Täydellisiä polymeerejä – polymeerejä, jotka tasapainottavat fysikaalisia ominaisuuksia ja ympäristövaikutuksia – ei ole olemassa, mutta polybuteenitereftalaatti (PBAT) on lähempänä täydellisyyttä kuin monet.
Sen jälkeen, kun vuosikymmeniä ei ole onnistuttu estämään tuotteidensa päätymistä kaatopaikoille ja valtameriin, synteettisten polymeerien valmistajat ovat paineita ottamaan vastuuta. Monet kaksinkertaistavat ponnistelunsa kierrätyksen edistämiseksi torjuakseen kritiikkiä. Muut yritykset yrittävät ratkaista jäteongelmaa investoimalla biohajoaviin biopohjaisiin muoveihin, kuten polymaitohappoon (PLA) ja polyhydroksirasvahappoestereihin (PHA), toivoen, että luonnollinen hajoaminen helpottaa ainakin osaa jätteestä.
Mutta sekä kierrätys että biopolymeerit kohtaavat esteitä. Esimerkiksi vuosien ponnisteluista huolimatta Yhdysvallat kierrättää edelleen alle 10 prosenttia muovista. Ja biopohjaiset polymeerit – usein käymistuotteet – kamppailevat saavuttaakseen niiden synteettisten polymeerien suorituskyvyn ja mittakaavan, jotka ne on tarkoitus korvata.
PBAT yhdistää joitakin synteettisten ja biopohjaisten polymeerien hyödyllisiä ominaisuuksia. Se on johdettu tavallisista petrokemian tuotteista – puhdistetusta tereftaalihaposta (PTA), butaanidiolista ja adipiinihaposta, mutta se on biohajoava. Synteettisenä polymeerinä se voidaan valmistaa helposti massatuotantona, ja sillä on fysikaaliset ominaisuudet, joita tarvitaan joustavien kalvojen tekemiseen perinteisten muovien vastaaviin.
Kiinnostus PBATia kohtaan on kasvussa. Vakiintuneet tuottajat, kuten saksalainen BASF ja italialainen Novamont, näkevät lisääntyneen kysynnän vuosikymmeniä kestäneen markkinoiden vaalimisen jälkeen. Heihin liittyy yli puoli tusinaa aasialaista tuottajaa, jotka odottavat polymeerin menestyvän, kun aluehallitukset ajavat kestävää kehitystä.
Marc Verbruggen, PLA-valmistajan NatureWorksin entinen toimitusjohtaja ja nyt riippumaton konsultti, uskoo, että PBAT on "halvin ja helpoin valmistettava biomuovituote" ja hän uskoo, että PBAT:sta on tulossa johtava joustava biomuovi, se on edellä polysukkinaattibutaanidioliesteriä ( PBS) ja PHA-kilpailijat. Ja se todennäköisesti sijoittuu PLA:n rinnalle kahdeksi tärkeimmäksi biohajoavaksi muoviksi, josta hänen mukaansa on tulossa hallitseva tuote jäykissä sovelluksissa.
Michigan State Universityn kemiantekniikan professori Ramani Narayan sanoi, että PBAT:n tärkein myyntivaltti - sen biohajoavuus - tulee esterisidoksesta eikä hiili-hiilirungosta hajoamattomissa polymeereissä, kuten polyeteenissä. Esterisidokset hydrolysoituvat ja vaurioituvat helposti entsyymien vaikutuksesta.
Esimerkiksi polymaitohappo ja PHA ovat polyestereitä, jotka hajoavat, kun niiden esterisidokset katkeavat. Mutta yleisin polyesteri - polyeteenitereftalaatti (PET), jota käytetään kuiduissa ja soodapulloissa - ei hajoa yhtä helposti. Tämä johtuu siitä, että sen rungon aromaattinen rengas tulee PTA:sta. Narayanin mukaan rakenteellisia ominaisuuksia antavat renkaat tekevät myös PET:stä hydrofobisen. "Vesi ei ole helppo päästä sisään ja se hidastaa koko hydrolyysiprosessia", hän sanoi.
Basf valmistaa polybuteenitereftalaattia (PBT), butaanidiolista valmistettua polyesteriä. Yrityksen tutkijat etsivät biohajoavaa polymeeriä, jota he voisivat helposti tuottaa. He korvasivat osan PTA:sta PBT:ssä rasvadihapolla olevalla glykolihapolla. Tällä tavalla polymeerin aromaattiset osat erotetaan niin, että ne voivat olla biohajoavia. Samaan aikaan PTA:ta jätetään riittävästi antamaan polymeerille arvokkaita fysikaalisia ominaisuuksia.
Narayan uskoo, että PBAT on hieman biohajoavampaa kuin PLA, joka vaatii teollisuuskompostin hajoamista. Mutta se ei pysty kilpailemaan kaupallisesti saatavien PHA-yhdisteiden kanssa, jotka ovat biohajoavia luonnollisissa olosuhteissa, edes meriympäristöissä.
Asiantuntijat vertaavat usein PBAT:n fysikaalisia ominaisuuksia matalatiheyksiseen polyeteeniin, elastiseen polymeeriin, jota käytetään kalvojen, kuten roskapussien, valmistukseen.
PBAT sekoitetaan usein PLA:n kanssa, joka on jäykkä polymeeri, jolla on polystyreeniä muistuttavia ominaisuuksia. Basfin Ecovio-brändi perustuu tähän sekoitukseen. Esimerkiksi Verbruggen sanoo, että kompostoitava ostoskassi sisältää tyypillisesti 85 % PBAT:ta ja 15 % PLA:ta.
Novamont lisää reseptiin uuden ulottuvuuden. Yritys sekoittaa PBAT:ta ja muita biohajoavia alifaattisia aromaattisia polyestereitä tärkkelyksen kanssa luodakseen hartseja tiettyihin sovelluksiin.
Stefano Facco, yhtiön uusi liiketoiminnan kehityspäällikkö, sanoi: "Viimeisen 30 vuoden aikana Novamont on keskittynyt sovelluksiin, joissa hajoamisominaisuudet voivat lisätä arvoa itse tuotteelle. "
Suuri PBAT-markkina on multaa, jota levitetään viljelykasvien ympärille rikkakasvien estämiseksi ja kosteuden säilyttämiseksi. Kun käytetään polyeteenikalvoa, se on vedettävä ylös ja haudattava usein kaatopaikoille. Mutta biohajoavia kalvoja voidaan viljellä suoraan takaisin maaperään.
Toinen iso markkina-alue on kompostoituvat roskapussit ruokapalveluun sekä ruoan ja pihajätteen kotikeräykseen.
Novamontin äskettäin ostaman BioBagin kaltaisten yritysten laukkuja on myyty vähittäiskaupoissa vuosia.
Postitusaika: 26.11.21