V súčasnosti sa environmentálne politiky EÚ zameriavajú predovšetkým na používanie recyklovaných plastov, pričom pozornosť trhu uprednostňuje recyklované materiály, bio-materiály a napokon biologicky odbúrateľné materiály. Plasty na bio{2}} báze sa vzťahujú na plasty odvodené z biomasy, ako je PLA (kyselina polymliečna) a Bio-PE; zatiaľ čo biodegradovateľné plasty označujú plasty, ktoré môžu byť rozložené mikroorganizmami vrátane PLA a PHA. Tieto dve veci sa navzájom nevylučujú.
Úvod do bio{0}}a biologicky odbúrateľných plastov
Zo súčasného pohľadu EÚ na obehové hospodárstvo plastov obhajujú nedávne politiky EÚ predovšetkým podporu používania recyklovaných plastov na predĺženie ich životnosti. Z hľadiska trhu je poradie priority pre používanie plastov šetrných k životnému prostrediu na európskom a americkom trhu:
1. Recyklované materiály
2. Biologické-materiály
3. Biologicky odbúrateľné materiály – s osobitným dôrazom na morskú degradáciu medzi biologicky odbúrateľnými materiálmi.
Podľa definície Agentúry EÚ pre životné prostredie:
(1) Plasty na bio{1}} báze sa vzťahujú na plasty vyrobené s použitím (čiastočne) biomasy, ako je cukor, škrob alebo rastlinné materiály, a nie ropa.
(2) Biologicky odbúrateľné plasty sú plasty, ktoré môžu organizmy za špecifických podmienok prirodzene rozložiť, hoci podmienky a čas potrebný na rozklad sa líšia.
Tieto klasifikácie sa navzájom nevylučujú. Nie je zaručené, že plasty vyrobené z biomasy sú biologicky odbúrateľné; biodegradovateľné plasty môžu využívať aj ropu ako surovinu.
Okrem vyššie uvedeného existujú rôzne ďalšie kategórie, ako sú priemyselne kompostovateľné plasty, domáce kompostovateľné plasty a oxidačne rozložiteľné plasty.
Biologicky -ne-biologicky odbúrateľné plasty predstavujú triedu plastov, ktorých suroviny sú čiastočne alebo úplne odvodené z biomasy. Hoci sú tieto plasty vyrobené z obnoviteľných zdrojov, nie sú nevyhnutne biologicky odbúrateľné. Či je niečo biologicky odbúrateľné, závisí od chemickej štruktúry jeho molekúl, nie od toho, ako to bolo vyrobené.
Napríklad:
Bio{0}}plasty: Tieto plasty sú vyrobené z obnoviteľných zdrojov, ako je kukurica, cukrová trstina, celulóza, rybia koža a škrupiny slnečnicových semien. Avšak ani 100 % bio-plasty nie sú nevyhnutne biologicky odbúrateľné. Napríklad PET (polyetyléntereftalát) môže byť biosyntetizovaný, ale nie je biologicky odbúrateľný, zatiaľ čo PLA (kyselina polymliečna) môže byť biosyntetizovaná aj biologicky odbúrateľná. Preto sa bio-plasty primárne zaoberajú otázkou surovín.
Biologicky odbúrateľné plasty: Tieto plasty sa môžu pôsobením mikroorganizmov prirodzene rozkladať. Biodegradácia je chemický proces, pri ktorom mikroorganizmy v prostredí premieňajú látky na prírodné materiály, ako je voda, oxid uhličitý a kompostovateľné materiály bez umelých prísad. Proces biodegradácie je určený najmä podmienkami prostredia (ako je teplota alebo miesto), materiálovými vlastnosťami a aplikáciami. PLA, PHA a PBS sú všetky biologicky odbúrateľné plasty. Tieto plasty uľahčujú nakladanie s odpadom a znižujú „biele znečistenie“ na konci životnosti produktu.
Bio{0}}plasty
Bio{0}}plasty sú plasty vyrobené čiastočne alebo úplne z obnoviteľných biologických surovín (ako sú rastliny a mikroorganizmy), a nie z fosílnych palív (ako je ropa). Tieto plasty využívajú biologické suroviny ako kukuričný cukor, cukrová trstina, rastlinný olej a celulózu ako suroviny, ktoré sa chemickými alebo biologickými procesmi premieňajú na plasty. Existuje mnoho druhov bio-plastov vrátane, ale nie výlučne, nasledujúcich:
1. Kyselina polymliečna (PLA): Jeden z najbežnejších bio-plastov, je polymerizovaný z kyseliny mliečnej, ktorá sa vyrába fermentáciou kukuričného cukru alebo iných rastlinných cukrov. PLA sa široko používa v obaloch, jednorazovom riade, textíliách atď.
2. Bio-polyetylén (Bio{2}}PE): Používa etanol extrahovaný z plodín, ako je cukrová trstina, ako surovinu, ktorá sa dehydratuje na výrobu etylénu a následne polymerizuje.
