Що таке відновлювальний пластик

Аби скоротити екологічний слід людини й зробити промисловість більш стійкою у довгостроковій перспективі, наука старанно працює над розробкою поновлюваних та біопластиків. У цій статті ми поговоримо про те, що таке біопластик, чи вдалося вченим створити повністю біорозкладні полімери, і чи можуть наявні біоматеріали замінити традиційні у певних галузях виробництва.

Навіщо світу альтернатива звичайним полімерним матеріалам?

Згадаймо, що таке пластик: це синтетичний матеріал, який одержують в результаті перероблення продуктів нафти або газу.

Наприклад, ABS пластик — це штучний полімер, який отримують з акрилонітрилу, бутадієну та стиролу. Акрилонітрил і стирол виробляють із нафтопродуктів, а бутадієн – це побічний продукт перероблення нафти та природного газу.

Загалом на виробництво пластмаси витрачають 8% усієї нафти. Половина йде на підготовку сировини, інша – на енергію для її обробки.

Це проблема. Адже нафта — невідновлюваний ресурс, її запаси з часом вичерпаються, а видобуток завдає серйозної шкоди екології. Крім цього, звичайний пластик, викинутий на звалище або в океан, розпадається на мікрочастинки, які потрапляють у харчові ланцюжки, зокрема в організм людини. До 80% усіх морських відходів становлять пластикові матеріали, які при розкладанні виділяють метан та етилен – гази, що підсилюють парниковий ефект.

Тому наука так переймається пошуком альтернатив. Основні завдання:

• Зменшити вуглецевий слід шляхом зниження викидів парникових газів на всіх етапах життєвого циклу.
• Уникнути накопичення відходів у природі та знизити забруднення океанів та екосистем.
• Скоротити залежність від викопних ресурсів та їх виснаження.
• Створити замкнуті цикли економіки, щоб зменшити кількість відходів та підвищити ресурсну ефективність.

Використання біопластику - це часткове вирішення цих завдань, тому наука вже не одне десятиліття наполегливо працює над його розробкою та вдосконаленням.

Чи можемо відмовитися від пластику: погляд “Електропласт”

Перш ніж розглянути, з чого робиться пластмаса, більш дружня до навколишнього середовища, хочемо нагадати: попри екологічні проблеми, пластик, як і раніше, необхідний. Він відіграє критично важливу роль в обслуговуванні населення у найважливіших сферах: харчовій промисловості, медицині, електроніці тощо. Якщо потрібен надійний постачальник якісних полімерних матеріалів - "Електропласт" до ваших послуг. У нас можна купити, наприклад, чорний листовий ABS пластик та інші конструкційні матеріали, електроізоляційні, шаруваті пластики та ін. Щоб знайти потрібний матеріал в асортименті, скористайтесь сайтом (введіть, наприклад, “поліпропілен листовий 5 мм” у рядку пошуку), або зверніться до менеджера компанії за телефоном.

Отже, що таке відновлюваний пластик чи біопластик?

Альтернативні пластмаси — нові матеріали, що мають переваги традиційних полімерів, але більш дружні до навколишнього середовища. Це:

• Біопластики чи відновлювані пластики.
• Матеріали, що розкладаються.

Поновлюваний або біопластик — це матеріал, який виготовляється з відновлюваних біологічних джерел, зокрема рослин, біовідходів або мікроорганізмів, замість нафти або природного газу.

Як виготовляють біопластик?

Поновлюваний або органічний пластик виробляють із біомаси. Джерела можна поділити на три покоління:

• Перше — рослини, наприклад кукурудза та цукрова тростина.
• Друге — відходи, що утворюються в результаті обробки їжі, а також побічні продукти сільського та лісового господарства.
• До третього відносяться водорості та мікроорганізми.

Останні мають найбільший потенціал, оскільки їх можна вирощувати прямо в океані, на будь-якій вільній території, не займаючи корисних земель. Однак на масовий ринок вони ще не вийшли.

