Soorten biologisch afbreekbare kunststoffen en hoe ze worden gemaakt
Pendahuluan
Conventioneel plastic is een onmisbare grondstof geworden in het dagelijks leven en wordt gebruikt in uiteenlopende toepassingen, van voedselverpakkingen tot consumentenproducten. De negatieve impact ervan op het milieu heeft echter de zoektocht naar milieuvriendelijkere alternatieven aangewakkerd, waaronder biologisch afbreekbaar plastic. Biologisch afbreekbaar plastic is een type plastic dat door micro-organismen kan worden afgebroken tot verbindingen die onschadelijk zijn voor het milieu. Dit artikel beschrijft de verschillende soorten biologisch afbreekbaar plastic die verkrijgbaar zijn en hoe ze worden gemaakt.
Soorten biologisch afbreekbaar plastic
1. Poly melkzuur (PLA)
PLA is een biologisch afbreekbaar plastic gemaakt van hernieuwbare grondstoffen, zoals maïs of suikerriet. PLA wordt vaak gebruikt in flessen, voedselverpakkingen en zelfs als filament voor 3D-printers. PLA kan in industriële composteeromgevingen binnen 1-6 maanden worden afgebroken.
2. Polyhydroxyalkanoaten (PHA)
PHA is een natuurlijk polyester dat door micro-organismen wordt geproduceerd via de fermentatie van suikers of lipiden. PHA heeft een breed scala aan toepassingen, waaronder de productie van plastic zakken, verpakkingen en zelfs sommige medische toepassingen. PHA is volledig biologisch afbreekbaar en kan zowel in zee- als bodemomgevingen worden afgebroken.
3. Kunststoffen op basis van zetmeel
Kunststoffen op basis van zetmeel zijn mengsels van natuurlijk zetmeel (meestal afkomstig van maïs, aardappelen of tarwe) met synthetische of andere biologisch afbreekbare kunststoffen. Kunststoffen op basis van zetmeel kunnen worden gebruikt voor het maken van boodschappentassen, voedselverpakkingen en diverse toepassingen in de landbouw.
4. Polyglycolzuur (PGA)
PGA is een type biologisch afbreekbaar plastic dat vaak wordt gebruikt in medische toepassingen, zoals biologisch afbreekbare chirurgische hechtdraden. PGA heeft uitstekende biologische afbreekbaarheidseigenschappen en kan binnen enkele maanden volledig ontbinden in een vochtige omgeving.
5. Polybutyleensuccinaat (PBS)
PBS is een biologisch afbreekbaar polyester met mechanische en thermische eigenschappen die vergelijkbaar zijn met die van conventionele kunststoffen (zoals polyethyleen). PBS wordt vaak gebruikt in verpakkingen, wegwerpservies en landbouwtoepassingen. PBS kan in de bodem en in water worden afgebroken.
6. Kunststoffen op basis van cellulose
Kunststoffen op basis van cellulose worden gemaakt van cellulose, het belangrijkste bestanddeel van plantencelwanden. Deze kunststoffen worden vaak gebruikt bij de productie van plastic folies, coatings en diverse verpakkingsmaterialen. Cellulose kan, afhankelijk van de omgevingsomstandigheden, binnen enkele maanden tot jaren op natuurlijke wijze afbreken.
Hoe maak je biologisch afbreekbaar plastic?
Het proces voor het maken van biologisch afbreekbaar plastic varieert afhankelijk van het type plastic dat wordt geproduceerd. Hieronder volgen enkele veelgebruikte methoden bij de productie van biologisch afbreekbaar plastic:
Polymelkzuur (PLA)
1. Suikerwinning
Dit proces begint met de winning van suiker uit planten zoals maïs of suikerriet. Deze suiker wordt vervolgens door bacteriën gefermenteerd, waarbij melkzuur ontstaat.
2. Polymerisatie
Het resulterende melkzuur ondergaat vervolgens een polymerisatieproces om polylactide te vormen, een polymere vorm van PLA.
