Hvis du vil vite hva som er biologisk nedbrytbar plast?, samt vite tidspunktet for dens levetid, av hvilket råmateriale det er laget, siden når blir de produsert og om de kan resirkuleres, vil disse spørsmålene bli besvart i denne interessant artikkel, så jeg inviterer deg til å fortsette å lese.
Hva er biologisk nedbrytbar plast?
Før fossilbasert plast ble brukt på 1930-tallet, ble det brukt naturlig forekommende bioplastmaterialer. På den tiden ble de fleste plastgjenstander produsert av biologisk avledede polymerer. I disse årene var den naturlige kilden til å produsere bioplast eller plast av biologisk opprinnelse naturgummi, cellulose, for å lage Parkesin på 1850-tallet, som senere, innen 1868, ga opphav til et celluloid plastmateriale og til og med cellofan på slutten av århundret XIX og begynnelsen av XX. I tillegg til andre produkter stammer det fra komponenter med kasein, som er en meieriforbindelse som Galatita ble produsert med i 1897.
På 1940-tallet av 1990-tallet ble den første tekniske bioplasten anerkjent for å ha svært gode mekaniske egenskaper og god kjemisk stabilitet produsert. Det var imidlertid fra XNUMX-tallet og utover at fremskritt og å oppnå det som i dag er kjent som bioplast (PLA eller PHA og plastisert stivelse) fortsatte, som produseres takket være fremskritt innen forskning innen grønn kjemi og tradisjonell kjemi for bruk av biomasse, dvs. , bruk av stivelse, sukker, cellulose og andre.
Fra disse funnene, ettersom forskningen skrider frem, har det blitt gjort nye funn av polymerer fra biologiske eller biologisk nedbrytbare kilder som stadig dukker opp, slik som PEF, som varierer avhengig av de ulike ressursene som analyseres og brukes for å gi opphav til ny biologisk nedbrytbar plast, med formålet med å oppnå best mulig bruk av avfall fra ulike råvarer fra biologiske kilder.
gjenoppblomstring av plast
Etter hvert som oljeprisen falt, avanserte forskningen for å produsere plast fra olje, og oppnå en billigere plast av fossil opprinnelse, som tillot produksjon av et stort antall svært allsidige og holdbare plastprodukter. Dette førte til en nedgang i interessen for å fortsette å produsere biologisk nedbrytbar plast. Men etter hvert som forurensningen av miljøet forårsaket av avfallet fra en stor mengde plastprodukter av fossil opprinnelse har blitt kjent, har interessen for å lage produkter med biologisk nedbrytbar plast dukket opp igjen.
Denne nye interessen for å produsere biologisk nedbrytbar plast skyldes forurensningen som genereres av plast av fossil opprinnelse og økningen i oljeprisen, samt den markerte nedgangen i oljereservene. Sammen med interessen til vitenskapelige og industrielle miljøer for å utføre forskning for å produsere nye biologisk nedbrytbare plaster eller EDP-er (miljønedbrytbare polymerer og plaster).
Å endre fossilbasert plast som i dag brukes til produksjon av en lang rekke gjenstander for biologisk nedbrytbar plast er et tiltak som vil være til nytte for miljøet ved å redusere forurensingseffekten som genereres av fossilbasert plast. Dette har resultert i en ny drivkraft i forskningen for å skaffe plast fra forskjellige kilder av naturlig opprinnelse, og polyhydroksyalkanoater er et ganske levedyktig alternativ. Spesielt siden avfallet fra biologisk nedbrytbar plast kan behandles som avfall av organisk opprinnelse og nedbrytningen skjer i løpet av korte perioder.
Utdypning
Utformingen av produksjonen av biologisk nedbrytbar plast har som formål at de ved påvirkning av biologiske organismer kan syntetisere det for å oppnå karbon, ved å konsumere plastmaterialet. Det finnes en del plast på markedet produsert med organiske eller biobaserte råvarer, som er fornybare materialer som bananer eller bananer, kassava, cellulose, belgfrukter som gir store mengder melkesyre, soyaolje og potetstivelse. Når denne typen plast når levetiden, blir den biologisk nedbrutt av aerobe mikroorganismer.
Biologisk nedbrytbar plast brytes ned av bakterier som krever tilstedeværelse av oksygen eller aerob, i store kompostere, noen industrielle med høye temperaturer og tilstrekkelig oksygen. Noen biologisk nedbrytbare eller biobaserte plaster er imidlertid ikke biologisk nedbrytbare i løpet av kort tid, dette skyldes det faktum at det er utviklet noen teknologier som, med en vegetabilsk rest som kilde, resulterer i en polymer med samme egenskaper som en plast. av fossil opprinnelse med det formål å opprettholde sine mekaniske egenskaper og sakte nedbrytes. Biologisk nedbrytbar plast, fordi de har få mekaniske egenskaper, kan ikke resirkuleres.
