Что такое биоразлагаемый пластик

Биоразлагаемый пластик — разновидности, технология производства, основные свойства

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:

Виды разлагающихся полимеров

Создание 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:

С добавлением ингредиентов, ускоряющих разложение

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

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

Технология производства

Особых 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.

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.

Источник

Что не так с «биоразлагаемым» пластиком?

Термин “биоразлагаемый” встречается все чаще, особенно в отношении пакетов, стаканчиков, упаковки для еды. Но в большинстве случаев он используется неверно, вводит в заблуждение, добавляя уровень неопределенности для тех, кто пытается совершать покупки сознательно.

Чтобы сделать действительно благоприятный для планеты выбор, важно понимать, что означают биоразлагаемость, от чего она зависит и как не попасться на “гринвошинг”. Рассказываем по порядку.

Что такое биоразложение?

Биоразложение — это естественный процесс деградации, когда под воздействием микроорганизмов сложные вещества распадаются на простые компоненты, такие как вода, углекислый газ, минералы и ассимилируются в естественной среде.

Получается, что биоразлагаемым может быть любой материал, лишь бы он оказался “по зубам” микроорганизмам — бактериям, водорослям, грибам. Другой вопрос — как быстро они с ним справятся.

Биоразложение огрызка яблока, брошенного на землю, занимает несколько недель, опавших листьев — несколько месяцев, а вот полиэтиленового пакета до 500 и более лет.

В условиях где мало света, воздуха и влаги, например, на свалке, биоразложение даже овощных отходов значительно замедляется и для его ускорения требуется компостирование.

Что такое компостирование?

В отличие от биоразложения, которое является полностью естественным процессом, при компостировании на помощь микроорганизмам приходят люди, создавая условия, необходимые для ускорения разложения материала.

На продолжительность компостирования влияют такие переменные, как кислород, вода, свет, температура, тип среды.

Есть два вида компостирования — домашнее, которое ограничивается перемешиванием отходов в ведре или компостной яме, и промышленное — где все параметры оптимизированы.

В промышленных компостерах биоразложение идет значительно быстрее и распаду подвергаются даже сложные материалы, в том числе некоторые пластики.

Биоразлагаемые и компостируемые пластики

Пластики — материалы, основой которых являются высокомолекулярные соединения (полимеры). Они могут производится из нефтепродуктов или иметь растительную основу.

Последние называют биопластиками (plant-based plastic). Получают их путем полимеризации мономеров извлеченных из растений или синтезированных микроорганизмами. Отказ от ископаемого сырья, переход на возобновляемые ресурсы — большой плюс этих полимеров.

Еще биопластиками называют материалы, которые могут деградировать путем биоразложения или компостирования (biodegradable plastic). Они могут быть даже из ископаемого сырья, но благодаря своей химической формуле подвержены ускоренному разрушению в окружающей среде.

Полимер считается биоразлагаемым, если более чем 90% исходного материала деградирует с помощью микроорганизмов за период не превышающий шесть месяцев.

Казалось бы, все plant-based пластики, должны подвергаться биоразложению, но это срабатывает не всегда. Вот несколько примеров.

Один из самых известных и широко применяемых по всему миру биопластик — полилактид (PLA), в основе которого сахара экстрагированные из кукурузы, свеклы, сахарного тростника или других технических культур, по потребительским свойствам не уступает ПЭТ. Из него могут делать пакеты, бутылки, внутреннее покрытие одноразовых картонных стаканчиков и тарелок. PLA разлагается только при повышенной температуре путем промышленного компостирования.

Биопластики, относящиеся к группе полигидроксиалконатов (polyhyroxyalkanoate PHA), полученные из органических соединений, синтезируемых микроорганизмами, подвержены биоразложению как в условиях компостирования, и в естественной среде. Затраты на их производство в 5-10 раз выше, чем у обычных пластиков. Эти материалы часто используют в медицинской промышленности.

А вот такие полимеры, как биоэтилен, био-1,4-бутандиол и моноэтиленгликоль, также полученные из растительного сырья, биоразлагаемыми не являются.

Теперь пример пластиков, произведенных из продуктов нефтехимии, которые подвергаются биодеградации:

• поликапролактон (применяется в медицине, например, в качестве шовного материала)

• полибутиленсукцинат (используют для производства различных видов упаковки и медицинских изделий).