3. Bio-polyetylén (Bio{2}}PET) má rovnakú chemickú štruktúru ako tradičný polyetylén, ale jeho suroviny pochádzajú z obnoviteľných zdrojov.
4. Bio-polyetyléntereftalát (Bio{2}}PET) sa vyrába pomocou bio-surovín (ako je etanol získaný z cukrovej trstiny) namiesto fosílnych palív. Aplikácie zahŕňajú výrobu plastových fliaš a obalových materiálov.
5. Polypropylén na báze bio-(Bio-PP) je podobný ako Bio-PE a Bio-PET, ale ako suroviny využíva obnoviteľné zdroje. Používa sa v obaloch, automobilových dieloch a rôznych iných aplikáciách.
6. Polyhydroxyalkanoáty (PHA) sú typom biodegradovateľných plastov, ktoré priamo produkujú mikroorganizmy prostredníctvom fermentačného procesu. PHA je úplne biologicky odbúrateľný a vhodný na obaly, poľnohospodárske fólie a biomedicínske materiály.
7. Bio-nylon (Bio{2}}nylon) sa vyrába s použitím bio-surovín (ako je ricínový olej) namiesto niektorých petrochemických surovín. Používa sa v textíliách a technických plastoch. Tieto bio-plasty ponúkajú environmentálne výhody, ako je znižovanie závislosti od fosílnych palív a znižovanie emisií skleníkových plynov, no ich výroba a aplikácia si stále vyžadujú zváženie faktorov, ako je udržateľná dostupnosť surovín a ich vplyv na životné prostredie počas ich životného cyklu. S technologickým pokrokom a rastúcim dopytom na trhu sa vyvíja a komercializuje viac druhov bio{8}}plastov.
Biologicky odbúrateľné plasty
Biologicky odbúrateľné plasty sú plasty, ktoré sa môžu za určitých podmienok rozložiť na vodu, oxid uhličitý alebo metán a biomasu pomocou mikroorganizmov v prírode, ako sú baktérie, huby a riasy. Tieto plasty môžu pochádzať z obnoviteľných biologických zdrojov (bio-na báze) alebo fosílnych palív. Existuje mnoho druhov biodegradovateľných plastov; niektoré bežné príklady sú nasledovné:
1. Kyselina polymliečna (PLA) sa vyrába z kyseliny mliečnej, ktorá sa vyrába fermentačným procesom z obnoviteľných zdrojov (ako je kukuričný cukor). PLA je jeden z najpoužívanejších biodegradovateľných plastov, vhodný na obalové materiály, jednorazový riad, textil atď.
2. Polyhydroxyalkanoáty (PHA) sú typom polyesteru prirodzene produkovaného mikroorganizmami za špecifických podmienok výživy. PHA je úplne biologicky odbúrateľný a môže sa rozkladať v rôznych prostrediach vrátane oceánu.
3. Polybutylén sukcinát (PBAT) je syntetický, plne biologicky odbúrateľný plast bežne používaný pri výrobe biologicky odbúrateľných nákupných tašiek a poľnohospodárskych fólií. PBAT sa často mieša s inými biologicky odbúrateľnými plastmi, ako je PLA alebo škrob, aby sa zlepšili jeho mechanické vlastnosti a rýchlosť degradácie.
4. Polykaprolaktón (PCL) je syntetický biodegradovateľný polyester získaný polymerizáciou kaprolaktónových monomérov s otvorením kruhu. PCL má pomalšiu rýchlosť biodegradácie, ale to sa dá zlepšiť zmiešaním s inými viac biologicky odbúrateľnými materiálmi.
5. Plasty na báze škrobu- sú plasty vyrobené predovšetkým zo škrobu, čo je široko dostupný prírodný polymér. Plasty na báze škrobu sa zvyčajne musia miešať s inými biologicky odbúrateľnými polymérmi (ako je PLA alebo PBAT), aby sa zlepšila ich spracovateľnosť a fyzikálne vlastnosti.
6. Polyvinylalkohol (PVOH, PVA) je vo vode-rozpustný plast, ktorý sa vo vodnom prostredí rýchlo rozkladá. PVOH sa bežne používa na výrobu vo vode-rozpustných obalových vrecúšok, ako sú vrecká na pracie prostriedky.
Používanie biologicky odbúrateľných plastov znižuje hromadenie tradičných plastov v životnom prostredí, čím pomáha zmierniť problémy so znečistením plastmi. Ich biologická odbúrateľnosť však závisí od špecifických podmienok prostredia, ako je teplota, vlhkosť a mikrobiálna aktivita, preto je potrebné tieto faktory pri praktických aplikáciách dôkladne zvážiť. Pri výrobe a používaní biodegradovateľných plastov by sa navyše mal zohľadňovať ich vplyv na životné prostredie počas celého životného cyklu vrátane udržateľnosti surovín, spotreby energie počas výroby a likvidácie konečného produktu.
