Что такое возобновляемый пластик

В попытке сократить экологический след человека и сделать промышленность более устойчивой в долгосрочной перспективе, наука усердно работает над разработкой возобновляемых и биопластиков. В этой статье мы поговорим о том, что такое биопластик, удалось ли ученым создать полностью биоразлагаемые полимеры, и могут ли существующие биоматериалы заменить традиционные в определенных отраслях производства.

Зачем миру альтернатива обычным полимерам?

Вспомним, что такое пластик: это синтетический материал, который получают в результате переработки нефти, одного из продуктов нефти или природного газа. 

Например, ABS пластик — это искусственный полимер, который получают из акрилонитрила, бутадиена и стирола. Акрилонитрил и стирол производят из нефтепродуктов, а бутадиен — это побочный продукт переработки нефти и природного газа.

В целом на производство пластмассы тратят 8% всей добываемой нефти. Половина идет на подготовку сырья, другая – на энергию для его обработки.

Это — проблема. Ведь нефть — невозобновляемый ресурс, её запасы со временем истощатся, а добыча наносит серьёзный вред экологии. Кроме этого, обычный пластик, выброшенный на свалку или в океан распадается на микрочастицы, которые попадают в пищевые цепочки, в том числе в организм человека. До 80% всех морских отходов составляют пластики, которые при разложении выделяют метан и этилен — газы, усиливающие парниковый эффект.

Потому наука так озабочена поиском альтернатив. Основные задачи:

• Снизить углеродный след путем снижения выбросов парниковых газов на всех этапах жизненного цикла.
• Избежать накопления отходов в природе и снизить загрязнение океанов и экосистем.
• Сократить зависимость от ископаемых ресурсов и их истощения.
• Создать замкнутые циклы экономики, чтобы уменьшить количество отходов и повысить ресурсную эффективность.

Внедрение биопластика — это частичное решение этих задач, потому наука уже не одно десятилетие упорно трудится над его разработкой и совершенствованием.

Можем ли мы отказаться от пластика: взгляд “Электропласт”

Прежде чем рассмотреть, из чего делается пластмасса, более дружественная к окружающей среде, хотим напомнить: несмотря на экологические проблемы, пластик по-прежнему необходим. Он играет критически важную роль в обслуживании населения в самых важных сферах: пищевой промышленности, медицине, электронике и т.д. Если нужен надежный поставщик качественных полимерных материалов - “Электропласт” к вашим услугам. У нас можно купить, например, черный листовой ABS пластик и другие конструкционные, электроизоляционные, слоистые пластики и т.д. Чтобы найти нужный в ассортименте, воспользуйтесь сайтом (введите, например, “полипропилен листовой 5 мм” в строке поиска), или обратитесь к менеджеру компании по телефону.

Итак, что такое возобновляемый пластик или биопластик?

Альтернативные пластмассы — новые материалы, обладающие преимуществами традиционных полимеров, но более дружественные к окружающей среде. Это:

• Биопластики или возобновляемые пластики.
• Разлагающиеся материалы.

Возобновляемый или биопластик — это пластик, который делается из возобновляемых биологических источников, в частности растений, биоотходов или микроорганизмов, вместо нефти или природного газа.

Как делают биопластик?

Возобновляемый или органический пластик производят из биомассы. Источники можно разделить на три поколения:

• Первое — растения, например кукуруза и сахарный тростник.
• Второе — отходы, образующиеся в результате обработки пищи, а также побочные продукты сельского и лесного хозяйства.
• К третьему относятся водоросли и микроорганизмы.

Последние обладают наибольшим потенциалом, поскольку их можно выращивать прямо в океане, на любой свободной территории, не занимая полезных земель. Однако им только предстоит выйти на массовый рынок в будущем.

