Bioloģiski noārdāmo plastmasu veidi un to ražošanas veids
Pendahuluan
Parastā plastmasa ir kļuvusi par būtisku resursu ikdienas dzīvē, ko izmanto dažādos pielietojumos, sākot no pārtikas iepakojuma līdz patēriņa precēm. Tomēr tās negatīvā ietekme uz vidi ir veicinājusi videi draudzīgāku alternatīvu meklēšanu, no kurām viena ir bioloģiski noārdāmā plastmasa. Bioloģiski noārdāmā plastmasa ir plastmasas veids, ko mikroorganismi var sadalīt savienojumos, kas ir nekaitīgi videi. Šajā rakstā tiks paskaidroti dažādie bioloģiski noārdāmās plastmasas veidi un to ražošanas veids.
Bioloģiski noārdāmās plastmasas veidi
1. Polipienskābe (PLA)
PLA ir bioloģiski noārdāma plastmasa, kas izgatavota no atjaunojamiem resursiem, piemēram, kukurūzas vai cukurniedrēm. PLA bieži izmanto pudelēs, pārtikas iepakojumā un pat kvēldiegos 3D drukāšanai. PLA var sadalīties rūpnieciskās kompostēšanas vidē 1–6 mēnešu laikā.
2. Polihidroksialkanoāti (PHA)
PHA ir dabīgs poliesters, ko ražo mikroorganismi, fermentējot cukurus vai lipīdus. PHA ir plašs pielietojumu klāsts, tostarp plastmasas maisiņu ražošanā, iepakojumā un pat dažos medicīniskos nolūkos. PHA ir pilnībā bioloģiski noārdāms un var sadalīties gan jūras, gan augsnes vidē.
3. Uz cietes bāzes izgatavotas plastmasas
Cietes bāzes plastmasa ir dabīgās cietes (parasti no kukurūzas, kartupeļiem vai kviešiem) maisījumi ar sintētisku vai citu bioloģiski noārdāmu plastmasu. Cietes bāzes plastmasu var izmantot iepirkumu maisiņu, pārtikas iesaiņojuma un dažādu lauksaimniecības pielietojumu ražošanai.
4. Poliglikolskābe (PGA)
PGA ir bioloģiski noārdāmas plastmasas veids, ko bieži izmanto medicīnas vajadzībām, piemēram, bioloģiski noārdāmu ķirurģisko šuvju ražošanā. PGA piemīt izcilas bioloģiskās noārdīšanās īpašības, un mitrā vidē tā var pilnībā sadalīties dažu mēnešu laikā.
5. Polibutilēna sukcināts (PBS)
PBS ir bioloģiski noārdāms poliesters ar mehāniskām un termiskām īpašībām, kas ir līdzīgas parastajām plastmasām (piemēram, polietilēnam). PBS bieži izmanto iepakojumā, vienreizējās lietošanas traukos un lauksaimniecības vajadzībām. PBS var sadalīties augsnē un ūdenī.
6. Uz celulozes bāzes izgatavotas plastmasas
Celulozes plastmasas ir izgatavotas no celulozes, kas ir galvenā augu šūnu sieniņu sastāvdaļa. Šīs plastmasas bieži izmanto plastmasas plēvju, pārklājumu un dažādu iepakojuma materiālu ražošanā. Celuloze var dabiski sadalīties mēnešu vai gadu laikā atkarībā no vides apstākļiem.
Kā pagatavot bioloģiski noārdāmu plastmasu
Bioloģiski noārdāmās plastmasas ražošanas process atšķiras atkarībā no ražojamās plastmasas veida. Šeit ir dažas izplatītas metodes, ko izmanto bioloģiski noārdāmās plastmasas ražošanā:
Polilaktiskā skābe (PLA)
1. Cukura ekstrakcija
Šis process sākas ar cukura ekstrakciju no augiem, piemēram, kukurūzas vai cukurniedrēm. Pēc tam šo cukuru fermentē baktērijas, lai iegūtu pienskābi.
2. Polimerizācija
Iegūtā pienskābe pēc tam polimerizējas, veidojot polilaktidu, kas ir PLA polimēra forma.
3. Galaprodukta veidošanās
Šķidru PLA ielej veidnēs vai ekstrudē, lai veidotu gala produktus, piemēram, plastmasas loksnes, pudeles vai kvēldiegus 3D drukāšanai.
