Perfekte polymerer - polymerer som balanserer fysiske egenskaper og miljøeffekter - eksisterer ikke, men polybutylen -tereftalat (PBAT) er nærmere perfeksjon enn mange.
Etter flere tiår med at de ikke har stoppet produktene sine som havner på deponier og hav, er syntetiske polymerprodusenter under press for å ta ansvar. Mange dobler innsatsen for å fremme resirkulering for å avverge kritikk. Andre selskaper prøver å løse avfallsproblemet ved å investere i biologisk nedbrytbar biobasert plast som polylaktsyre (PLA) og polyhydroksy-fettsyreestere (PHA), i håp om at naturlig nedbrytning vil lindre minst noe av avfallet.
Men både resirkulering og biopolymerer står overfor hindringer. Til tross for mange års innsats resirkulerer USA fortsatt mindre enn 10 prosent av plasten. Og biobaserte polymerer-ofte produktene fra gjæring-sliter med å oppnå ytelsen og omfanget av de syntetiske polymerene de er ment å erstatte.
PBAT kombinerer noen av de gunstige egenskapene til syntetiske og biobaserte polymerer. Det er avledet fra vanlige petrokjemiske produkter - raffinert tereftalsyre (PTA), butanediol og adipinsyre, men den er biologisk nedbrytbar. Som en syntetisk polymer kan den lett masseproduseres, og den har de fysiske egenskapene som er nødvendige for å lage fleksible filmer som kan sammenlignes med tradisjonell plast.
Interessen for PBAT øker. Etablerte produsenter som Tysklands 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 virksomhet for at polymeren vil blomstre når regionale myndigheter presser på for bærekraft.
Marc Verbruggen, tidligere administrerende direktør i PLA -produsenten Natureworks og nå en uavhengig konsulent, mener at PBAT er "det billigste og enkleste bioplastproduktet å produsere" og han mener at PBAT blir den fremtredende fleksible bioplastisk, det er foran poly succinat butanediol ester ( PBS) og PHA -konkurrenter. Og det vil sannsynligvis rangere sammen med PLA som de to viktigste biologisk nedbrytbare plast, som han sier blir det dominerende produktet for stive applikasjoner.
Ramani Narayan, professor i kjemiteknikk ved Michigan State University, sa PBATs viktigste salgsargument-dets biologisk nedbrytbarhet-kommer fra esterbindinger, i stedet for karbon-karbonskjelettet i ikke-nedbrytbare polymerer som polyetylen. Ester -bindinger hydrolyseres og skades lett av enzymer.
For eksempel er polylaktsyre og PHA polyestere som forringes når esterbindingene deres går i stykker. Men den vanligste polyesteren - polyetylen -tereftalat (PET), brukt i fibre og brusflasker - brytes ikke så lett ned. Dette er fordi den aromatiske ringen i skjelettet kommer fra PTA. I følge Narayan gjør ringene som gir strukturelle egenskaper også hydrofobe kjæledyr. "Vann er ikke lett å komme inn, og det bremser hele hydrolyseprosessen," sa han.
BASF lager polybutylen -tereftalat (PBT), en polyester laget av butanediol. Selskapets forskere lette etter en biologisk nedbrytbar polymer de lett kunne produsere. De erstattet noe PTA i PBT med fett diakidglykolsyre. På denne måten skilles de aromatiske delene av polymeren slik at de kan biologisk nedbrytbare. Samtidig er det nok PTA igjen til å gi polymeren verdifulle fysiske egenskaper.
Narayan mener PBAT er litt mer biologisk nedbrytbar enn PLA, noe som krever industriell kompost for å nedbryte. Men den kan ikke konkurrere med kommersielt tilgjengelige PHA -er, som er biologisk nedbrytbar 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 en annen dimensjon til oppskriften. Selskapet blander PBAT og andre biologisk nedbrytbare alifatiske aromatiske polyestere med stivelse for å lage harpikser for spesifikke applikasjoner.
Stefano Facco, selskapets nye forretningsutviklingssjef, sa: "I løpet av de siste 30 årene har Novamont fokusert på applikasjoner der nedbrytningsfunksjoner 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 beholde fuktigheten. Når polyetylenfilm brukes, må den trekkes opp og ofte begraves på deponier. Men biologisk nedbrytbare filmer kan dyrkes direkte tilbake i jorden.
Et annet stort marked er komposterbare søppelsekker for matservering og hjemmesamling av mat og hageavfall.
Vesker fra selskaper som Biobag, som nylig er anskaffet av Novamont, har blitt solgt hos forhandlere i årevis.
Post Time: 26-11-21