Найпоширеніші сьогодні біопластики:

• PLA (абревіатура полімолочної кислоти) - біополімер з кукурудзяного крохмалю або цукрової тростини, що компостується при високих температурах. Використовується для одноразової упаковки та посуду.
• PHA (полігідроксиалканоат) - виробляється бактеріями з рослинних олій або цукрів. Повністю біорозкладний.
• PBS (полібутилен сукцинат) - з кукурудзяного крохмалю або олії, для ефективного розкладання потрібна висока температура та наявність мікроорганізмів.
• Біорозкладні полімери з картопляного/кукурудзяного крохмалю та деревної целюлози. Використовуються для пакування та промислових виробів.

Біопластик і розкладний пластик — у чому різниця?

Перераховані вище матеріали виготовлені з біомаси й можуть бути біорозкладними у відповідних умовах. Однак не всі біопластики розкладаються у відкритому середовищі, як і не всі матеріали, що розкладаються, виробляються з відновлюваних ресурсів.

Розкладні — це пластмаси, які під впливом мікроорганізмів розпадаються на мікрочастинки. Органічні біорозкладні матеріали розпадаються на воду, вуглекислий газ та біомасу. Однак не всі матеріали, що розкладаються - "біо".

Наприклад, оксорозкладний пластик (з нього часто роблять "еко" пакети) - це звичайний полімерний матеріал з біодобавками (частіше з крохмалем або рослинними волокнами в складі), який під впливом УФ-променів і кисню розпадається на мікрочастинки того ж пластику. Ці мікрочастинки залишаються у навколишньому середовищі й можуть накопичуватися у ґрунті, воді та організмі живих істот, що створює екологічну проблему, попри прискорене розкладання.

Чи панацея біопластик — плюси та мінуси нових матеріалів

Органічні полімерні матеріали можуть стати частиною економіки замкнутого циклу та важливим елементом у вирішенні однієї з найсерйозніших проблем людства.

Однак є нюанси:

• Не всі вони розкладаються у навколишньому середовищі.
• Більшість зараз виробляються із сільськогосподарських культур, які потрібні для продовольства.
• Виробництво органічних пластмас обходиться відносно дорого.
• Біорозкладні пластмаси зберігаються не так довго, як звичайні полімери, тому не можуть бути використані в деяких галузях промисловості.
• Утилізація таких пластиків може бути складною, оскільки не всі системи перероблення або компостування підтримують біопластики.

Виробництво біопластику все ще знаходиться на ранній стадії розвитку: у 2019 році на нього припадало лише 1% від світового випуску пластмас. Відсутність чіткого маркування та стандартів призводить до того, що багато «зелених» продуктів виявляються не зовсім екодружніми, або не такими, якими їх бачить споживач. Більшість не знає точно, що таке біопластик, а з позначкою "біо" можуть випускатися матеріали, що розкладаються, але випущені з нафтопродуктів, або ж продукти з біомаси, не схильні до розкладання.

Чи можуть біопластики замінити традиційні?

Очікується, що в найближчі кілька років виробництво біополімерів і матеріалів, що піддаються біорозкладу, зростатиме на 10–14% щорічно.

Вже сьогодні:

• PLA і PHA використовуються як ізоляційні матеріали в деяких електричних пристроях. Наприклад, компанія BASF розробляє полімерні рішення на основі PHA, які можна застосовувати в електроізоляції, забезпечуючи високу термостійкість.
• Дослідження показують, що композитні матеріали на основі біопластиків, таких як PLA, з натуральними волокнами (наприклад, льоном) можуть бути використані в автомобілебудуванні. Наприклад, Ford використовує біокомпозити на основі соєвих олій та волокон у своїх автомобілях, що знижує вагу та збільшує екологічну стійкість продукції.
• PHA знаходять застосування в медичних швах та імплантатах, оскільки вони біорозкладні та безпечні для організму. Компанія Medline використовує PHA у своїх шовних матеріалах та хірургічних розхідниках.
• Dell повідомили про перехід на упаковку з 25% переробленого та біопластику у своїй новій лінії ноутбуків.

Однак перехід на альтернативні матеріали буде поступовим та складним: біополімери ще не досягли конкурентоспроможної вартості та виробничих обсягів традиційних матеріалів. Плюс потрібно провести велику роботу зі стандартизації маркування, розширити доступ до промислових об'єктів для компостування, підвищити інформованість споживачів про типи біопластику. А також впровадити регулювальні заходи, які гарантують, що виробництво сировини для біопластику не загрожує продовольчій безпеці та іншим важливим ресурсам.