Самые распространенные сегодня биопластики:

• PLA (аббревиатура полимолочной кислоты) — биополимер из кукурузного крахмала или сахарного тростника, компостируемый при высоких температурах. Используется для одноразовой упаковки и посуды.
• PHA (полигидроксиалканоат) — производится бактериями из растительных масел или сахаров. Полностью биоразлагаем.
• PBS (полибутилен сукцинат) — из кукурузного крахмала или растительного масла, для эффективного разложения нужна высокая температура и наличие микроорганизмов.
• Биоразлагаемые полимеры из картофельного/кукурузного крахмала и древесной целлюлозы. Используются для упаковки и промышленных изделий.

Биопластик и разлагаемый пластик — в чем разница?

Перечисленные выше материалы сделаны из биомассы и могут быть биоразлагаемыми в соответствующих условиях. Однако не все биопластики распадаются в открытой среде, как и не все разлагаемые делаются из возобновляемых ресурсов.

Разлагаемые — это пластмассы, которые под воздействием микроорганизмов распадаются на микрочастицы. Органические биоразлагаемые материалы распадаются на воду, углекислый газ и биомассу. Однако не все разлагаемые материалы - “био”.

Например, оксоразлагаемый пластик (из него часто делают “эко” пакеты) — это обычный полимерный состав с биодобавками (чаще с крахмалом или растительными волокнами), который под воздействием УФ-лучей и кислорода распадается на микрочастицы того же пластика. Эти микрочастицы остаются в окружающей среде и могут накапливаться в почве, воде и организме живых существ, что создает экологическую проблему, несмотря на ускоренное разложение.

Панацея ли биопластик — плюсы и минусы новых материалов

Органические полимерные материалы могут стать частью экономики замкнутого цикла и важным элементом в решении одной из серьезнейших проблем человечества.

Однако есть нюансы:

• Не все они разлагаются в окружающей среде.
• Большинство сейчас производятся из сельскохозяйственных культур, которые нужны для продовольствия.
• Производство органических пластмасс обходится относительно дорого.
• Биоразлагаемые пластмассы хранятся не так долго, как обычные полимеры, потому не могут быть использованы в некоторых отраслях промышленности.
• Утилизация таких пластиков может быть сложной, поскольку не все системы переработки или компостирования поддерживают биопластики.

Производство биопластика всё ещё находится на ранней стадии развития: в 2019 году на него приходился всего 1% от мирового выпуска пластмасс. Отсутствие четкой маркировки и стандартов приводит к тому, что многие «зеленые» продукты оказываются не совсем эко-дружественными или не такими, какими их видит потребитель. Большинство не знает точно, что такое биопластик, а с пометкой “био” могут выпускаться разлагаемые, но выпущенные из нефтепродуктов материалы, или же продукты из биомассы, не подверженные разложению.

Могут ли биопластики заменить традиционные?

Ожидается, что в ближайшие несколько лет производство биополимеров и материалов, подверженных биоразложению, будет расти на 10–14% ежегодно.

Уже сегодня:

• PLA и PHA используются в качестве изоляционных материалов в некоторых электрических устройствах. Например, компания BASF разрабатывает полимерные решения на основе PHA, которые можно применять в электроизоляции, обеспечивая достаточно высокую термостойкость.
• Исследования показывают, что композитные материалы на основе биопластиков, таких, как PLA, с натуральными волокнами (например, льном) могут быть использованы в автомобилестроении. Например, Ford использует биокомпозиты на основе соевых масел и волокон в своих автомобилях, что снижает вес и увеличивает экологическую устойчивость продукции.
• PHA находят применение в медицинских швах и имплантатах, поскольку они биоразлагаемы и безопасны для организма. Компания Medline использует PHA в своих шовных материалах и хирургических расходниках.
• Dell сообщили о переходе на упаковку из 25% переработанного и биопластика в своей новой линии ноутбуков.

Однако переход на альтернативные материалы будет постепенным и сложным: биополимеры ещё не достигли конкурентоспособной стоимости и производственных объемов традиционных материалов. Плюс, требуется провести большую работу по стандартизации маркировки, расширить доступ к промышленным объектам для компостирования, повысить информированность потребителей о типах биопластика. А также внедрить регулирующие меры, гарантирующие, что производство сырья для биопластика не угрожает продовольственной безопасности и другим важным ресурсам.