Det er produsert en ny generasjon tilsetningsstoffer som har en anaerob enzymteknologi som produserer en biobasert plast når den kastes på en søppelfylling eller sanitærfylling og på grunn av den høye akkumuleringen av avfall og lite tilstedeværelse av oksygen, begynner de anaerobe bakteriene som sprer seg. rask biologisk nedbrytning av disse plastmaterialene.
Disse nye tilsetningsstoffene gjør at plasten kan resirkuleres, siden den ikke påvirker dens opprinnelige egenskaper, og i motsetning til teknologier som tilsetningsstoffer som er nedbrytbare ved oksidasjon, høye temperaturer eller høy lyseksponering, som under miljøforhold begynner å smuldre, endrer egenskapene deres, produserer mikroplast og forhindrer resirkulering av dem, dette fordi de biologiske nedbrytningsenhetene går gjennom biologiske og ikke fysiske veier.
Laget med stivelse
Hovedproduktet for å produsere biologisk nedbrytbar plast er stivelse, dette er en naturlig polymer basert på mais, hvete eller poteter. Av disse tre råstoffkildene som stivelse produseres med, er den beste den som produseres av potetstivelse. Dette skyldes det faktum at bortsett fra å være en fornybar ressurs, er produksjonssyklusen kort og den har høy avkastning per produsert hektar, forbruker lite vann og gir en positiv innvirkning på landbrukssektoren ved å ta tilbake utvidelser av forlatt land.
Biologisk nedbrytbar plast genereres basert på stivelsen som er ekstrahert fra mais, som omdannes av mikroorganismer til små molekyler av melkesyre som polymerkjedene av polymelkesyre (PLA) er laget av. PLA-kjedekryssene stammer fra den biologisk nedbrytbare plastplaten som ulike ikke-forurensende plastprodukter kan lages av.
Disse biologisk nedbrytbare plastene som er et resultat av behandlingen av stivelse, kan injiseres, bygges og termoformes eller kan støpes for å øke temperaturen, på samme måte som det som skjer med tradisjonell plast produsert fra petroleum, og på samme måte har de resulterende produktene lignende fysisk-kjemiske egenskaper.
Egenskapene
Forholdet mellom stivelse og vann er produktet av tilstedeværelsen av et stort antall hydroksylgrupper som forhindrer vannabsorpsjon og har en negativ effekt på overflaten av biologisk nedbrytbare plastprodukter. Denne situasjonen har ført til ulike undersøkelser i transformasjonen av naturlig stivelse gjennom kjemiske reaksjoner som endrer hydroksylgruppene og interagerer med andre mindre hydrofile polymerer eller transformerer produktene med fysiske midler gjennom blokkeringsmetoder som overflatebelegg. Denne reduksjonen i hydrofilisitet reduserer kostnadene.
Type biologisk nedbrytbar plast
I økende grad bruker industrien beholdere produsert med biologisk nedbrytbar plast som en måte å bidra til å redusere miljøforurensning. Likeledes som en støtte til alle undersøkelser som utføres for å øke produksjonen av biologisk nedbrytbar plast som vil føre til en positiv innvirkning på landbruksproduksjonen uten mindre miljøpåvirkning. Plasten som biologisk nedbrytbar plast produseres med er klassifisert som følger:
Polymerer fjernet direkte fra biomasse
Denne typen polymer er i studiefasen og er ment å produsere spiselige ark og lag, rettet mot konservering av mat. For dette studeres forskjellige polysakkarider og hydrokolloider av proteinopprinnelse, som kassavastivelse myknet med glyserol, polyetylenglykol, standard og forgelatinisert maisstivelse, karboksymetylcellulose, pektin blandet med natriumalginat, pektin, dragantgummi, guargummi, etylcellulose, gelatin tilsatt glyserol, gelatin-kasein kryssbundet med transglutaminase, sorbitol og sukrose, kasein, myse, soya og hvetegluten.
Fordi hvetegluten brukes i disse polymerene fjernet fra biomasse, er det giftig for de som er allergiske mot gluten og lider av cøliaki, som påvirker 15 % av verdens befolkning og øker. Bruk av gluten i denne typen biologisk nedbrytbar plast fører til en negativ innvirkning på folks helse, på grunn av dette er det en grunn til å søke en løsning og regulere bruken eller ikke av gluten ved fremstilling av denne typen plast.
