ProPack

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.

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.

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.

Данни на американския производител на PLA Nature Works показват, че производството на единица от тех­ния продукт спестява използването на значителни ко­личества нефтопродукти (от 25 до 68%) в сравнение с използвания конвенционален полиетилен. Друго детайл­но проучване на изследователите от US-Group сравнява процеса на производство на пластмасови опаковки от нефтопродукти и на PLA. Резултатите показват, че би­опластмасите застрашават по-малко околната среда при производството на едни продукти, но са опасни за природата при други. Част от тревогите тук идват от безконтролното обезлесяване на големи територии за добив на необходимата биомаса. Обезлесяването може да доведе до значителни промени в количествата валежи и да причини ерозия на почвата. Плюс на новата техноло гия е, че тя допринася за намаляване на въглеродния от­печатък с до 42%.

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. Важен е фактът, че биобазираните компоненти на би­опластмасите се считат за въглероднонеутрални, ако произходът им е от биомаса.

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. Съставки, повишаващи гъвкавост­та и пластичността на материалите, като сорбитол и глицерин, могат да бъдат добавени към основната смес, което позволява те да бъдат произвеждани чрез тер­мопластичен процес. Чрез изменение в количествата на тези добавки характеристиките на материалите могат да бъдат приспособени към специфичните нужди на съот­ветната опаковка. На пазара полимерните форми, базира­ни на скорбяла, се предлагат под формата на гранулат.

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. Полилактозната киселина и нейните примеси най-често се предлагат под формата на гранули. 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. PHB се различава най-напред по своите физически характеристики. От него се произвеждат предимно прозрачни филми при температу­ра на топене по-висока от 130°C. За перспективите пред бъдещото му приложение говори и фактът, че в много от южноамериканските държави местните опаковъчни ин­дустрии са взели решение да увеличат произвежданото количество PHB до индустриални нива. Поли три хидрок­сибитуратът е биоразградим без остатък.

Биоизвлечен полиетилен

Осносновният градивен елемент тук, както подсказва името, е етиленът (C2H4). Той от своя страна се про­извежда от етанола — съединение, което може да се до­бие и чрез ферментацията на захарна тръстика и царе­вица. Извлеченият от биомасата полиетилен е химически и физически неразличим от конвенционалния. Той не е би­оразградим, но може да бъде рециклиран, с което значи­телно да бъдат намалени емисиите от парникови газове, отделяни в атмосферата. Бразилската химическа компа­ния Braskem твърди, че при използване на нейния метод за производство на PЕ от етанол от захарна тръстика все­ки тон от новия продукт отнема от атмосферата 2.5 t въглероден диоксид на тон, докато традиционните, бази­рани на петрола, полимери отделят средно по 3.5 t за тон.

В обобщение можем да кажем, че изброените по-го­ре полимерни форми на пластмасите, базирани на скорбя­ла, и PHB могат да се нарекат биоразградими тъй като отговарят на европейския ISO14855 или на сходните му стандарти.

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.

Всъщност всички видове пластмаси са разградими. Много от тях обаче се разграждат с толкова бавни тем­пове, че на практика се приемат за неразградими. Така например периодът на разграждане на опаковките, съ­държащи PLA, може да варира от 100 до 1000 години (в зависимост от добавените съставки), ако не бъдат об­работени по правилния начин след изхвърляне. Една поли­мерна форма се счита за биоразградима, ако се разпадне на основноте си съставки в рамките на 6 месеца.

В някои пазарни ниши вече се забелязва успешното преминаване към новите биоразградими опаковъчни ре­шения. Такъв е случаят са чувалите за смет, съдържаща органични отпадъци, при които отпада нуждата от из­празване и разделяне на биомасата от опаковката.

Компостируеми полимери

Това по същество са биоразградими полимери, които мо­гат да се компостират в инсталация за индустриален компост. Тези полимери могат да бъдат получени по раз­личен начин — както от възобновими природни източни­ци, така и от нефт и природен газ. В Европейския съюз е въведен стандартът EN 13432, на който трябва да отго­варят всички полимери, които имат претенцията да се наричат компостируеми.

Оксо- и фоторазградими полимери

Едно от твърденията, които се носят в публичното пространство и с което спекулират много от български­те производители и доставчици, е, че оксоразградимите торбички намаляват количеството на отпадъците, тъй като са и биоразградими. Истината е, че тези отпадъ­ци ще продължат да съществуват в природата много го­дини, тъй като са изградени от практически неразгради­мите петролни полимери. В тях има добавени химически съставки, които стартират контролиран процес на дезин­теграция под въздействието на ултравиолетовите лъчи и на кислорода. Това обаче не означава, че микроскопичните нишки от нефтени полимери ще бъдат усвоени и прерабо­тени от почвените микроорганизми. Материалите на ос­нова на нефтопродуктите са химически инертни, което означава, че са практически неразградими до ниво въгле­роден диоксид, когато са изхвърлени сред природата. При­теснения поражда и възможността тези химикали да по­паднат и да се натрупват в представителите на флората и фауната, а след това по хранителната верига да попад­нат и в човешкия организъм. От друга страна, тези фото- и оксоразградими материали не може да бъдат считани за биоразградими, тъй като не отговарят на изискванията на европейските стандарти в тази насока. От началото на 2010 г. оксо- и фоторазградимите полимерни форми са забранени в редица европейски държави, сред които Фран­ция, Италия и Австрия. В съседна Румъния е приет закон, според който всички полимерни продукти от невъзобнови­ми ресурси (като петрол) са обложени с високи екотакси.

Проблем ли е 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.

Стандарти и изисквания за биоразградимост

Международно приетият стандарт EN13432 определя колко бързо и до каква степен пластмасата трябва да се разложи в комерсиалните условия за компостиране, за да може да бъде наречена биоразградима. Документът се публикува от Международната организация за стандар­тизация (ISO) и е приет от множество държави, включи­телно всички европейски, Япония и САЩ. Все пак този до­кумент е създаден единствено за агресивните условия на комерсиалните системи за компостиране. Не съществу­ват стандарти, които да са приложими в случаите на до­машно компостиране. Стандартът EN 13432 изисква 90% от материалите в компостируемите сметища да се би­оразградят в период до 180 дни.

Стандартът ISO 14855 въвежда понятието „биораз­градимост“ и се базира на аеробното биоразграждане на пластмаси, произведени от органични продукти. Този стандарт имитира типичните анаеробни компостиру­еми условия. Той симулира и условията на обществените сметища, необходимо е само наличието на въздух. Като крайни продукти се отделят единствено CO₂ и вода. По­криването на нормите на ISO 14855 e задължително, за да може даден полимер да се нарече биоразградим.

Американският стандарт ASTM 6400 изисква 60% ниво на биоразградимост за същия период. Надписът компо­стируем върху опаковката означава, че тя отговаря на някой от тези два стандарта. Американският аналог на европейските стандарти за биоразградимост в аеробна среда ISO 14855 (в почва) и ISO 14852 (във вода) е АSТМ 5338 (водна среда). Българските вносители и търговци на оксо- и фоторазградими чували, торби и опаковки мно­го често твърдят, че техните продукти са биоразгра­дими, тъй като отговарят на американския стандарт АSТМ D6954-04. Те получават изходните материали за опа­ковките и торбите от канадски компании, които твър­дят, че продуктите им са биоразградими, и с това под­веждат производители, доставчици и крайни потребите­ли. Истината е, че даден продукт може да бъде одобрен по този стандарт и без да е минал тестове, доказващи неговата биоразградимиост. Освен това стандартът АSТМ D6954-04 не е аналог на някой от европейските стандарти за биоразградимост.