Vrste biorazgradive plastike i kako se izrađuju
Uvod
Konvencionalna plastika postala je bitan resurs u svakodnevnom životu, a koristi se u raznim primjenama, od pakiranja hrane do potrošačkih proizvoda. Međutim, njezin negativan utjecaj na okoliš potaknuo je potragu za ekološki prihvatljivijim alternativama, a jedna od njih je biorazgradiva plastika. Biorazgradiva plastika je vrsta plastike koju mikroorganizmi mogu razgraditi na spojeve koji su bezopasni za okoliš. Ovaj članak objasnit će različite vrste dostupne biorazgradive plastike i kako se izrađuju.
Vrste biorazgradive plastike
1. Polilaktična kiselina (PLA)
PLA je biorazgradiva plastika napravljena od obnovljivih resursa, poput kukuruza ili šećerne trske. PLA se često koristi u bocama, pakiranju hrane, pa čak i filamentima za 3D ispis. PLA se može razgraditi u industrijskim okruženjima za kompostiranje u roku od 1-6 mjeseci.
2. Polihidroksialkanoati (PHA)
PHA je prirodni poliester koji proizvode mikroorganizmi fermentacijom šećera ili lipida. PHA ima širok raspon primjena, uključujući proizvodnju plastičnih vrećica, ambalaže, pa čak i neke medicinske primjene. PHA je potpuno biorazgradiv i može se razgraditi u morskom i tlu.
3. Plastika na bazi škroba
Plastika na bazi škroba je mješavina prirodnog škroba (obično od kukuruza, krumpira ili pšenice) sa sintetičkom ili drugom biorazgradivom plastikom. Plastika na bazi škroba može se koristiti za izradu vrećica za kupovinu, folija za hranu i razne poljoprivredne primjene.
4. Poliglikolna kiselina (PGA)
PGA je vrsta biorazgradive plastike koja se često koristi u medicinskim primjenama kao što su biorazgradivi kirurški šavovi. PGA ima izvrsna svojstva biorazgradnje i može se potpuno razgraditi u roku od nekoliko mjeseci kada se stavi u vlažno okruženje.
5. Polibutilen sukcinat (PBS)
PBS je biorazgradivi poliester s mehaničkim i toplinskim svojstvima sličnim konvencionalnim plastikama (kao što je polietilen). PBS se često koristi u ambalaži, posuđu za jednokratnu upotrebu i poljoprivrednim primjenama. PBS se može razgraditi u tlu i vodi.
6. Plastika na bazi celuloze
Plastika na bazi celuloze izrađena je od celuloze, glavne komponente staničnih stijenki biljaka. Ove se plastike često koriste u proizvodnji plastičnih folija, premaza i raznih vrsta pakiranja. Celuloza se može prirodno razgraditi u roku od nekoliko mjeseci do godina, ovisno o uvjetima okoline.
Kako napraviti biorazgradivu plastiku
Postupak izrade biorazgradive plastike varira ovisno o vrsti plastike koja se proizvodi. Evo nekih uobičajenih metoda koje se koriste u proizvodnji biorazgradive plastike:
Polilaktična kiselina (PLA)
1. Ekstrakcija šećera
Ovaj proces započinje ekstrakcijom šećera iz biljaka poput kukuruza ili šećerne trske. Ovaj šećer zatim fermentiraju bakterije kako bi se proizvela mliječna kiselina.
2. Polimerizacija
Dobivena mliječna kiselina zatim prolazi kroz proces polimerizacije kako bi se formirao polilaktid, koji je polimerni oblik PLA.
3. Formiranje konačnog proizvoda
Tekući PLA se ulijeva u kalupe ili ekstrudira kako bi se formirali konačni proizvodi poput plastičnih ploča, boca ili filamenata za 3D ispis.
Polihidroksialkanoati (PHA)
1. Fermentacija
Mikroorganizmi poput bakterija uzgajaju se u fermentacijskom mediju bogatom ugljikom, poput šećera ili lipida. Ovi mikroorganizmi proizvode PHA kao rezervu energije u obliku inkluzija unutar svojih stanica.
2. Ekstrakcija i pročišćavanje
Zatim se PHA ekstrahira iz mikroorganizama i pročišćava kako bi se uklonili sastojci koji nisu PHA.
3. Formiranje konačnog proizvoda
Ova PHA mješavina se zatim dalje obrađuje prema industrijskim potrebama, na primjer, za izradu plastičnih vrećica ili materijala za pakiranje.
Plastika na bazi škroba
1. Ekstrakcija škroba
Škrob se ekstrahira iz prirodnih izvora poput kukuruza, krumpira ili pšenice.
2. Miješanje s drugim plastikama
Ekstrahirani škrob se zatim miješa s drugim biorazgradivim plastikama ili vezivnim sredstvima, što rezultira kompozitnim materijalom koji se može koristiti za razne primjene.
3. Formiranje konačnog proizvoda
Ovaj kompozitni materijal se zatim oblikuje postupkom oblikovanja ili ekstruzije u konačni proizvod kao što je vrećica za kupovinu ili omot za hranu.
Poliglikolna kiselina (PGA)
1. Polimerizacija glikolida
PGA se proizvodi polimerizacijom glikolida, koji su diesteri glikolne kiseline.
2. Pročišćavanje
Nakon polimerizacije, PGA se kristalizira i pročišćava kako bi se uklonili preostali reagensi i ostaci iz procesa polimerizacije.
3. Formiranje konačnog proizvoda
PGA spreman za upotrebu zatim se može oblikovati u konačne proizvode kao što su biorazgradivi kirurški šavovi ili drugi medicinski implantacijski materijali.
Polibutilen sukcinat (PBS)
1. Polimerizacija
PBS se proizvodi kopolimerizacijom sukcinata i butandiola konvencionalnim postupkom polimerizacije.
2. Pročišćavanje
Nakon polimerizacije, PBS se pročišćava kako bi se uklonili preostali monomeri i katalizatori.
3. Formiranje konačnog proizvoda
Pročišćeni PBS može se ekstrudirati ili oblikovati za proizvodnju gotovih proizvoda kao što su pribor za jelo za jednokratnu upotrebu ili plastične folije.
Plastika na bazi celuloze
1. Ekstrakcija celuloze
Celuloza se ekstrahira iz prirodnih izvora poput drveta ili pamuka.
2. Kemijska modifikacija
Ekstrahirana celuloza se zatim modificira kemijskim procesima poput esterifikacije ili eterifikacije kako bi se poboljšala njezina svojstva kao plastike.
3. Formiranje konačnog proizvoda
Modificirana celuloza se konačno koristi u proizvodnji gotovih proizvoda putem oblikovanja ili ekstruzije.
Zaključak
Biorazgradiva plastika nudi ekološki prihvatljivije rješenje od konvencionalne plastike, s raznim vrstama i metodama proizvodnje prilagođenim raznim primjenama. Razumijevanjem vrsta biorazgradive plastike i njihovih metoda proizvodnje, nadamo se da možemo mudrije birati i koristiti plastične proizvode kako bismo očuvali okoliš.
Referensi
– Leja, K. i Lewandowicz, G. (2010). Biodegradacija polimera i biorazgradivi polimeri – pregled. Poljski časopis za studije okoliša, 19(2), 255-266.
– Shah, A. A., Hassan, F., Hameed, A. i Ahmed, S. (2008). Biološka razgradnja plastike: Sveobuhvatan pregled. Biotechnology advances, 26(3), 246-265.
