Polimerii perfecți – polimeri care echilibrează proprietățile fizice și efectele asupra mediului – nu există, dar tereftalatul de polibutilenă (PBAT) este mai aproape de perfecțiune decât mulți.
După decenii în care nu au reușit să-și împiedice produsele să ajungă în gropile de gunoi și în oceane, producătorii de polimeri sintetici sunt sub presiune să își asume responsabilitatea. Mulți își dublează eforturile de a promova reciclarea pentru a evita criticile. Alte companii încearcă să abordeze problema deșeurilor investind în materiale plastice biodegradabile, cum ar fi acidul polilactic (PLA) și esterii acizilor grași polihidroxi (PHA), în speranța că degradarea naturală va atenua cel puțin o parte din deșeuri.
Dar atât reciclarea, cât și biopolimerii se confruntă cu obstacole. De exemplu, în ciuda anilor de eforturi, Statele Unite încă reciclează mai puțin de 10% din plastic. Iar polimerii pe bază de bio – adesea produse de fermentație – se luptă să atingă performanța și dimensiunea polimerilor sintetici pe care trebuie să îi înlocuiască.
PBAT combină unele dintre proprietățile benefice ale polimerilor sintetici și pe bază biologică. Este derivat din produse petrochimice comune – acid tereftalic rafinat (PTA), butandiol și acid adipic, dar este biodegradabil. Ca polimer sintetic, poate fi produs cu ușurință în masă și are proprietățile fizice necesare pentru a face filme flexibile comparabile cu cele ale materialelor plastice tradiționale.
Interesul pentru PBAT este în creștere. Producători consacrați, cum ar fi BASF din Germania și Novamont din Italia, văd o cerere crescută după decenii de cultivare a pieței. Lor li se alătură mai mult de o jumătate de duzină de producători asiatici care se așteaptă ca afacerile polimerului să înflorească pe măsură ce guvernele regionale fac eforturi pentru sustenabilitate.
Marc Verbruggen, fost CEO al producătorului de PLA NatureWorks și acum consultant independent, consideră că PBAT este „cel mai ieftin și mai ușor de fabricat produs din bioplastic” și crede că PBAT devine bioplasticul flexibil preeminent, este înaintea esterului de butandiol poli succinat ( concurenți PBS) și PHA. Și este probabil să se claseze alături de PLA drept cele mai importante două materiale plastice biodegradabile, despre care, spune el, devine produsul dominant pentru aplicații rigide.
Ramani Narayan, profesor de inginerie chimică la Universitatea de Stat din Michigan, a spus că principalul punct de vânzare al PBAT - biodegradabilitatea sa - provine din legături esterice, mai degrabă decât din scheletul carbon-carbon din polimerii nedegradabili precum polietilena. Legăturile esterice sunt ușor hidrolizate și deteriorate de enzime.
De exemplu, acidul polilactic și PHA sunt poliesteri care se degradează atunci când legăturile lor esterice se rup. Dar cel mai comun poliester - tereftalatul de polietilenă (PET), folosit în fibre și sticle de sifon - nu se descompune la fel de ușor. Acest lucru se datorează faptului că inelul aromatic din scheletul său provine din PTA. Potrivit lui Narayan, inelele care dau proprietăți structurale fac și PET-ul hidrofob. „Apa nu este ușor de introdus și încetinește întregul proces de hidroliză”, a spus el.
Basf produce polibutilen tereftalat (PBT), un poliester din butandiol. Cercetătorii companiei au căutat un polimer biodegradabil pe care l-ar putea produce cu ușurință. Au înlocuit unele PTA din PBT cu acid glicolic diacid adipos. În acest fel, părțile aromatice ale polimerului sunt separate astfel încât să poată fi biodegradabile. În același timp, este lăsat suficient PTA pentru a conferi polimerului proprietăți fizice valoroase.
Narayan crede că PBAT este puțin mai biodegradabil decât PLA, care necesită compost industrial pentru a se descompune. Dar nu poate concura cu PHA-urile disponibile comercial, care sunt biodegradabile în condiții naturale, chiar și în mediile marine.
Experții compară adesea proprietățile fizice ale PBAT cu polietilena de joasă densitate, un polimer elastic folosit pentru a face filme, cum ar fi sacii de gunoi.
PBAT este adesea amestecat cu PLA, un polimer rigid cu proprietăți asemănătoare polistirenului. Marca Ecovio de la Basf se bazează pe acest amestec. De exemplu, Verbruggen spune că o pungă de cumpărături compostabilă conține de obicei 85% PBAT și 15% PLA.
Novamont adaugă o altă dimensiune rețetei. Compania amestecă PBAT și alți poliesteri aromatici alifatici biodegradabili cu amidon pentru a crea rășini pentru aplicații specifice.
Stefano Facco, noul manager de dezvoltare a afacerii al companiei, a declarat: „În ultimii 30 de ani, Novamont s-a concentrat pe aplicații în care capabilitățile de degradare pot adăuga valoare produsului în sine. „
O piață mare pentru PBAT este mulciul, care este răspândit în jurul culturilor pentru a preveni buruienile și pentru a ajuta la reținerea umidității. Când se utilizează folie de polietilenă, aceasta trebuie trasă în sus și adesea îngropată în gropile de gunoi. Dar peliculele biodegradabile pot fi cultivate direct înapoi în sol.
O altă piață mare este sacii de gunoi compostabili pentru serviciul alimentar și colectarea la domiciliu a alimentelor și a deșeurilor din curte.
Gențile de la companii precum BioBag, achiziționate recent de Novamont, sunt vândute de ani de zile la comercianții cu amănuntul.
Ora postării: 26-11-21