Пластики со смешанным составом

Часто при изготовлении пластиков к биомассе добавляют нефтепродукты, их доля в конечном материале может достигать 70%.

Например, в 2009 году Coca‑Cola впервые представила PlantBottle — бутылку, которая на треть состоит из растительного сырья. Оставшиеся 70% в ее составе — полиэтилентерефталат (ПЭТ — тип пластика 1, используемый для изготовления большинства пластиковых бутылок). Такую же упаковку использует для некоторых продуктов компания Heinz.

Применение подобного материала вносит вклад в сокращение потребления углеводородных ресурсов, но не решает проблему утилизации пластиковых отходов.

Оксоразлагаемые пластики

Появление изделий, изготовленных из оксоразлагаемых пластиков сопровождалось большой шумихой — наконец-то от пластика не будет оставаться следов ни на земле, ни в воде. Однако это не так.

Под воздействием присадок, содержащихся в оксоразлагаемых пластиках, которые ускоряют окисление, крупные фрагменты материала распадаются на более мелкие части. Для этого необходимы определенные условия — ультрафиолет, тепло, достаточная концентрация кислорода.

Но это не биоразложение до простых элементов, а распад с образованием микропластика. Он может попасть в воду, почву, привести к отравлению отдельных живых организмов и целых экосистем.

Оксоразлагаемые пакеты даже нельзя сдать в переработку: из-за специальных добавок в составе они могут испортить всю партию материала.

Сплошной гринвошинг?

Итак, пакеты, стаканчики и другие пластиковые варианты упаковки могут быть биоразлагаемыми или компостируемыми. Но возникает два вопроса. Первый — как об этих свойствах узнать потребителю и, второй — как эти свойства использовать с пользой в нашей реальности.

На изделиях из биополимеров должны стоять маркировки, которые помогут понять, как правильно утилизировать материал: компостировать, сдать в переработку или выбросить в обычную урну.

Пока большинству знаком лишь знак переработки — треугольник с цифрой внутри, указывающей из какого пластика изготовлено изделие.

А вот как выглядят знаки, обозначающие условия, при которых будет биоразлагаться пластик

Они соответствуют стандарту EN 13432, могут присваиваться различными органами сертификации.

Товар можно компостировать в промышленных условиях:

TUV Austria OK compost

DIN-Geprüft Industrial Compostable

BPI Compostable Logo

Товар можно компостировать в домашнем компостере/компостной яме:

TUV Austria OK compost HOME

DIN-Geprüft Home Compostable

Надписи вроде «100% эко», «100% биоразлагаемый» и похожим на эти, не заслуживают доверия.

А в действительности же большая часть пластиковых пакетов, предлагаемых в магазинах как экологичные и биоразлагаемые, на самом деле оксоразлагаемые, и представляют собой типичный пример гринвошинга.

Необходимость компостирования ставит под вопрос действительную эффективность применения растительных материалов в качестве средства снижения негативного воздействия на окружающую среду.

Пока не будет создана инфраструктура для эффективного сбора и утилизации биоразлагаемых пластиков, их экологичные свойства, к сожалению, не могут быть реализованы.

Источник

Гид по биопластикам

Эксперт проекта «Ноль отходов». Окончила кафедру экологической безопасности и устойчивого развития регионов СПбГУ, в 2016-2019 годах занималась развитием системы раздельного сбора с СПбГУ. С 2014 года занимается экопросвещением, курирует мастерскую «ЭКОС» на Летней школе. Работает в Greenpeace с 2019 года.

Мнение эксперта 8 минут 19/05/2020
читать и обсуждать наши новости в телеграме читайте наши новости в телеграме

Это большой гид с множеством информации, на его изучение нужно время. Если вы не готовы его тратить, но тема вас волнует, вот главный вывод.

В России нет развитой системы компостирования, а часть якобы биоразлагаемых полимеров не разлагается вовсе из-за состава или свойств материала. Если вы хотите сократить количество отходов, используйте многоразовое. Не ищите альтернативу одноразовому пластику в других одноразовых материалах. Если многоразового нет под рукой — выбирайте перерабатываемые материалы.

Биопластик (биополимеры) — это обобщающее название нескольких видов материалов. Следует различать:
— биоосно́вные полимеры (bio-based plastic) — по составу;
— биоразлагаемые (biodegradable plastic) и компостируемые полимеры — по окончанию жизненного цикла.

