Biorazgradiva plastika može biti na biobazi ili fosilnom gorivu. Posljednjih godina proizvedene su nove vrste plastike kako bi se riješio problem zagađenja plastikom, pokušavajući skratiti vrijeme potrebno za njihovu degradaciju, posebno u prirodnim uvjetima. Međutim, nije sva trenutna biorazgradiva plastika postigla ovaj cilj.
Definicija biorazgradive plastike
Biorazgradiva plastika je ona koja se može razgraditi djelovanjem mikroba kako bi se proizveli prirodni krajnji proizvodi, poput vode i ugljičnog dioksida, u razumnom vremenskom periodu. Vrijeme potrebno za potpuno razlaganje ovisi o materijalu, uvjetima okoline kao što su temperatura i vlaga, te lokaciji razgradnje prema Institutu za biorazgradive proizvode (BPI str. 2).
Kompostabilna plastika je ona koja se brzo biološki razgrađuje i pretvara u humus koji nije kontaminiran metalima. Nije svaka biorazgradiva plastika kompostabilna; samo neki jesu.
Materijali moraju ispunjavati ASTM specifikacije D6400 ili D6868 da bi se nazvali biorazgradivim i kompostabilnim na kopnu i ispunjavali ASTM D7081 specifikacije za morska okruženja. ASTM je svjetska grupa za standarde proizvoda.
Plastika od polistera na bazi biorazgradnje
Plastika koja je dobijena iz biljaka naziva se plastika na bazi biologije. Nisu svi ovi biorazgradivi; na primjer, postoje PET boce na biološkoj bazi napravljene da budu izdržljive. Biorazgradljiva plastika napravljena je od dva materijala: biomase i polistera dobijenih iz biljaka. Postoje dvije vrste polistera na biološkoj bazi: polilaktidna kiselina (PLA) i polihidroksialkanoat (PHA).
Polihidroksialkanoat (PHA)
PHA prirodno proizvode bakterije i biljke genetski modificiranih organizama (GMO), ali postoje planovi da se pokuša proizvodnja iz otpada hrane. Polihidroksibutirat ili PHB je također vrsta PHA koja se široko koristi. PHA je skupa za proizvodnju jer se od bakterija mogu proizvesti samo ograničene količine.
- Upotrebe:PHA se koriste kao omoti za hranu, čaše, tanjiri, premazi za papir i karton i 'mnoge medicinske upotrebe, uključujući šavove, gaze i obloge za lijekove' prema izvještaju Centra za industrijsku i obrazovnu saradnju (CIEC izvještaj). Može zamijeniti većinu glavnih tipova plastike na bazi fosilnih goriva koji se trenutno koriste, kao što su PE, PS, PVC i PET ističe Bio Based Press.
- PHA-pomiješana škrobna/celulozna plastika: Neki plastični predmeti su u potpunosti napravljeni od PHA, kao što je u slučaju boca za vodu napomena Bio Based Press. Međutim, budući da je proizvodnja PHA skupa, također se miješa sa škrobom i celulozom kako bi bila ekonomičnija. Ovo ima dodatnu prednost poboljšanja brzine razgradnje prema Dartmouth Undergraduate Journal of Science (DUJS).
- Biorazgradnja: Može se u potpunosti kompostirati u sredinama koje su bogate mikrobima i gljivama, posebno u tlu. Ovi mikrobi razgrađuju PHA uz pomoć enzima. Vrijeme potrebno za razgradnju ovisi o koncentraciji mikroba u okolišu.
- PHA treba dva mjeseca da se razgradi u dvorištima, prema Bio Based Press.
- Brzina razlaganja je mnogo sporija u morskim vodama gdje se manje od 50% razgrađuje nakon šest mjeseci dodaje CalRecycle (str. 6). PHA je prošao ASTM D7081 test pokazujući 30% raspadanja za šest mjeseci (str. 7).
Polilaktidna kiselina (PLA)
DUJS objašnjava da je PLA termoplast napravljen fermentacijom bakterija. PLA su zapravo dugi lanac mnogih molekula mliječne kiseline. Budući da postoje mnogi jeftini načini za proizvodnju mliječne kiseline, potrebno ih je samo polimerizirati ili spojiti. Stoga je PLA jeftiniji od PHA. Međutim, PLA je krhak i njegova primjena je ograničenija od PHA. Proizvođači zaobilaze ovaj problem uključivanjem aditiva ili polimera.
- Upotreba: Pravi se u kese za namirnice, ambalažu za hranu, boce, šolje i tanjire. Budući da se dobro razgrađuje u prisustvu kiselina, koristi se u nekim medicinskim primjenama kao što su medicinski šavovi i ploče, gdje se otapa nakon 90 dana, navodi CIEC izvještaj. Takođe se koristi u 3-D štampanju objekata.
- PLA i mešavine polimera: PHA se takođe može mešati sa polimerima iz obnovljivih izvora radi poboljšanja svojih kvaliteta prema DUJS-u.
- Biorazgradnja: PLA se ne može lako kompostirati u dvorištu jer temperatura i nivo vode nisu dostupni u ovom okruženju.
- PLA može trebati šest-12 mjeseci da se razgradi u zemljištu.
- PLA treba tri-šest meseci da se degradira u komercijalnim objektima, primećuje World Centric.
- Kada se razgradnja desi u prisustvu kiseonika, krajnji proizvodi su ugljen dioksid i voda.
- Ako se PLA degradacija dogodi na deponijama bez kiseonika, proizvodi gas metan koji je 20 puta štetniji za životnu sredinu nego što ističe ugljični dioksid u oslobađanju Američkog hemijskog društva (str. 2).
- PLA nije prošao ASTM D7081 test jer se samo 3% razgradilo u morskim vodama nakon šest mjeseci prema CalRecycle (str. 7).
Pošto se PLA ne razgrađuje brzo u tlu ili morskoj vodi, to može postati problem kada se zatrpa.
Biorazgradiva plastika na bazi biomase
Plastika na bazi biomase je napravljena od skroba i celuloze dobijene od ostataka useva, kao i drveta sa drveća.
celulozni acetat
Celulozni acetat (CA) je sintetički proizvod koji se dobija od celuloze koja se nalazi u svakom delu biljke. Prema naučnoj publikaciji iz 2018., celuloza se trenutno koristi od pamuka, drveta i usjeva. Ovo se može koristiti za formiranje oblikovane čvrste plastike, filtera za cigarete, premaza, fotografskih filmova i filtera. Celofan je biorazgradivi film proizveden od celuloze. U toku su nova istraživanja kako bi se pronašle nove plastične folije od otpadnih usjeva i drvnog materijala koje su vodootporne i biorazgradive prema Phys.org.
Biorazgradljivost: Istraživanja pokazuju da se CA degradira i smanjuje za 70% svoje težine nakon 18 mjeseci u prirodi.
Skrob
A recenzija iz 2017. napominje da se škrob tretira toplinom, vodom i plastifikatorima kako bi se dobio termoplast. Da bi se poboljšala njegova čvrstoća, kombinira se s punilima od drugih materijala. Glavni izvori škroba su kukuruz, pšenica, krompir i manioka. Ova plastika se koristi u ambalaži, vrećama i poljoprivrednim malč folijama, posuđu, saksijama za cvijeće, te se oblikuje za izradu ambalaže i robe široke potrošnje. Smatra se alternativom za polistiren (PS) prema Food Packaging Forumu. Skrob se dodaje u biobaziranu i konvencionalnu plastiku kako bi bila biorazgradivija, navodi se u izvještaju fizike za 2017.
Biorazgradivost: Plastika na bazi škroba može biti kompostirana ili samo biorazgradiva. Kompostabilne varijante zahtevaju 90 dana da se razgrade u industrijskim postrojenjima, dok je za biorazgradive 100 dana za razgradnju 46% i do dve godine da se potpuno razgrade.
