Все о переработке вторсырья
и утилизации отходов

Открыть меню

Биоразлагаемый пластик — разновидности, технология производства, основные свойства

Фото 1

Современные технологии позволяют создавать предметы, которые не подвластны времени. Они прочные и долговечные.

Время разложения одной обычной пластиковой бутылки около 400 лет.

Такие особенности имеют отрицательный эффект – ведь уже произведенное никуда не девается, а объемы производства продолжают расти.

Скорость увеличения доли пластмасс в мусоре возрастает примерно на 10-12% в год в каждой стране. При этом безвредных способов уничтожения таких отходов нет.

Стандартные методы переработки мусора – сжигание и закапывание — не решает проблему.

При сжигании в атмосферу выделяются ядовитые газы (их около 210), отравляющие живые организмы и разрушающие озоновый экран. В результате возрастает риск возникновения раковых заболеваний.

Скорость развития парникового эффекта от сжигаемых пакетов в 40 раз выше, чем от теплоэлектростанций.

В результате закапывания мусор скрывается от глаз, но не утилизируется. Требуются инновационные способы решения данной задачи.

В настоящее время существует несколько вариантов решения проблемы глобального загрязнения планеты:

  • рециклинг (вторичное использование пластика в производстве);
  • бактерии, ускоряющие разложение отходов;
  • биоразлагаемый пластик (использование новых материалов).

Виды разлагающихся полимеров

Фото 3Создание разлагаемого пластика считается наиболее перспективной отраслью борьбы за экологическое благополучие.

В результате производится материал, доступный для природных деструкторов – бактериологических организмов, разлагающих полимеры.

Однако такой вариант пластика имеет минус – низкий срок хранения и высокие гидрофильные свойства (поглощение влаги).

Из натуральных компонентов

В настоящее время создан пластик, основанный на биополимере. В отличие от синтетических пластмасс, он создан из компонентов, существующих в природе.

Это значит, есть бактерии, которые им питаются и разлагают его. Одним из таких полимеров является крахмал. Он находится в растениях и является питательной средой для микроорганизмов.

Выделяют три основных вида:

  1. Биопластик, изготовленный из термопластической смолы на основе сополимера акрилонитрила с бутадиеном и стиролом (АБС-полимер). Это биологические полимеры растительного происхождения. Комбинирование разных смол позволяет менять свойства пластика. АБС-пластик считается одним из самых прочных. Из него изготавливают корпусы мебели, детали автомобиля. При изоляции от внешней среды период службы увеличивается в разы.
  2. Полигидроксиалканоат – полимер, синтезированный бактериями. В отсутствии азота и фосфора некоторые бактерии выделяют PHA, который впоследствии служит для них источником дополнительной энергии. Это вещество обладает свойством образовывать полимеры, а главное – в отсутствии нужных бактерий устойчив к разложению. Полное разложение происходит за 7 – 10 недель.
  3. Полилактид – материал, изготовленный из молочной кислоты. Молочная кислота – распространенное вещество, используемое большим количеством бактерий в энергетическом процессе. Такой полимер обладает высокой прочностью, прозрачностью и жаростойкостью. На разложение в присутствии кисломолочных бактерий уходит до 90 дней.

Фото 2

С добавлением ингредиентов, ускоряющих разложение

Другой вариант решения проблемы – добавлять к синтетическим пластмассам катализатор, ускоряющий процесс разложения. Существует несколько вариантов:

  1. Биосинтетический сополимер — полигидроксибутират или полигидроксивалерат. Компоненты взаиморазлагают друг друга, делая доступными для бактерий. Срок разложения такого материала – 6 месяцев.
  2. Biocell – смесь ацетата целлюлозы, различных добавок и пластификаторов. Материал обладает высокими механическими свойствами и хорошей прозрачностью. Может использоваться в качестве пакетов, бутылок и оргстекла. Комбинация компонентов способствует его разложению под действием прямых солнечных лучей, воды и почвенной микрофлоры. Период разложения – 18 месяцев.
  3. Mater-Bi состоит из амилозы, амилопектина, поливинилового спирта (ПВС) или поликапролактона. Используется для хранения сухих продуктов и материалов. Этот биополимер растворим в воде. Скорость разложения зависит от количества влаги. В воде растворяется за несколько минут, после чего его можно просто вылить на почву.

Доля производства перечисленных биополимеров неуклонно растет. К 2020 году процент использования таких материалов будет составлять 43%.

Технология производства

Фото 5Особых этапов, категорически отличающихся от производства обычных полимеров, нет.

Принцип – расплавить, вытянуть, придать форму – сохраняется.

Большинство биополимеров производится в две стадии.

На первой синтезируется полимер из природных компонентов.

На второй стадии к полученному сырью добавляют синтетический компонент.

Во время второго этапа производитель может менять количество химического компонента для получения нужных свойств. В результате молекулы природного полимера и синтетического связываются поочередно.

Условия и скорость разложения биополимеров

Условия и скорость разложения различных биополимеров зависит от состава и соотношения компонентов.

Примерная таблица параметров разложения различных биополимеров.

Название биополимераСкорость разложенияУсловия разложения
АБС-полимерДо 2 летКонтакт с воздухом, высокая влажность, перепады температур.
ПолигидроксиалканоатОт 7 до 10 недельСубстрат с бактериями, разлагающими полимер. Почва, влага.
ПолилактидДо 90 днейВода, кисломолочные бактерии.
BiopolДо 6 месяцевПриродная среда, почва, влага.
BiocellДо 18 месяцевПрямые солнечные лучи, влага, почва.
Mater-BiНесколько минутБольшое количество воды

Бактерии, необходимые для разложения биопластмасс находятся в почве, воздухе, воде. Для разложения материала достаточно обеспечить прямой контакт субстрата с материалом.

Правда или ложь?

Биополимеры позиционируются как безвредные для природы и человека материалы, которые после использования легко уничтожаются. Это действительно так, если материал изготовлен по технологии с использованием заявленных компонентов.

В настоящее время многие производители биоматериалов оказываются недобросовестными. Они используют в технологии мел как биодобавку. Этот компонент действительно ускоряет разложение материала и снижает его прочность.

Опасность такого эксперимента состоит в том, что дальнейшей переработки полимера не происходит – питательного субстрата для привлечения бактерий нет.

Такой материал после разложения останется в почве, где пролежит около 400 лет.

Опасность для человека состоит в том, что микрочастицы полимера могут отрываться от него во время использования изделия, после чего попадать в организм.

Видео по теме

Предлагаем посмотреть видео-ролик о производстве упаковки для пищевых продуктов из разлагающегося полиэтилена, в частности биоразлагаемых пакетов и пленки, чтобы не только узнать о том, из чего ее делают, но и выяснить, что правда, а что ложь в вопросе целесообразности ее использования:

Заключение

Биополимеры – это будущее, которое спасет человечество от глобальных катастроф, связанных со свалками и токсичными газами. Использование сил природы для уничтожения мусора – единственный правильный путь, позволяющий не навредить ни человеку, ни окружающей среде.

Поиск подходящих технологий и компонентов до сих пор продолжается, но уже сейчас можно выбрать материал, не опасный для жизни.




Комментарии посетителей
  • Комментариев нет

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Сделаем вместе
планету чище