Perfekte polymerer - polymerer som balanserer fysiske egenskaper og miljøeffekter - eksisterer ikke, men polybutylentereftalat (PBAT) er nærmere perfeksjon enn mange.
Etter flere tiår med ikke å stoppe produktene deres å havne på søppelfyllinger og hav, er produsenter av syntetiske polymerer under press for å ta ansvar. Mange fordobler innsatsen for å fremme resirkulering for å avverge kritikk. Andre selskaper prøver å ta tak i avfallsproblemet ved å investere i biologisk nedbrytbar biobasert plast som polymelkesyre (PLA) og polyhydroksyfettsyreestere (PHA), i håp om at naturlig nedbrytning vil lindre i det minste noe av avfallet.
Men både resirkulering og biopolymerer møter hindringer. For eksempel, til tross for mange års innsats, resirkulerer USA fortsatt mindre enn 10 prosent av plasten. Og biobaserte polymerer - ofte gjæringsproduktene - sliter med å oppnå ytelsen og skalaen til de syntetiske polymerene de er ment å erstatte.
PBAT kombinerer noen av de fordelaktige egenskapene til syntetiske og biobaserte polymerer. Det er avledet fra vanlige petrokjemiske produkter - raffinert tereftalsyre (PTA), butandiol og adipinsyre, men det er biologisk nedbrytbart. Som en syntetisk polymer kan den enkelt masseproduseres, og den har de fysiske egenskapene som trengs for å lage fleksible filmer som kan sammenlignes med tradisjonell plast.
Interessen for PBAT er på vei oppover. Etablerte produsenter som tyske BASF og Italias Novamont ser økt etterspørsel etter flere tiår med å pleie markedet. De får selskap av mer enn et halvt dusin asiatiske produsenter som forventer at virksomheten for polymeren skal blomstre ettersom regionale myndigheter presser på for bærekraft.
Marc Verbruggen, tidligere administrerende direktør for PLA-produsenten NatureWorks og nå en uavhengig konsulent, mener at PBAT er "det billigste og enkleste bioplastproduktet å produsere", og han mener at PBAT er i ferd med å bli den fremste fleksible bioplasten. Det er foran polysuksinatbutandiolester ( PBS) og PHA-konkurrenter. Og det vil sannsynligvis rangere sammen med PLA som de to viktigste biologisk nedbrytbare plastene, som han sier er i ferd med å bli det dominerende produktet for stive applikasjoner.
Ramani Narayan, professor i kjemiteknikk ved Michigan State University, sa at PBATs viktigste salgsargument - dens biologiske nedbrytbarhet - kommer fra esterbindinger, snarere enn karbon-karbonskjelettet i ikke-nedbrytbare polymerer som polyetylen. Esterbindinger hydrolyseres lett og skades av enzymer.
For eksempel er polymelkesyre og PHA polyestere som brytes ned når esterbindingene deres brytes. Men den vanligste polyesteren - polyetylentereftalat (PET), brukt i fibre og brusflasker - brytes ikke så lett ned. Dette er fordi den aromatiske ringen i skjelettet kommer fra PTA. Ifølge Narayan gjør ringene som gir strukturelle egenskaper også PET hydrofob. "Vann er ikke lett å få inn, og det bremser hele hydrolyseprosessen," sa han.
Basf lager polybutylentereftalat (PBT), en polyester laget av butandiol. Selskapets forskere så etter en biologisk nedbrytbar polymer de enkelt kunne produsere. De erstattet noe PTA i PBT med fettdisyreglykolsyre. På denne måten separeres de aromatiske delene av polymeren slik at de kan være biologisk nedbrytbare. Samtidig er nok PTA igjen til å gi polymeren verdifulle fysiske egenskaper.
Narayan mener PBAT er litt mer biologisk nedbrytbart enn PLA, som krever industriell kompost for å brytes ned. Men den kan ikke konkurrere med kommersielt tilgjengelige PHAer, som er biologisk nedbrytbare under naturlige forhold, selv i marine miljøer.
Eksperter sammenligner ofte de fysiske egenskapene til PBAT med polyetylen med lav tetthet, en elastisk polymer som brukes til å lage filmer, for eksempel søppelsekker.
PBAT blandes ofte med PLA, en stiv polymer med polystyrenlignende egenskaper. Basfs Ecovio-merke er basert på denne blandingen. For eksempel sier Verbruggen at en komposterbar handlepose vanligvis inneholder 85 % PBAT og 15 % PLA.
Novamont tilfører oppskriften enda en dimensjon. Selskapet blander PBAT og andre biologisk nedbrytbare alifatiske aromatiske polyestere med stivelse for å lage harpikser for spesifikke bruksområder.
Stefano Facco, selskapets nye forretningsutviklingssjef, sa: «I løpet av de siste 30 årene har Novamont fokusert på applikasjoner der nedbrytningsevner kan tilføre verdi til selve produktet. "
Et stort marked for PBAT er mulch, som er spredt rundt avlinger for å forhindre ugress og bidra til å holde på fuktigheten. Når polyetylenfilm brukes må den trekkes opp og ofte graves ned på søppelfyllinger. Men biologisk nedbrytbare filmer kan dyrkes direkte tilbake i jorda.
Et annet stort marked er komposterbare søppelsekker for matservering og hjemmeinnsamling av mat og hageavfall.
Poser fra selskaper som BioBag, nylig kjøpt opp av Novamont, har blitt solgt hos forhandlere i årevis.
Innleggstid: 26-11-21