Polymerer fra klassisk kjemisk syntese
Denne typen polymerer produsert ved klassisk kjemisk syntese bruker biologiske monomerer fra fornybare kilder. Monomerer er lavmolekylære forbindelser som agglomereres ved kjemiske reaksjoner mellom dem, som kan produsere et molekyl med større vekt, som kalles polymerer eller et stort og tredimensjonalt molekyl.
polymerer fra mikroorganismer
Disse produseres som et resultat av gjæringsprosesser, som, avhengig av opprinnelsen til karbonet som brukes, bruker ulike biosynteseveier. Disse polymerene produseres av ulike mikroorganismer og antallet produsenter øker og en kilde er transgene planter. Biologisk nedbrytbar plast som stammer fra bakterier er klassifisert i denne gruppen, hvor polyhydroksyalkanoater (PHA) og polymelkesyre (PLA) finnes. polyhydroksyalkanoater (PHA) fordi de er hentet fra fornybare ressurser og på grunn av deres evne til å brytes ned, kalles "dobbelt grønne polymerer".
Polymelkesyre (PLA)
Under fotosynteseprosessen til planter syntetiseres karbohydrater for å produsere sukker og stivelse (naturlig polymer), med sikte på å reservere energi. En kilde som polymelkesyre kommer fra er mais- og hvetekorn som har en stor mengde stivelse i kornene. Den biologisk nedbrytbare plasten som de er produsert i av denne polymeren har egenskapen til å ha en harpiks som kan injiseres, støpes ved ekstrudering og termoformes.
Denne typen polymer er en av de biologisk nedbrytbare plastene som studeres mest og har vært tilgjengelig på markedet siden 1990-tallet. Produksjonen stammer fra utvinning av stivelse fra maisplanten, som omdannes til et mindre molekyl av mikroorganismer, melkesyre eller 2-hydroksypropionmonomeren, som danner kjeder med molekylære strukturer som ligner på plast av fossil opprinnelse. PLA er en type biologisk nedbrytbar plast som brukes til å lage matbeholdere og plastflasker for kalde drikker.
Polyhydroksyalkanoat (PHAS)
Denne typen biologisk nedbrytbar plast kalt polyhydroksyalkanoat (PHAS), produseres hovedsakelig av gramnegative bakterier, og svært lite av grampositive bakterier. PHA ble funnet for første gang var PHB, i år 1925 ved Pasteur Institute, da Lemoigne studerte Bacillus megaterium og observerte produksjonen av PHB. I 1958 bestemte forskerne Macrae og Wildinson det Bacillus megaterium lagret polymeren når forholdet mellom glukose og nitrogen ikke er balansert og dens nedbrytning når karbon- eller energikilden svikter. Omtrent 150 forskjellige polyhydroksyalkanoater er for tiden kjent.
Det første produktet fra denne polymeren ble kjent som "Biopol", kilden er fra Ralstonia eutropha, fra glukose og propionsyre. For tiden er Biopol syntetisert fra karbon fra en enkelt bakterie, med høy biologisk nedbrytbar kapasitet og bedre termomekaniske egenskaper enn ren PHB.
Polyhydroksyalkanoat (PHA) er biologisk nedbrytbart, ikke-giftig og harmonisk med miljøet. Produksjonen av biologisk nedbrytbar plast fører til en reduksjon i avhengigheten av å produsere plast som et derivat av oljeindustrien, og dermed reduksjonen av fast avfall og gasser som forårsaker drivhuseffekten.
Biologisk nedbrytbar plast og industrien
I følge data rapportert av International Association and Working Group of Biodegradable Polymers (IBAW), er destinasjonen for produksjon av biologisk nedbrytbar plast orientert mot sektorene lagring, medisin, landbruk og andre engangsprodukter. De brukes også til produksjon av mobiltelefoner, datamaskiner, videoutstyr og andre. Det skal bemerkes at ifølge 10% av plasten som brukes i produksjonen av produkter i elektronikkindustrien er biologisk nedbrytbar plast.
Fossilbasert plast og miljø
Siden plast begynte å bli brukt til å lage gjenstander, har denne industrien blitt et fenomen. Resulterer i produksjon av et bredt spekter av gjenstander som i tidligere tider ikke var avgjørende i menneskers daglige liv. Disse er produsert for å svare på en stor industri som har produsert gjenstander med ulike bruksområder og på grunn av miljøvernere har de kommet til å bruke navnet "Plastic Civilization", med tanke på viktigheten av dette materialet i utvikling og forbedring av livskvaliteten samfunnet innen vitenskap og teknologi.
