Idealne polimery — polimery, które równoważą właściwości fizyczne i wpływ na środowisko — nie istnieją, ale politereftalan butylenu (PBAT) jest bliższy doskonałości niż wiele innych.
Po dziesięcioleciach niemożności zatrzymania ich produktów na wysypiskach i oceanach producenci syntetycznych polimerów są pod presją wzięcia na siebie odpowiedzialności.Wiele z nich podwaja wysiłki na rzecz promowania recyklingu, aby odeprzeć krytykę.Inne firmy próbują rozwiązać problem odpadów, inwestując w biodegradowalne biotworzywa sztuczne, takie jak kwas polimlekowy (PLA) i estry polihydroksykwasów tłuszczowych (PHA), w nadziei, że naturalna degradacja złagodzi przynajmniej część odpadów.
Jednak zarówno recykling, jak i biopolimery napotykają przeszkody.Na przykład, pomimo wieloletnich wysiłków, Stany Zjednoczone nadal poddają recyklingowi mniej niż 10 procent tworzyw sztucznych.A polimery biologiczne — często produkty fermentacji — walczą o osiągnięcie wydajności i skali polimerów syntetycznych, które mają zastąpić.
PBAT łączy w sobie niektóre korzystne właściwości polimerów syntetycznych i biologicznych.Pochodzi z popularnych produktów petrochemicznych – rafinowanego kwasu tereftalowego (PTA), butanodiolu i kwasu adypinowego, ale ulega biodegradacji.Jako polimer syntetyczny może być łatwo produkowany masowo i ma właściwości fizyczne potrzebne do wytworzenia elastycznych folii porównywalnych z tradycyjnymi tworzywami sztucznymi.
Rośnie zainteresowanie PBAT.Uznani producenci, tacy jak niemiecki BASF i włoski Novamont, odnotowują zwiększony popyt po dziesięcioleciach pielęgnowania rynku.Dołącza do nich ponad pół tuzina producentów azjatyckich, którzy oczekują, że biznes polimerów będzie się rozwijał, ponieważ rządy regionalne naciskają na zrównoważony rozwój.
Marc Verbruggen, były dyrektor generalny producenta PLA NatureWorks, a obecnie niezależny konsultant, uważa, że PBAT jest „najtańszym i najłatwiejszym w produkcji produktem z bioplastiku” i uważa, że PBAT staje się wybitnym elastycznym bioplastikiem. Wyprzedza polibursztynian butanodiolu ( PBS) i PHA.Prawdopodobnie plasuje się obok PLA jako dwóch najważniejszych biodegradowalnych tworzyw sztucznych, które według niego stają się dominującym produktem do sztywnych zastosowań.
Ramani Narayan, profesor inżynierii chemicznej na Michigan State University, powiedział, że główna zaleta PBAT – jego biodegradowalność – pochodzi z wiązań estrowych, a nie ze szkieletu węgiel-węgiel w niedegradowalnych polimerach, takich jak polietylen.Wiązania estrowe są łatwo hydrolizowane i uszkadzane przez enzymy.
Na przykład kwas polimlekowy i PHA to poliestry, które ulegają degradacji, gdy pękają ich wiązania estrowe.Jednak najpowszechniejszy poliester — politereftalan etylenu (PET), stosowany we włóknach i butelkach po napojach — nie rozkłada się tak łatwo.Dzieje się tak, ponieważ pierścień aromatyczny w jego szkielecie pochodzi z PTA.Według Narayana pierścienie, które nadają właściwości strukturalne, sprawiają również, że PET jest hydrofobowy.„Woda nie jest łatwa do zdobycia i spowalnia cały proces hydrolizy” – powiedział.
Basf produkuje politereftalan butylenu (PBT), poliester z butanodiolu.Badacze firmy szukali biodegradowalnego polimeru, który mogliby łatwo wyprodukować.Zastąpili część PTA w PBT kwasem glikolowym z kwasem tłuszczowym.W ten sposób aromatyczne części polimeru są oddzielane, dzięki czemu mogą ulegać biodegradacji.Jednocześnie pozostaje wystarczająca ilość PTA, aby nadać polimerowi cenne właściwości fizyczne.
Narayan uważa, że PBAT jest nieco bardziej biodegradowalny niż PLA, który do rozkładu wymaga kompostu przemysłowego.Nie może jednak konkurować z dostępnymi na rynku PHA, które ulegają biodegradacji w warunkach naturalnych, nawet w środowisku morskim.
Eksperci często porównują właściwości fizyczne PBAT do polietylenu o niskiej gęstości, elastycznego polimeru używanego do produkcji folii, takich jak worki na śmieci.
PBAT jest często mieszany z PLA, sztywnym polimerem o właściwościach podobnych do polistyrenu.Marka Ecovio firmy Basf bazuje na tej mieszance.Na przykład Verbruggen twierdzi, że kompostowalna torba na zakupy zazwyczaj zawiera 85% PBAT i 15% PLA.
Novamont nadaje przepisowi kolejny wymiar.Firma miesza PBAT i inne biodegradowalne alifatyczne aromatyczne poliestry ze skrobią, tworząc żywice do określonych zastosowań.
Stefano Facco, nowy menedżer ds. rozwoju biznesowego firmy, powiedział: „W ciągu ostatnich 30 lat Novamont koncentrował się na zastosowaniach, w których zdolność do degradacji może zwiększyć wartość samego produktu.“
Dużym rynkiem dla PBAT jest ściółka, którą rozprowadza się wokół upraw, aby zapobiegać chwastom i pomagać w utrzymaniu wilgoci.Kiedy stosuje się folię polietylenową, należy ją wyciągać i często zakopywać na wysypiskach.Ale biodegradowalne folie można hodować bezpośrednio z powrotem w glebie.
Innym dużym rynkiem są kompostowalne worki na śmieci do usług gastronomicznych i domowego odbioru żywności i odpadów z podwórek.
Torby od firm takich jak BioBag, niedawno przejętej przez Novamont, od lat są sprzedawane w sklepach detalicznych.
Czas publikacji: 26-11-21