Ідеальних полімерів — полімерів, які збалансували фізичні властивості та вплив на навколишнє середовище — не існує, але полібутилентерефталат (PBAT) ближче до досконалості, ніж багато інших.
Після десятиліть нездатності зупинити потрапляння своєї продукції на звалища та в океани виробники синтетичних полімерів змушені взяти на себе відповідальність. Щоб відбити критику, багато хто подвоює свої зусилля з просування вторинної переробки. Інші компанії намагаються вирішити проблему відходів, інвестуючи в біологічно розкладані пластики, такі як полімолочна кислота (PLA) і полігідроксиефіри жирних кислот (PHA), в надії, що природне розкладання зменшить принаймні частину відходів.
Але і переробка, і біополімери стикаються з перешкодами. Наприклад, незважаючи на багаторічні зусилля, Сполучені Штати досі переробляють менше 10 відсотків пластику. А полімери на біологічній основі — часто продукти бродіння — намагаються досягти продуктивності та масштабу синтетичних полімерів, які вони мають замінити.
PBAT поєднує в собі деякі корисні властивості синтетичних і біологічних полімерів. Його отримують із звичайних нафтохімічних продуктів – рафінованої терефталевої кислоти (PTA), бутандіолу та адипінової кислоти, але він піддається біологічному розкладанню. Оскільки він є синтетичним полімером, його можна легко масово виробляти, і він має фізичні властивості, необхідні для виготовлення гнучких плівок, порівнянних із традиційними пластиками.
Інтерес до PBAT зростає. Відомі виробники, такі як німецька BASF та італійська Novamont, спостерігають підвищений попит після десятиліть розвитку ринку. До них приєднується понад півдюжини азіатських виробників, які очікують процвітання бізнесу полімерів, оскільки регіональні уряди прагнуть до сталого розвитку.
Марк Вербрюгген, колишній генеральний директор виробника PLA NatureWorks, а тепер незалежний консультант, вважає, що PBAT є «найдешевшим і найпростішим у виробництві біопластиковим продуктом», і він вважає, що PBAT стає видатним гнучким біопластиком, він випереджає полісукцинат бутандіоловий ефір ( PBS) і конкуренти PHA. І, ймовірно, він буде займати поряд із PLA як два найважливіші біологічно розкладані пластики, які, за його словами, стають домінуючим продуктом для жорстких застосувань.
Рамані Нараян, професор хімічної інженерії в Університеті штату Мічиган, сказав, що головна перевага PBAT — його здатність до біологічного розкладання — походить від складноефірних зв’язків, а не від вуглець-вуглецевого скелета в нерозкладних полімерах, таких як поліетилен. Складноефірні зв'язки легко гідролізуються і пошкоджуються ферментами.
Наприклад, полімолочна кислота та PHA є поліефірами, які розкладаються, коли їхні складноефірні зв’язки розриваються. Але найпоширеніший поліестер — поліетилентерефталат (ПЕТ), який використовується у волокнах і пляшках для газованої води — не руйнується так легко. Це тому, що ароматичне кільце в його скелеті походить від PTA. За словами Нараяна, кільця, які надають структурні властивості, також роблять ПЕТ гідрофобним. «Воду важко потрапити, і це уповільнює весь процес гідролізу», — сказав він.
Basf виробляє полібутилентерефталат (PBT), поліефір, виготовлений з бутандіолу. Дослідники компанії шукали біорозкладний полімер, який вони могли б легко виробляти. Вони замінили деяку кількість PTA в PBT на жирову діацидну гліколеву кислоту. Таким чином ароматичні частини полімеру відокремлюються, щоб вони могли біологічно розкладатися. У той же час залишається достатньо PTA, щоб надати полімеру цінні фізичні властивості.
Нараян вважає, що PBAT дещо краще біологічно розкладається, ніж PLA, для розкладання якого потрібен промисловий компост. Але він не може конкурувати з комерційно доступними PHA, які біологічно розкладаються в природних умовах, навіть у морському середовищі.
Експерти часто порівнюють фізичні властивості PBAT з поліетиленом низької щільності, еластичним полімером, який використовується для виготовлення плівок, таких як пакети для сміття.
PBAT часто змішують із PLA, твердим полімером із властивостями, подібними до полістиролу. Бренд Ecovio компанії Basf базується на цій суміші. Наприклад, Вербрюгген каже, що компостна сумка для покупок зазвичай містить 85% PBAT і 15% PLA.
Novamont додає ще один вимір рецепту. Компанія змішує PBAT та інші біологічно розкладані аліфатичні ароматичні поліефіри з крохмалем для створення смол для спеціальних застосувань.
Стефано Факко, новий менеджер з розвитку бізнесу компанії, сказав: «Протягом останніх 30 років Novamont зосереджувався на програмах, де можливості деградації можуть додати цінність самому продукту. «
Великим ринком для PBAT є мульча, яку розкидають навколо посівів, щоб запобігти бур’янам і допомогти зберегти вологу. Коли використовується поліетиленова плівка, її необхідно підтягувати і часто захоронювати на звалищах. Але біорозкладані плівки можна культивувати безпосередньо в ґрунті.
Іншим великим ринком є компостовані сміттєві мішки для обслуговування громадського харчування та домашнього збору їжі та відходів із двору.
Сумки від таких компаній, як BioBag, нещодавно придбана Novamont, продаються в роздрібних мережах протягом багатьох років.
Час розміщення: 26-11-21