3. Vorming van het eindproduct
Vloeibaar PLA wordt in mallen gegoten of geëxtrudeerd om eindproducten te vormen, zoals plastic platen, flessen of filament voor 3D-printen.
Polyhydroxyalkanoaten (PHA)
1. Fermentatie
Micro-organismen zoals bacteriën worden gekweekt in een fermentatiemedium dat rijk is aan koolstof, zoals suikers of lipiden. Deze micro-organismen produceren PHA als energiereserve in de vorm van insluitsels in hun cellen.
2. Extractie en zuivering
Vervolgens wordt PHA uit de micro-organismen geëxtraheerd en gezuiverd om niet-PHA-bestanddelen te verwijderen.
3. Vorming van het eindproduct
Dit PHA-mengsel wordt vervolgens verder verwerkt volgens industriële behoeften, bijvoorbeeld tot plastic zakken of verpakkingsmateriaal.
Zetmeelgebaseerde kunststoffen
1. Zetmeelextractie
Zetmeel wordt gewonnen uit natuurlijke bronnen zoals maïs, aardappelen of tarwe.
2. Mengen met andere kunststoffen
Het gewonnen zetmeel wordt vervolgens gemengd met andere biologisch afbreekbare kunststoffen of bindmiddelen, wat resulteert in een composietmateriaal dat voor diverse toepassingen gebruikt kan worden.
3. Vorming van het eindproduct
Dit composietmateriaal wordt vervolgens door middel van een vorm- of extrusieproces tot een eindproduct gevormd, zoals een boodschappentas of voedselverpakking.
Polyglycolzuur (PGA)
1. Glycolidepolymerisatie
PGA wordt gemaakt door de polymerisatie van glycoliden, dit zijn diesters van glycolzuur.
2. Zuivering
Na de polymerisatie wordt PGA gekristalliseerd en gezuiverd om resterende reagentia en residuen van het polymerisatieproces te verwijderen.
3. Vorming van het eindproduct
Het gebruiksklare PGA kan vervolgens worden verwerkt tot eindproducten zoals biologisch afbreekbare chirurgische hechtdraden of andere materialen voor medische implantaten.
Polybutyleensuccinaat (PBS)
1. Polymerisatie
PBS wordt gemaakt door de copolymerisatie van succinaat en butaandiol via een conventioneel polymerisatieproces.
2. Zuivering
Na de polymerisatie wordt PBS gezuiverd om resterende monomeren en katalysatoren te verwijderen.
3. Vorming van het eindproduct
Gezuiverd PBS kan geëxtrudeerd of gevormd worden tot eindproducten zoals wegwerpbestek of plastic folie.
Op cellulose gebaseerde kunststoffen
1. Cellulose-extractie
Cellulose wordt gewonnen uit natuurlijke bronnen zoals hout of katoen.
2. Chemische modificatie
De gewonnen cellulose wordt vervolgens gemodificeerd door middel van chemische processen zoals verestering of verethering om de eigenschappen ervan als plastic te verbeteren.
3. Vorming van het eindproduct
Gemodificeerde cellulose wordt uiteindelijk gebruikt bij de vervaardiging van eindproducten door middel van gieten of extrusie.
conclusie
Biologisch afbreekbare kunststoffen bieden een milieuvriendelijkere oplossing dan conventionele kunststoffen, met een verscheidenheid aan soorten en productiemethoden die zijn afgestemd op verschillende toepassingen. Door de verschillende soorten biologisch afbreekbare kunststoffen en hun productiemethoden te begrijpen, kunnen we hopelijk plastic producten bewuster kiezen en gebruiken om het milieu te beschermen.
referensi
– Leja, K., & Lewandowicz, G. (2010). Polymere biodegradatie en biologisch afbreekbare polymeren – een overzicht. Polish Journal of Environmental Studies, 19(2), 255-266.
– Shah, A. A., Hassan, F., Hameed, A., & Ahmed, S. (2008). Biologische afbraak van kunststoffen: een uitgebreid overzicht. Biotechnology advances, 26(3), 246-265.
