• NUREL
• DODATKI DO PRODUKCJI
• ARTYKUŁY
• NOWOŚCI

Kompostowalne polimery biodegradowalne to nowość w świecie biodegradowalnych kompozytów termoplastycznych. Jaka jest zatem różnica pomiędzy materiałem biodegradowalnym, a kompostowalnym? Otóż same polimery afilaktyczne ( biodegradowalne polimery pochodzenia naturalnego ) nie są dzisiaj już nowością. Od lat materiały takie jak np. PLA ( polilaktyd kwasu mlekowego ) znajdowały zastosowanie np. w medycynie do produkcji wchłanialnych przez organizm człowieka nici chirurgicznych. Prostsze zastosowanie polimerów biodegradowalnych w tym PLA to używane na co dzień tabletki do zmywarek, czy kapsułki z płynem wkładane do prania – zauważmy że otaczająca je powłoczka znika. Dlaczego nie mielibyśmy wykorzystywać posiadanych już technologii do produkcji opakowań ?

Współczesna inżynieria materiałowa poszła już o wiele dalej poza ramy biodegradacji i recyclingu. W obliczu dyrektywy SUP ( single-use-plastics), wiedząc, że papier to także polimer, w dodatku z wysokim śladem węglowym i nie stanowi realnej alternatywy dla wycofywanego plastiku z powodu wielu wad jak choćby braku wodoodporności i postępującej na świecie deforestacji, naukowcy z całego świata , postawili sobie za cel stworzenie materiałów przyjaznych środowisku – gdzie polimer ma być nie tylko biodegradowalny, ale także posiadający dodatkową funkcję wpisującą się w trendy nowoczesnej gospodarki obiegu zamkniętego ( Circular Economy ). Polimery kompostowalne mają nie tylko w zaprogramowanym czasie rozpaść się nie pozostawiając ani suchej masy odpadowej, ani innych zanieczyszczeń biologicznych lub chemicznych mogących przedostawać się do gleb i wód podpowierzchniowych, ale również rozpadając się „ulepszyć” środowisko naturalne w miejscu rozkładu. Tutaj właśnie występuje różnica pomiędzy pojęciami:

Polimery oxobiodegradowalne Oxodegradacja ( oxobiodegradacja ) plastiku – w jej wyniku do gleb i wód gruntowych może przedostawać się mikro plastik – metoda zakazana od stycznia 2021

Polimery biodegradowalne –  Biodegradacja – efekt rozpadu polimerów ma neutralny wpływ na środowisko naturalne

Polimery Biokompostowalne  – Nowoczesne biodegradowalne polimery kompostowalne – w efekcie biodegradacji polimery wnoszą wartość dodaną do środowiska w którym ulegają rozpadowi

Dzisiejsze zasoby i myśl technologiczna pozwala „ulepszać” wiele środowisk. Dzięki zaawansowanej inżynierii materiałowej możemy nie tylko programować cykl życia materiału, ale również odpowiednio je komponując możemy przewidywać i projektować wartości dodane. Obecnie cykl życia produktu rozpatrujemy poza ramami momentu rozerwania łańcuchów polimerowych, co powoduje rozpad materiałów do elementów pierwotnych, ale również dużo szerzej, a kontekście tego jak oddziaływują elementy rozpadowe polimerów na środowisko w miejscu ich powstania.

Polimery roślinne jako zrównoważona alternatywa dla tradycyjnych plastików.

Silnym trendem na świecie jest nastawienie na silne ograniczenie plastików.

Tematem ciągłych poszukiwań jest technologia, która pozwoli w sposób najmniej obciążający środowisko wytworzyć materiał foliopodobny, który po zużyciu ulegnie całkowitemu rozkładowi nie pozostawiając żadnych szkodliwych resztek. Warto zaznaczyć, że pewne typy takich materiałów są obecne od wielu lat np. w formie nici chirurgicznych „wchłanialnych” , i tak jak klasyczne plastiki w zależności od składu mogą mieć różną twardość i być stosowane np. jako „toner” w drukarkach 3D.

BIOPLASTIKI I BIOPOLIMERY …. JAKA JEST RÓŻNICA?

Większość dostępnych na rynku polimerów pochodzi z paliw kopalnych i niektóre z nich są trudne w recyclingu. Stosowanie biodegradowalnych i kompostowalnych materiałów z surowców odnawialnych ma wpływ na zmniejszenie oddziaływania ich na środowisko między innymi poprzez ograniczenie wydobycia ropy naftowej.

