Popolni polimeri – polimeri, ki uravnotežijo fizikalne lastnosti in učinke na okolje – ne obstajajo, vendar je polibutilen tereftalat (PBAT) bližje popolnosti kot mnogi.
Po desetletjih, ko jim ni uspelo preprečiti, da bi njihovi izdelki končali na odlagališčih in v oceanih, so proizvajalci sintetičnih polimerov pod pritiskom, da prevzamejo odgovornost. Mnogi podvojijo svoja prizadevanja za spodbujanje recikliranja, da bi se ubranili kritik. Druga podjetja poskušajo rešiti problem odpadkov z vlaganjem v biološko razgradljivo plastiko na biološki osnovi, kot so polimlečna kislina (PLA) in estri polihidroksi maščobnih kislin (PHA), v upanju, da bo naravna razgradnja zmanjšala vsaj del odpadkov.
Toda tako recikliranje kot biopolimeri se soočajo z ovirami. Združene države na primer kljub dolgoletnim prizadevanjem še vedno reciklirajo manj kot 10 odstotkov plastike. Polimeri na biološki osnovi - pogosto produkti fermentacije - se trudijo doseči učinkovitost in obseg sintetičnih polimerov, ki naj bi jih nadomestili.
PBAT združuje nekatere koristne lastnosti sintetičnih in bioloških polimerov. Pridobiva se iz običajnih petrokemičnih produktov – rafinirane tereftalne kisline (PTA), butandiola in adipinske kisline, vendar je biološko razgradljiva. Kot sintetični polimer ga je mogoče zlahka množično proizvajati in ima fizikalne lastnosti, potrebne za izdelavo upogljivih filmov, primerljivih s tistimi iz tradicionalne plastike.
Zanimanje za PBAT je v porastu. Uveljavljeni proizvajalci, kot sta nemški BASF in italijanski Novamont, po desetletjih negovanja trga opažajo povečano povpraševanje. Pridruži se jim več kot pol ducata azijskih proizvajalcev, ki pričakujejo, da bo posel za polimer cvetel, saj si regionalne vlade prizadevajo za trajnost.
Marc Verbruggen, nekdanji izvršni direktor proizvajalca PLA NatureWorks in zdaj neodvisni svetovalec, meni, da je PBAT "najcenejši in najlažji bioplastični izdelek za proizvodnjo" in verjame, da PBAT postaja najpomembnejša fleksibilna bioplastika, pred poli sukcinat butandiol estrom ( PBS) in PHA konkurenti. Verjetno se bo uvrstil poleg PLA kot dve najpomembnejši biorazgradljivi plastiki, za katero pravi, da postaja prevladujoč izdelek za toge aplikacije.
Ramani Narayan, profesor kemijskega inženiringa na državni univerzi Michigan, je dejal, da glavna prodajna točka PBAT - njegova biorazgradljivost - izvira iz estrskih vezi, namesto ogljik-ogljičnega skeleta v nerazgradljivih polimerih, kot je polietilen. Estrske vezi zlahka hidrolizirajo in poškodujejo encimi.
Na primer, polimlečna kislina in PHA sta poliestra, ki se razgradita, ko se njihove estrske vezi zlomijo. Toda najpogostejši poliester – polietilen tereftalat (PET), ki se uporablja v vlaknih in steklenicah sode – se ne razgradi tako zlahka. To je zato, ker aromatični obroč v njegovem skeletu prihaja iz PTA. Po Narayanovih besedah obročki, ki dajejo strukturne lastnosti, tudi naredijo PET hidrofoben. "Vode ni lahko priti in upočasni celoten proces hidrolize," je dejal.
Basf izdeluje polibutilen tereftalat (PBT), poliester iz butandiola. Raziskovalci podjetja so iskali biološko razgradljiv polimer, ki bi ga zlahka proizvedli. Zamenjali so nekaj PTA v PBT z adipozno dikislino glikolno kislino. Na ta način so aromatski deli polimera ločeni, tako da so lahko biorazgradljivi. Hkrati ostane dovolj PTA, da polimer pridobi dragocene fizikalne lastnosti.
Narayan meni, da je PBAT nekoliko bolj biorazgradljiv kot PLA, ki za razgradnjo zahteva industrijski kompost. Vendar se ne more kosati s komercialno dostopnimi PHA, ki so biološko razgradljive v naravnih razmerah, tudi v morskem okolju.
Strokovnjaki pogosto primerjajo fizikalne lastnosti PBAT s polietilenom nizke gostote, elastičnim polimerom, ki se uporablja za izdelavo filmov, kot so vrečke za smeti.
PBAT se pogosto meša s PLA, togim polimerom z lastnostmi, podobnimi polistirenu. Basfova znamka Ecovio temelji na tej mešanici. Na primer, Verbruggen pravi, da nakupovalna vrečka, ki jo je mogoče kompostirati, običajno vsebuje 85 % PBAT in 15 % PLA.
Novamont receptu doda še eno dimenzijo. Podjetje meša PBAT in druge biološko razgradljive alifatske aromatske poliestre s škrobom, da ustvari smole za posebne namene.
Stefano Facco, novi vodja poslovnega razvoja podjetja, je povedal: »V zadnjih 30 letih se je Novamont osredotočal na aplikacije, kjer lahko zmožnosti degradacije dodajo vrednost samemu izdelku. “
Velik trg za PBAT je zastirka, ki se razprostre okoli posevkov, da prepreči plevel in pomaga zadrževati vlago. Ko se uporablja polietilenska folija, jo je treba potegniti navzgor in pogosto zakopati na odlagališčih. Toda biorazgradljive filme je mogoče gojiti neposredno nazaj v zemljo.
Drug velik trg so vreče za smeti, ki jih je mogoče kompostirati, za strežbo hrane in domače zbiranje hrane in odpadkov z dvorišča.
Vrečke podjetij, kot je BioBag, ki ga je pred kratkim kupil Novamont, se že leta prodajajo na drobno.
Čas objave: 26.11.21