Nesten alle produkter er pakket eller laget av plast, fortrengende innpakninger og beholdere av glass, papir og papp. Plast brukes som innpakning for mat, medisin, maskineri, elektronikk og andre typer produkter som kasseres uten betydning når de har nådd levetiden eller når en ny er kjøpt. Dette har resultert i opprinnelsen til gigantiske marine deponier, som gir den navnet "plastsuppe", og skaper den største søppelfyllingen på planeten.
Denne høye spredningen av plastsøppel har skapt et stort problem med miljøforurensning, med plast med høy og lav tetthet. Egenskapene til plasten fra petroleum favoriserer dens store motstand mot å bli nedbrutt av miljøforhold og enda mer fordi den ikke er biologisk nedbrytbar. Bare strålingen fra UV-solstråler kan forårsake mellomlang nedbrytning i plasten, litt etter litt ødelegger den polymerbindingene og forvandler den til et knekkbart og spinkelt produkt.
Den høye ansamlingen av plast som kastes ut i miljøet påvirker vannmassene ved å bli dratt fra elver og flyttet til de renner ut i havet; forurenser vannet med produktene de inneholdt; De forårsaker sykdommer som dengue, på grunn av stagnasjon av avløpsvann og i plastbeholdere som er grobunn for mygg. Det påvirker fritidsaktiviteter og turisme, ved å påvirke naturlandskapet og områder som parker, alléer, gater, bedrifter og bygninger.
Det forårsaker død av fauna og fugler enten ved inntak av denne nedbrente plasten eller ved kvelning, som dyrene som legger hodet i posene og ikke kan få det ut senere. Likeledes hengte fugler med plastringer eller hakker fra plastposer. For eksempel, i 1967, i regionen La Serena i Chile, døde en rekke geiter under en lang tørke som fikk i seg restene av polyetylenposer som ble kastet på kysten av mennesker, og da de konsumerte storfeet, døde de innen et par timer etter inntak av det.
Plastbeholdere av fossil opprinnelse har blitt en alvorlig ulempe i byer. Fordi håndteringen av dette avfallet er svært kostbart for de kommunale myndighetene med ansvar for håndtering av fast avfall på grunn av det store antallet beholdere og deres volum. Plast forårsaker problemer under innsamling og endelig avhending. Dette er fordi innsamling av avfall, en renovasjonsbil med kapasitet til å frakte rundt 12 tonn vanlig søppel, vil frakte kun fem eller seks tonn komprimert plast og kun 2 tonn ikke-komprimert plast.
Plasten som finnes mest i det innsamlede søppelet er mer enn noe annet PET-plastbeholdere fra engangsflasker med drikkevann, olje, brus, juice og annen mat. Dette er fordi selskaper har sluttet å bruke glassflasker eller -beholdere og har endret dem til retur- og ikke-returbare plastbeholdere, noe som fører til et problem med miljøforurensning.
Miljøvern
Produksjonen av biologisk nedbrytbar plast ble oppnådd med det formål at dette materialet ble biologisk nedbrutt på kortere tid ved påvirkning av mikroorganismer og følgelig forsvinne i sin helhet. Dette målet er oppnådd i produkter laget av nylon: to bakterier som lever av nylon, flavobakterier og Pseudomonas, griper inn i nedbrytningen av dem. Forskere vurderer teorien om at noen mikroorganismer i fremtiden vil utvikle sine metabolske veier og bruke plast som et substrat.
Den nåværende forurensningen forårsaket av den store mengden plast av fossil opprinnelse er forårsaket av det faktum at denne typen plast består av strukturer som er motstandsdyktige mot å bli spaltet, noe som fører til å påvirke livskvaliteten til levende vesener. Som en løsning på dette problemet med miljøforurensning har industrien rettet sine handlinger mot utarbeidelse og bruk av lette materialer som brytes ned naturlig, som har en allsidig nytte og lave økonomiske investeringskostnader.
Denne biologisk nedbrytbare plasten resirkuleres siden den er en del av en fornybar prosess for å oppnå forbindelser av disse plastene som i deres fremstilling har blitt brukt naturlige forbindelser for å kunne gjenbrukes, under forhold med industriell sikkerhet og hygiene, de er materialer med egenskaper som de gjør antioksidanter, håndterbare, motstandsdyktige, vanntette og fleksible, blant annet.
Hvis du vil vite mer om temaer knyttet til den fantastiske naturen og hvordan du tar vare på den, inviterer jeg deg til å lese følgende innlegg: