Drukuj

Przegląd wybranych opakowaniowych polimerów biodegradowalnych

Przegląd wybranych opakowaniowych polimerów biodegradowalnych
Tworzywa biodegradowalne zaczynają zdobywać coraz większą rynkową popularność. Choć w tej chwili są jeszcze w dużej mierze melodią przyszłości, to jednak warto się im bliżej przyjrzeć.

- Zgodnie z wymaganiami ochrony środowiska odpady opakowaniowe (opakowania poużytkowe) powinny być przydatne do odzysku energii lub recyklingu materiałowego, chemicznego lub organicznego. Chodzi tu o kompostowanie lub obróbkę beztlenową. Problemy techniczne i ekonomiczne związane z recyklingiem materiałowym i chemicznym odpadów opakowaniowych z tworzyw sztucznych sprawiły, że zaczęto poszukiwać nowych materiałów, które można poddać recyklingowi organicznemu – przekonuje w swoich opracowaniach dr Hanna Żakowska z Centralnego Ośrodka Badawczo-Rozwojowego Opakowań.

Poszukiwania poszły w kierunku uzyskania polimerów ulegających biodegradacji. Takie polimery mogłyby zastąpić tradycyjne tworzywa sztuczne. Prace w tym zakresie koncentrowały się głównie na opracowaniu technologii wytwarzania polimerów biodegradowalnych, przydatnych do kompostowania, a szczególnie polimerów opierających się na surowcach naturalnych odnawialnych (np. skrobia, celuloza, białka). Sam termin polimerów biodegradowalnych odnosi się do związków wielkocząsteczkowych, które ulegają degradacji i są poddawane destrukcyjnemu metabolizmowi do dwutlenku węgla i wody przez mikroorganizmy w warunkach naturalnych.

Przegląd wybranych opakowaniowych polimerów biodegradowalnych

Minione lata przyniosły zauważalny postęp w zakresie wytwarzania biodegradowalnych materiałów nowej generacji. Dodatkowo rynek surowców przeznaczonych do ich wytwarzania dość szybko się rozwija. Głownie sprawa dotyczy skrobi i kwasu polimlekowego. Stąd też zaliczenie skrobi do biomateriałów przyszłości jest jak najbardziej uzasadnione.

Wyniki badań przeprowadzonych przez firmę konsultingową PIRA wskazują na to, że roczny wskaźnik wzrostu wykorzystania tworzyw biodegradowalnych na świecie osiągnie wartość około 22 proc. - z 43 tys. ton zużytych do produkcji opakowań w 2006 r. do 116 tys. ton już w 2011 r.

Szacuje się, że ponad połowa światowej produkcji tworzyw sztucznych jest stosowana do wytwarzania opakowań jednorazowego użytku. Zmiana stylu życia konsumentów oraz wzrastające zapotrzebowanie na artykuły wygodne w użytkowaniu są bardzo silnymi bodźcami do opracowywania nowych rozwiązań w dziedzinie opakowań. W medycynie polimery resorbowalne stosowane są jako nici chirurgiczne lub implanty czasowe, które po spełnieniu swojej funkcji ulegają rozkładowi do nietoksycznych związków usuwanych z organizmu. W przemyśle tekstylnym tworzywa biodegradowalne wykorzystuje się do produkcji bielizny, odzieży wierzchniej, wypełnień kołder i poduszek, tekstyliów sanitarnych i medycznych jednorazowego użytku, a także wyrobów technicznych, czyli włóknin rolniczych, sieci rybackich i lin.

Innowacje na polu tworzyw sztucznych, tak jak w każdej innej dziedzinie, powinny być zgodne z ideą zrównoważonego rozwoju. Biodegradowalne tworzywa sztuczne spełniają ten warunek. Obecnie najpopularniejsze tworzywa tego typu powstają z liniowego alifatycznego poliestru - poli(kwasu mlekowego) (PLA). Surowcem wyjściowym do jego produkcji jest skrobia (np. z ziaren zbóż, głównie kukurydzy) lub sacharoza (z buraków cukrowych). Cukry te fermentowane są do kwasu L-mlekowego, który przekształcany jest w monomery - laktydy, one z kolei poddawane są polimeryzacji do polilaktydu (PLA), a cały proces trwa kilka godzin.

Z PLA można formować biodegradowalne powłoki, błony czy opakowania o dowolnych kształtach.