Bioplastiki są substancjami wytworzonymi z organicznej biomasy. Polimerowa substancja, aby mogła być nazwana bioplastikiem musi posiadać przynajmniej jedną z poniższych cech:

otrzymana częściowo z odnawialnych surowców

biodegradowalna

Bioplastik i biopolimer to dwa różne pojęcia:

biopolimer odnosi się do biodegradowalnych polimerów otrzymanych z surowców odnawialnych

bioplastik jest biodegradowalny ale nie koniecznie otrzymany z surowców odnawialnych

CO TO JEST TA BIODEGRADACJA?

Biodegradacja jest procesem chemicznym podczas którego mikroorganizmy przekształcają materiał w naturalne substancje takie jak woda, CO2, kompost. Proces biodegradacji zależy od warunków otoczenia takich jak np. temperatura. Posiadanie cechy biodegradowalności nie jest zależne od pochodzenia materiału a bardziej od jego struktury chemicznej. Makroskopowo degradacja następuje poprzez zmiany głównych właściwości materiałowych (pękanie, fragmentacja). Zmiany te są głównie spowodowane kurczeniem się łańcuchów polimerowych.

GŁÓWNE RODZAJE MATERIAŁÓW:

1. Częściowo lub całkowicie biopochodne, nieulegające biodegradacji tworzywa sztuczne, takie jak biopochodne PE, PP lub PET
2. Tworzywa sztuczne, które są zarówno biopochodne, jak i biodegradowalne, takie jak PLA i PHA lub PBS;
3. Tworzywa sztuczne oparte na zasobach kopalnych i ulegające biodegradacji, takie jak PBAT.

Tworzywa sztuczne, takie jak PE, PP i PVC, mogą być również wytwarzane ze źródeł odnawialnych – najczęściej z bioetanolu. Bio-PE jest już produkowany na dużą skalę (200 000 ton rocznie ) Bio-PP i Bio-PVC wkrótce podążą za tym trendem. Częściowo oparty na poliestrze PET jest wykorzystywany np. przez Coca-Colę do ich produktu pod nazwą „Plant bottle”.

Największą uwagę skupiają na sobie biopochodne i biodegradowalne tworzywa.

Ta grupa obejmuje mieszanki skrobi i innych biodegradowalnych polimerów, a także poliestry, takie jak kwas polimlekowy (PLA) lub polihydroksyalkanian (PHA). W przeciwieństwie do materiałów celulozowych (regenerat celulozy lub octan celulozy), są one dostępne na skalę przemysłową od niedawna. Ze względu na swoją szybką naturalną degradację są idealnym materiałem na opakowania. Potwencjał tych produktów stale rośnie, dzięki wprowadzaniu nowych monomerów na bazie biologicznej.

Kilka materiałów w tej grupie, głównie PLA, podąża nową ścieżką – od biodegradacji do recyklingu. Odnawialne podstawy tych materiałów są obecnie w centrum uwagi i rozwoju technicznego.

Według najnowszych danych rynkowych opracowanych przez European Bioplastics we współpracy z instytutem badawczym Nova-Institute, globalne zdolności produkcyjne bioplastików wzrosną z około 2,11 mln ton w 2019 r. Do około 2,43 mln ton w 2024 r.

JAK MOŻNA ROZPOZNAĆ PRODUKTY WYKONANE Z BIOPLASTIKÓW?

Firmy posiadające produkujące materiały oparte na biomasie mogą wskazać „zawartość węgla” lub „masową zawartość biomasy” w swoich produktach. Ponieważ te jednostki miary się różnią, typowa liczbowa wartość procentowa również będzie się różnić i należy to wziąć pod uwagę, zwłaszcza przy sporządzaniu porównań.

Ugruntowaną metodologią pomiaru zawartości węgla z biomasy w materiałach lub produktach jest metoda 14C (norma UE: CEN / TS 16137, odpowiadająca norma USA: ASTM 6866). Dostępne są schematy certyfikacji i etykiety produktów pochodnych oparte na normach europejskich i amerykańskich – na przykład OK Biobased TUV.

Inaczej wygląda sytuacja gdy mamy do czynienia z materiałami ulegającymi biodegradacji.