По европейской классификации и те и другие материалы могут называться биоразлагаемыми, поэтому возникает много путаницы. Например, пластик на биологической основе не всегда поддаётся биологическому разложению, а биоразлагаемые пластики не всегда изготавливаются из биомассы (например, вид пластика PBAT делают из нефти, однако он может компостироваться).

Виды биопластиков

Тип 1: Компостируемые (биоосновные + биоразлагаемые)

Наиболее распространённые типы пластиков и товаров из них

PLA = polylactic acid — полилактид. Самый распространённый и наиболее дешёвый в производстве полностью биоосновный пластик. Подходит для изготовления упаковки для продуктов, так как по потребительским свойствам похож на ПЭТ. Из него могут делать внутреннее покрытие одноразовых картонных стаканчиков и тарелок. Разлагается в условиях компостирования.

PHA = polyhyroxyalkanoate / полигидроксиалконаты
PHB = polyhydroxybutyrate / полигидроксибутират
Подвержены биоразложению в условиях компостирования и в естественной среде. Используются для тонких материалов — плёнок. Затраты на их производство в 5-10 раз выше, чем у обычных пластиков.

Bio-PBS(A) = Polybutylene Succinate (Adipate)
Используются для плёнок, одноразовых пакетов или упаковки для пищевых и косметических средств.

Крахмальные смеси (Starch blends)
Занимают второе место среди всех биопластиков по объёмам производства. Могут использоваться в смеси с другими биоосновными материалами.

Тип 2: Биоразлагаемые и оксоразлагаемые пластики на основе нефтепродуктов

Биоразлагаемый пластик (biodegradable plastic) производят на основе ископаемого топлива, он подвержен ускоренному разрушению в окружающей среде благодаря своей химической формуле.

Существуют также оксоразлагаемые пластики. Формально они не относятся к биоразлагаемым. Это привычные нам виды пластика, ускоренное разрушение которых достигается благодаря специальным добавкам, ускоряющим окисление. Самая популярная присадка — d2w (вы можете найти её упоминание прямо на упаковке). Такой пластик не разлагается, а разрушается на более мелкие частицы — микропластик.

* относится только к оксоразлогаемым пластикам

Наиболее распространённые типы пластиков и товары из них

PBAT = Polybutylene adipate terephthalate
Лидер на рынке биоразлагаемых пластиковых материалов, очень прочный и гибкий. Он не растворяется в воде, поэтому им часто покрывают картон, например, одноразовые стаканчики. Также из него делают гибкие плёнки (включая пакеты для переноски и мульчу), а также включают в состав медицинской упаковки. Пригоден для компостирования. Производится под торговой маркой Ecoflex и Ecovio.

PBS(A) = polybutylene succinate — полибутилсукцинат
Может быть изготовлен на 100% из нефтепродуктов или на 100% из биоматериала. Используется для изготовления плёнки, пакетов, упаковки для продуктов питания и косметики, для сельскохозяйственной плёнки (мульчи) и удобрений с отложенным сроком действия.

PCL = polycaprolactone — полиэтиленгликоль
Мало распространён на рынке, используется в медицине.

PVA = Polyvinyl Alcohol — поливиниловый спирт (ПВС)
Растворим в воде, поэтому его используют как оболочку таблеток для посудомоечной машины и оболочку для приманки при ловле. Он пропускает кислород, поэтому его часто используют в качестве подкладки в женских гигиенических средствах и подгузниках.

Тип 3: Небиоразлагаемые пластики на основе растительного сырья (нефть + растительное сырьё или только растительное сырьё)

Эти полимеры имеют структуру привычных пластиков. Могут производиться как из растительного сырья, так и из нефтепродуктов.

Например, ПЭТ (полиэтилентерефталат) и ПЭ (полиэтилен) можно делать как на основе нефти, так и на основе растительного сырья. При этом у них будет одна и та же химическая формула, а значит, и свойства. Некоторые полимеры могут состоять одновременно из двух типов сырья — ископаемого топлива и растительного сырья. Например, био-ПЭТ может максимум на 32 % состоять из биомассы.

