Vrste biorazgradljivih plastik in kako so izdelane
Uvod
Konvencionalna plastika je postala bistven vir v vsakdanjem življenju in se uporablja v različnih aplikacijah, od embalaže za živila do potrošniških izdelkov. Vendar pa je njen negativni vpliv na okolje spodbudil iskanje okolju prijaznejših alternativ, ena od njih je biorazgradljiva plastika. Biorazgradljiva plastika je vrsta plastike, ki jo mikroorganizmi lahko razgradijo v spojine, ki so neškodljive za okolje. Ta članek bo razložil različne vrste biorazgradljive plastike, ki so na voljo, in kako so izdelane.
Vrste biorazgradljive plastike
1. Polilaktična kislina (PLA)
PLA je biorazgradljiva plastika, izdelana iz obnovljivih virov, kot sta koruza ali sladkorni trs. PLA se pogosto uporablja v steklenicah, embalaži za živila in celo v filamentih za 3D-tiskanje. PLA se lahko v industrijskih kompostnih okoljih razgradi v 1–6 mesecih.
2. Polihidroksialkanoati (PHA)
PHA je naravni poliester, ki ga mikroorganizmi proizvajajo s fermentacijo sladkorjev ali lipidov. PHA ima široko paleto uporabe, vključno z izdelavo plastičnih vrečk, embalaže in celo nekaterih medicinskih aplikacij. PHA je popolnoma biorazgradljiv in se lahko razgradi tako v morskem kot talnem okolju.
3. Plastika na osnovi škroba
Plastika na osnovi škroba je mešanica naravnega škroba (običajno iz koruze, krompirja ali pšenice) s sintetično ali drugo biorazgradljivo plastiko. Plastika na osnovi škroba se lahko uporablja za izdelavo nakupovalnih vrečk, ovoja za živila in za različne kmetijske namene.
4. Poliglikolna kislina (PGA)
PGA je vrsta biorazgradljive plastike, ki se pogosto uporablja v medicinskih aplikacijah, kot so biorazgradljivi kirurški šivalni materiali. PGA ima odlične lastnosti biorazgradnje in se lahko v vlažnem okolju popolnoma razgradi v nekaj mesecih.
5. Polibutilen sukcinat (PBS)
PBS je biorazgradljiv poliester z mehanskimi in toplotnimi lastnostmi, podobnimi običajnim plastikom (kot je polietilen). PBS se pogosto uporablja v embalaži, posodi za enkratno uporabo in v kmetijstvu. PBS se lahko razgradi v zemlji in vodi.
6. Plastika na osnovi celuloze
Plastika na osnovi celuloze je narejena iz celuloze, glavne sestavine rastlinskih celičnih sten. Ta plastika se pogosto uporablja pri izdelavi plastičnih folij, premazov in različnih embalažnih izdelkov. Celuloza se lahko naravno razgradi v mesecih do letih, odvisno od okoljskih pogojev.
Kako narediti biorazgradljivo plastiko
Postopek izdelave biorazgradljive plastike se razlikuje glede na vrsto proizvedene plastike. Tukaj je nekaj pogostih metod, ki se uporabljajo pri izdelavi biorazgradljive plastike:
Polimlečna kislina (PLA)
1. Pridobivanje sladkorja
Ta postopek se začne z ekstrakcijo sladkorja iz rastlin, kot sta koruza ali sladkorni trs. Ta sladkor nato fermentirajo bakterije, da nastane mlečna kislina.
2. Polimerizacija
Nastala mlečna kislina nato gre skozi postopek polimerizacije, da se tvori polilaktid, ki je polimerna oblika PLA.
3. Oblikovanje končnega izdelka
Tekoči PLA se vlije v kalupe ali ekstrudira za oblikovanje končnih izdelkov, kot so plastične plošče, steklenice ali filamenti za 3D-tiskanje.
Polihidroksialkanoati (PHA)
1. Fermentacija
Mikroorganizmi, kot so bakterije, gojijo v fermentacijskem mediju, bogatem z ogljikom, kot so sladkorji ali lipidi. Ti mikroorganizmi proizvajajo PHA kot rezervo energije v obliki vključkov v svojih celicah.
2. Ekstrakcija in čiščenje
Nato se PHA ekstrahira iz mikroorganizmov in prečisti, da se odstranijo sestavine, ki niso PHA.
3. Oblikovanje končnega izdelka
Ta mešanica PHA se nato nadalje predela glede na industrijske potrebe, na primer za izdelavo plastičnih vrečk ali embalažnih materialov.
Plastika na osnovi škroba
1. Ekstrakcija škroba
Škrob se pridobiva iz naravnih virov, kot so koruza, krompir ali pšenica.
2. Mešanje z drugimi plastikami
Ekstrahirani škrob se nato zmeša z drugimi biorazgradljivimi plastikami ali vezivi, kar ima za posledico kompozitni material, ki se lahko uporablja za različne namene.
3. Oblikovanje končnega izdelka
Ta kompozitni material se nato s postopkom oblikovanja ali ekstrudiranja oblikuje v končni izdelek, kot je nakupovalna vrečka ali ovoj za živila.
Poliglikolna kislina (PGA)
1. Polimerizacija glikolidov
PGA nastane s polimerizacijo glikolidov, ki so diestri glikolne kisline.
2. Čiščenje
Po polimerizaciji se PGA kristalizira in prečisti, da se odstranijo preostali reagenti in ostanki iz procesa polimerizacije.
3. Oblikovanje končnega izdelka
PGA, ki je pripravljen za uporabo, se nato lahko oblikuje v končne izdelke, kot so biorazgradljivi kirurški šivalni materiali ali drugi medicinski implantacijski materiali.
Polibutilen sukcinat (PBS)
1. Polimerizacija
PBS nastane s kopolimerizacijo sukcinata in butandiola s konvencionalnim postopkom polimerizacije.
2. Čiščenje
Po polimerizaciji se PBS prečisti, da se odstranijo preostali monomeri in katalizatorji.
3. Oblikovanje končnega izdelka
Prečiščen PBS se lahko ekstrudira ali oblikuje za proizvodnjo končnih izdelkov, kot so jedilni pribor za enkratno uporabo ali plastične folije.
Plastika na osnovi celuloze
1. Ekstrakcija celuloze
Celuloza se pridobiva iz naravnih virov, kot sta les ali bombaž.
2. Kemična modifikacija
Ekstrahirana celuloza se nato modificira s kemičnimi postopki, kot sta esterifikacija ali eterifikacija, da se izboljšajo njene lastnosti kot plastike.
3. Oblikovanje končnega izdelka
Modificirana celuloza se končno uporablja pri izdelavi končnih izdelkov z brizganjem ali ekstrudiranjem.
Zaključek
Biorazgradljiva plastika ponuja okolju prijaznejšo rešitev kot običajna plastika, saj je na voljo v različnih vrstah in proizvodnih metodah, prilagojenih različnim aplikacijam. Z razumevanjem vrst biorazgradljive plastike in njihovih proizvodnih metod bomo upajmo lahko pametneje izbirali in uporabljali plastične izdelke za ohranjanje okolja.
Referensi
– Leja, K. in Lewandowicz, G. (2010). Biorazgradnja polimerov in biorazgradljivi polimeri – pregled. Poljski časopis za okoljske študije, 19(2), 255–266.
– Shah, A. A., Hassan, F., Hameed, A. in Ahmed, S. (2008). Biološka razgradnja plastike: celovit pregled. Biotechnology advances, 26(3), 246–265.
