκριμένες εφαρμογές.
Ο Stefano Facco, ο νέος διευθυντής ανάπτυξης επιχειρήσεων της εταιρείας, δήλωσε: "Τα τελευταία 30 χρόνια, η Novamont επικεντρώθηκε σε εφαρμογές όπου οι δυνατότητες υποβάθμισης μπορούν να προσθέσουν αξία στο ίδιο το προϊόν. «
Μια μεγάλη αγορά για το PBAT είναι το mulch, το οποίο διαδίδεται γύρω από τις καλλιέργειες για να αποτρέψει τα ζιζάνια και να βοηθήσει στη διατήρηση της υγρασίας. Όταν χρησιμοποιείται φιλμ πολυαιθυλενίου, πρέπει να τραβηχτεί και συχνά θαμμένο σε χώρους υγειονομικής ταφής. Αλλά οι βιοαποικοδομήσιμες μεμβράνες μπορούν να καλλιεργηθούν απευθείας στο έδαφος.
Μια άλλη μεγάλη αγορά είναι οι τσάντες σκουπιδιών λιπασματοποίησης για την υπηρεσία τροφίμων και τη συλλογή σπιτιών για τα απόβλητα τροφίμων και ναυπηγείων.
Οι τσάντες από εταιρείες όπως το Biobag, που πρόσφατα αποκτήθηκαν από την Novamont, έχουν πωληθεί στους λιανοπωλητές εδώ και χρόνια.
Χρόνος δημοσίευσης: 26-11-21