Polihidroksialkanoāti (PHA)
1. Fermentācija
Mikroorganismi, piemēram, baktērijas, tiek audzēti fermentācijas vidē, kas bagāta ar oglekli, piemēram, cukuriem vai lipīdiem. Šie mikroorganismi savās šūnās ieslēgumu veidā ražo PHA kā enerģijas rezervi.
2. Ekstrakcija un attīrīšana
Pēc tam PHA tiek ekstrahēts no mikroorganismiem un attīrīts, lai noņemtu sastāvdaļas, kas nav PHA.
3. Galaprodukta veidošanās
Šis PHA maisījums pēc tam tiek tālāk apstrādāts atbilstoši rūpniecības vajadzībām, piemēram, izgatavots plastmasas maisiņos vai iepakojuma materiālos.
Plastmasas uz cietes bāzes
1. Cietes ekstrakcija
Cieti iegūst no dabīgiem avotiem, piemēram, kukurūzas, kartupeļiem vai kviešiem.
2. Sajaukšana ar citām plastmasām
Iegūto cieti pēc tam sajauc ar citām bioloģiski noārdāmām plastmasām vai saistvielām, iegūstot kompozītmateriālu, ko var izmantot dažādiem mērķiem.
3. Galaprodukta veidošanās
Šis kompozītmateriāls pēc tam tiek formēts, izmantojot formēšanas vai ekstrūzijas procesu, gala produktā, piemēram, iepirkumu maisiņā vai pārtikas iesaiņojumā.
Poliglikolskābe (PGA)
1. Glikolīdu polimerizācija
PGA tiek iegūts, polimerizējot glikolīdus, kas ir glikolskābes diesteri.
2. Attīrīšana
Pēc polimerizācijas PGA tiek kristalizēts un attīrīts, lai noņemtu atlikušos reaģentus un atlikumus no polimerizācijas procesa.
3. Galaprodukta veidošanās
Gatavā lietošanai PGA pēc tam var tikt veidota galaproduktos, piemēram, bioloģiski noārdāmās ķirurģiskās šuves vai citi medicīniski implantējamie materiāli.
Polibutilēna sukcināts (PBS)
1. Polimerizācija
PBS tiek iegūts no sukcināta un butandiola kopolimerizācijas, izmantojot parasto polimerizācijas procesu.
2. Attīrīšana
Pēc polimerizācijas PBS tiek attīrīts, lai noņemtu atlikušos monomērus un katalizatorus.
3. Galaprodukta veidošanās
Attīrītu PBS var ekstrudēt vai formēt, lai iegūtu gala produktus, piemēram, vienreizējās lietošanas galda piederumus vai plastmasas plēves.
Celulozes bāzes plastmasas
1. Celulozes ekstrakcija
Celulozi iegūst no dabīgiem avotiem, piemēram, koka vai kokvilnas.
2. Ķīmiskā modifikācija
Iegūto celulozi pēc tam modificē, izmantojot ķīmiskus procesus, piemēram, esterifikāciju vai ēterifikāciju, lai uzlabotu tās īpašības kā plastmasu.
3. Galaprodukta veidošanās
Modificētā celuloze visbeidzot tiek izmantota galaproduktu ražošanā, izmantojot formēšanu vai ekstrūziju.
Secinājums
Bioloģiski noārdāmā plastmasa piedāvā videi draudzīgāku risinājumu nekā parastā plastmasa, piedāvājot dažādus veidus un ražošanas metodes, kas pielāgotas dažādiem pielietojumiem. Izprotot bioloģiski noārdāmās plastmasas veidus un to ražošanas metodes, mēs, cerams, varēsim gudrāk izvēlēties un izmantot plastmasas izstrādājumus, lai saglabātu vidi.
Atsauce
– Leja, K., un Levandovics, G. (2010). Polimēru biodegradācija un bioloģiski noārdāmie polimēri — apskats. Polijas Vides pētījumu žurnāls, 19(2), 255.–266. lpp.
– Šahs, A. A., Hasans, F., Hamīds, A. un Ahmeds, S. (2008). Plastmasas bioloģiskā noārdīšanās: visaptverošs pārskats. Biotechnology advances, 26(3), 246.–265. lpp.