Termin ten jest jednoznaczny tylko wtedy, gdy określono środowisko i czas rozkładu.

Mylące jest twierdzenie, że „ulega biodegradacji” bez jakiejkolwiek standardowej specyfikacji. Jeśli reklamuje się, że materiał lub produkt jest biodegradowalny, należy również podać dalsze informacje na temat ram czasowych, poziomu biodegradacji oraz wymaganych warunków otoczenia.

Warto wybierać produkty opatrzone oświadczeniami dotyczącymi kompostowalności  poparte odpowiednimi odniesieniami standaryzacji:

ISO 17088, EN 13432/14995 lub ASTM 6400 lub 6868, Certyfikatem OK Compost TUV.

Jeżeli produkt oznaczony jest jako nadający się do kompostowania, oświadczenie nie jednoznaczne, ponieważ nie wszystkie rodzaje materiałów można kompostować nawet w warunkach przydomowych (określa to certyfikat OK COMPOST HOME). Produkty opatrzone logo Certyfikatu TUV OK COMPOST Industrial i OK COMPOST Home spełniają normy EN 13432 dotyczące kompostowalności przemysłowej.

Norma ta określa recykling organiczny opakowań i materiałów opakowaniowych, obejmuje tlenowe warunki kompostowania i beztlenowe warunki biogazyfikacji w komunalnych lub przemysłowych instalacjach do biologicznej obróbki odpadów. Badania obejmują kilka etapów:

– charakterystyka składu chemicznego (zawartość związków lotnych > 50%, obliczana na podstawie suchej pozostałości po spaleniu w temp. 550°C. Limitowany poziom zawartości metali ciężkich i innych niebezpiecznych pierwiastków).

– badania biodegradowalności

– określenie zdolności do rozpadu w czasie obróbki biologicznej, przy czym proces obróbki biologicznej nie może obniżać jakości uzyskanego kompostu oraz przynosić negatywnych skutków dla roślin.
Międzynarodowe standardy jakie wykorzystuje się przy badaniach: ISO 14851, ISO 14852, ISO 14855, amerykańskime ASTM D 6400, ASTM D 5338, ASTM D 6002, certyfikaty uznawane są w Europie, USA i Japonii.

11 grudnia 2019 r.Komisja Europejska opublikowała długo oczekiwany komunikat w sprawie europejskiego „Zielonego Porozumienia”, w którym podkreślono ambicje nowego kierownictwa UE w zakresie klimatu i zrównoważonego rozwoju.

Zwrócono uwagę na kluczową rolę bioplastików  dla przemysłu tworzyw sztucznych. Są one czynnikiem napędzającym innowacje umożliwiając całej branży dostosowanie się do celów umowy. Nowy plan działania na rzecz gospodarki o obiegu zamkniętym, który zostanie ukończony w marcu 2020 r.,w dużej mierze koncentruje się na sektorze tworzyw sztucznych. W dziedzinie opakowań Komisja planuje opracowanie wymagań w celu zapewnienia, aby wszystkie opakowania wprowadzane na rynek nadawały się do ponownego użycia lub recyklingu w opłacalny ekonomicznie sposób do 2030 r. oraz stworzenie ram prawnych dotyczących tworzyw sztucznych na bazie biologicznej i biodegradowalnych. „Aby osiągnąć cyrkularność i dekarbonizację paliw kopalnych, sformułowane w tej koncepcji, bardzo ważne jest stworzenie silnego związku między biogospodarką a gospodarką o obiegu zamkniętym”, mówi François de Bie.

„Bio tworzywa mogą wnieść duży wkład, ponieważ wykorzystują biomasę pochodzącą ze zrównoważonych źródeł jako surowiec do ich produkcji. Pomagają zmniejszyć zależność od zasobów kopalnych i zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych. Mechaniczny i chemiczny recykling tych biologicznych tworzyw sztucznych dodatkowo przyczynia się do zmniejszenia śladu środowiskowego tych produktów. To, co jest bardziej biodegradowalne i kompostowalne, może zwiększyć cyrkulację odpadów organicznych i zamknąć cykl składników odżywczych, co jest równie ważne dla zamknięcia cyklu materiałowego ”, dodał de Bie.

(https://ec.europa.eu/info/strategy/priorities-2019-2024/european-green-deal_en|)