Biorazgradiva plastika na bazi fosilnih goriva
Prema Vodiču za bioplastiku, postoji nekoliko novih fosilnih goriva koje mogu biti i biorazgradive. Najčešći su polibutilen sukcinat (PBS), polikaprolakton (PCL), polibutirat adipat tereftalat (PBAT) i polivinil alkohol (PVOH/PVA).
- PBAT je polimer koji se proizvodi od derivata fosilnih goriva i ponekad se koristi u kombinaciji sa škrobom. Ulažu se napori da se ovaj polimer proizvodi iz obnovljivih izvora. Vodič za bioplastiku ga vidi kao zamjenu za LDPE i HDPE. Koristi se za izradu kesa za smeće, folija za zamatanje, jednokratne ambalaže i pribora za jelo (šolje, posuđe itd.). Ne samo da je biorazgradiv, već i kompostabilan.
- PCL je sintetički polister koji se koristi za izradu kompostabilnih vrećica, u medicinskoj primjeni (šavovi i vlakna), kao površinski premazi, ljepila za cipele i kožu, te učvršćivači za cipele i ortopedske udlage. Ovu plastiku mogu razgraditi kvasci. Više od 90% filmova i 40% pene napravljene od ovog materijala može da se razgradi za 15 dana.
- PBS je smola proizvedena od fosilnih goriva ili može biti i na biološkoj bazi prema Succinity (str. 1, 5). Može se kombinirati s drugim biobaziranim polimerima ili vlaknima poput jute kako bi se poboljšao njegov kvalitet. PBS se koristi za izradu ambalaže za hranu, uslužnog posuđa, poljoprivredne malč listova, saksija za biljke, higijenskih proizvoda poput pelena i mreža za pecanje.
- PVOH je smola koja se može koristiti za pravljenje folija za pakovanje koje mogu zamijeniti LDPE i HDPE. Druge važne primjene su kao premazi i aditivi za proizvodnju papira i kartona prema Food Packaging Forumu.
Sve četiri plastike na bazi fosilnih goriva biorazgrađuju se za tri mjeseca u industrijskom kompostiranju, za godinu dana u kompostiranju u dvorištu i za jednu do dvije godine u zemljištu/deponijama prema InnProBio (str. 4).
Recikliranje i kompostiranje
Svojstva različite biorazgradive plastike moraju se imati na umu da bi se tretirala na kraju njihovog životnog ciklusa, upozorava Agencija za zaštitu životne sredine (EPA).
- EPA objašnjava da biorazgradivu plastiku ne treba dodavati u kante koje recikliraju konvencionalnu plastiku jer su napravljene od različitih materijala. Ovo važi i za biobazirana i za fosilna goriva.
- Iako je plastika označena kao biorazgradiva i kompostabilna, mnoge od njih se mogu razgraditi samo u uslovima dostupnim u komercijalnim objektima za kompostiranje; kontaktirajte lokalne agencije za reciklažu za informacije o najbližoj fabrici komposta. U SAD-u je bilo samo 200 ovakvih objekata 2017. godine, tako da ovakve centre treba povećati.
- Potvrdite da se kese mogu kompostirati kod kuće prateći uputstva za proizvod pre nego što ih dodate u kante za kompost.
- Oporavak materijala od biorazgradive plastike nije moguć reciklažom, zbog nedostatka objekata.
Efikasna segregacija, sakupljanje i degradacija su neophodni da bi se iskoristile prednosti plastike na biološkoj bazi i biorazgradive plastike. U njegovom nedostatku, većina biorazgradive plastike završava na deponijama.
Budućnost biorazgradive plastike
Biorazgradiva priroda plastike ne može riješiti problem zagađenja plastikom ako se ne odloži na odgovarajući način. Također je i dalje neophodno da ponašanje potrošača ostane fokusirano na smanjenje potrošnje ili recikliranje plastike kako bi imali koristi od promjene od konvencionalne plastike od fosilnih goriva na biorazgradivu plastiku.
