Сегодня в мире популярность приобретают «зелёные» (экологичные) технологии. Одно из направлений – производство биополимеров, на которые возлагаются большие надежды в борьбе с загрязнением окружающей среды полимерными отходами. О биополимерах мы расскажем читателям.
Определение
Биополимеры – это полимеры, имеющие в своем составе мономеры, полученные не из углеводородов, а из возобновляемых ресурсов. Наиболее распространены два вида: полимолочная кислота или полилактид (PLA), получаемый из кукурузного крахмала, свеклы, маниока или сахарного тростника, и полигидроксиалканоат (PHA) – он производится микроорганизмами из сахаров или липидов.
Плюсы биополимеров
+ Биоразлагаемость в короткие сроки при создании необходимых условий (несколько недель или месяцев)
+ Меньшее по сравнению с производством обычных полимеров потребление углеводородов
+ Нетоксичность: при распаде биополимеры выделяют в атмосферу только углекислый газ и воду
+ Разработка биополимеров – перспективное направление, особенно для медицины (шовные материалы, лечебные композиции, раневые повязки). Ученые работают над технологиями производства биополимеров не из ценного сельхозсырья, а из отходов, в том числе пищевых. Это позволило бы не только сэкономить плодородные земли, но и снизить стоимость продукта
Биоразлагаемость — способность распадаться на экологически безопасные вещества за счет бактерий или других биологических процессов.
Минусы биополимеров
- Для производства биополимеров необходим огромный урожай (1 т PLA = 3 т кукурузы). При этом при работе с/х техники, использовании удобрений и т.д. выделяются вредные вещества
- Биополимеры требуют значительных площадей земли, много топлива, энергии и воды
- Даже в развитых странах не хватает инфраструктуры для правильной утилизации биопластиков
- При неправильной утилизации биопластики выделяют метан, парниковый эффект от которого в 23 раза сильнее, чем у углекислого газа
- Биополимеры нельзя перерабатывать вместе с обычными полимерами. При попадании в рецикл традиционных полимеров они нарушают его технологию
- Биополимеры гораздо менее прочны, чем традиционные полимеры
- Биополимеры в 2–7 раз дороже обычных полимеров
Био «но»
Считается, что биоразлагаемые биополимеры – это экологически чистые материалы, способные без проблем разлагаться в природной среде, не выделяя токсичных веществ. Эти же свойства приписывают упаковкам, изготовленным с их применением. Однако мало кто знает, что для разложения тех же PLA и PHA требуются специальные процессы сбора и компостирования, иначе происходит их дефрагментация (частичный распад). Оказать существенное влияние на экологию биополимеры не могут – их просто слишком мало на мировом рынке. Общий объем выпуска полностью биоразлагаемых полимеров – не более 1,2 млн тонн в год, тогда как традиционных полимеров производится более 270 млн тонн. Сегодняшняя «эко-упаковка» вообще не имеет ничего общего с биополимерами. Ее производят из синтетических полимеров, которые содержат в своем составе оксоразлагаемые добавки. Последние дефрагментируют полимер на мелкие частицы, которые потом попадают в окружающую среду и далее не деградируют. В Европе уже начали борьбу с производством и продажей изделий из оксоразлагаемых пластмасс.
«Зелёный» ПЭТ
Некоторые производители называют «зелёным» полиэтилентерефталат (ПЭТ), полученный не из традиционных углеводородов, а из сельхозсырья (сахарный тростник, свекла). Объемы выпуска такого «био-ПЭТа» невелики. Классический ПЭТ – это термопластик, продукт поликонденсации этиленгликоля с терефталевой кислотой. Он является сырьем для получения полиэфирных волокон и нитей, пленок, нетканых материалов, инженерных пластиков, бутылочных заготовок и др.
ПЭТ отлично сохраняет свои свойства при вторичной переработке. По словам экс-президента Ассоциации производителей и переработчиков ПЭТ, кандидата технических наук Виктора Керницкого, «зеленый» ПЭТ по своим свойствам ничем не отличается от обычного, но потребителям внушают мысль, что покупая продукты в такой таре, они экономят углеводородные ресурсы и сокращают выбросы СО2 в атмосферу:
«Это смелое утверждение, поскольку производство сельскохозяйственного сырья, извлечение из него целевых компонентов, их переработка в этиленгликоль по совокупным энергетическим затратам и эмиссиям СО2 не экономичнее и не экологичнее, чем производство этиленгликоля из нефти или газа. Сельхозтехника потребляет топливо, а завод по производству этиленгликоля – электроэнергию, пар и т.д.».
Инициаторы массового использования биополимеров – почти всегда крупные производители продуктов питания или косметики. В качестве примера можно привести компанию Coca-Cola, которая в 2009 году выпустила «растительную ПЭТ-бутылку», в которой 30% сырья для полимера было получено из биомассы.
«Биополимеры – и в первую очередь биоразлагаемые полимеры – это замечательные продукты, которые востребованы в медицине, в производстве гигиенических изделий, некоторых видов упаковки, – уверен Виктор Керницкий. – Они могут быть интересны в качестве дополнения к традиционным полимерам, но они ни в коем случае не должны рассматриваться в качестве их альтернативы».
Полимер не причем
Получается, что в наше время биополимеры – это скорее модный тренд, чем итог сбалансированного развития полимерной отрасли. Но в перспективе, если ученые разработают технологии получения биополимеров из органических отходов, а страны построят необходимую для их оптимальной переработки инфраструктуру, – они действительно смогут занять часть рынка традиционных полимеров и внести свой вклад в решение проблемы загрязнения окружающей среды. С другой стороны, развитая инфраструктура для рециклинга традиционных полимеров также позволяет минимизировать их негативное влияние на экологию и оптимально использовать углеводородное сырье.