Именно такой вид «биопластика» чаще всего встречается в России и составляет до 57% европейского рынка биополимеров. При этом он наименее экологичный. Такой материал нельзя компостировать, а для производства требуется как растительное, так и ископаемое сырьё. Но его можно сдать в переработку в России.

Наиболее распространённые типы пластиков и товаров из них

Маркировки биопластиков

На биополимерах должны стоять маркировки, которые помогут понять, как правильно утилизировать материал: компостировать, сдать в переработку или выбросить в обычную урну. Доверяйте только существующим маркировкам, а не надписям вроде «100 % эко», «100 % биоразлагаемый» и т.д. Маркировки тоже проверяйте по коду сертификата, иногда их используют незаконно.

Маркировка может относится к составу материала или к способу его утилизации. Маркировки показывают, какой процент в материале составляет биооснова. Их не ставят на товары с содержанием биоматериала менее 20 %.

TUV Austria OK biobased и DIN Certco DIN Geprüft biobased

Если видите товар с такими маркировками, знайте — он частично состоит из биоматериала (крахмала, например). Но это не делает его лучше. Такой товар нельзя компостировать, если рядом нет соответствующей маркировки, но иногда можно сдать в переработку.

Единой маркировки и критериев для указания состава и происхождения сырья для изготовления биоосновных полимеров пока не существует.

TUV Austria OK compost и DIN-Geprüft Industrial Compostable

Указывают, что товар можно компостировать в промышленных условиях. Это значит что изделие и все его компоненты (включая чернила и добавки) гарантировано разложатся в промышленном компостере на 90% в течение 12 месяцев.

Однако если такой товар положить в домашний компостер или закопать в лесу — он может вообще не разложиться или будет делать это гораздо дольше. Для компостирования нужны особые условия: температура, кислотность, доступ кислорода и определённые микроорганизмы.

TUV Austria OK compost HOME, DIN-Geprüft Home Compostable

Маркировки показывают, что товар можно компостировать в домашнем компостере или компостной яме, где могут быть созданы нужные условия по температуре и влажности. Анализ различных испытаний показал, что в разных условиях одни и те же образцы разлагаются с разной скоростью, поэтому прикапывание в лесу не даст гарантии полного разложения.

Seedling

Маркировка Seedling также говорит о том, что материал компостируемый в промышленных условиях. Она, как и две другие, соответствует стандарту EN 13432, но может присваиваться различными органами сертификации.

Сертификация, выданная TUV, действительна только в том случае, если под самим знаком экомаркировки указан код владельца лицензии. Для TUV Austria OK compost и TUV Austria OK compost HOME код начинается с «S», а затем идут 4 цифры, для Seedling код начинается с «7P», а затем идут 4 цифры.
Сайт, где можно проверить подлинность маркировки.

OK bio-degradable и DIN-Geprüft Biodegradable in

Указывают, при каких условиях материал может разложиться. Такая маркировка не может быть присвоена оксоразлагаемым материалам. Также она не даёт 100% гарантий полного разложения материала в заявленных средах, так как реальные условия окружающей среды очень изменчивы и моделировать их в лаборатории проблематично.

Для небиоразлагаемых пластиков на основе растительного сырья (био-ПЭТ и др.) отдельной маркировки и сертификации пока нет. Они подчиняются тем же правилам маркировки, что и пластики на основе ископаемого топлива, так как их химические формулы идентичны.

И что теперь делать?

Если вам нужна экологичная упаковка, используйте многоразовую тару. Это лучшее решение, которое действительно помогает остановить рост свалок. В России уже есть примеры доставки в многоразовой упаковке.

Если возможности использовать многоразовую тару нет, лучше всего выбрать перерабатываемую упаковку.

Узнайте, какие виды вторсырья принимают в вашем регионе, и выбирайте их. Из биопластиков можно использовать только тот, на котором стоит маркировка TUV Austria OK compost HOME или DIN-Geprüft Home Compostable. Такой биопластик можно положить в домашний компостер или компостную яму. Но помните — компостируемые пластики делают из продуктов, которыми можно кормить людей. Использовать еду для производства одноразовой упаковки неправильно.

Источники

REPORT of Bio-based and Biodegradable Plastics in Denmark Market, Applications, Waste Management and Implications in the Open Environment, 2020

Чтобы мы и дальше могли делать такие гиды, поддержите нашу работу.

Источник