Bioplasty – nový problém / I

Udržitelnému vývoji aplikací plastů by měly napomoci i bioplasty. Výzkum jejich zdrojů a vlastní technologie výroby jsou spojeny s novými problémy a výzvami, zejména v oblasti odpadového hospodářství. Série několika článků chce odbornou veřejnost blíže seznámit s tímto fenoménem.

I když se uvádí, že bioplasty jsou na trhu zhruba dvacet let, není tomu tak, neboť první plasty z konce 19. a začátku 20. století měly za základ biologické zdroje. Posléze byly vytlačeny levnějšími produkty na bázi uhlí (Německo), ropy a zemního plynu.

PLASTY Z PŘÍRODY

Jako většina látek, tak i polymery mají data narození v hluboké minulosti a místo narození v přírodě. Vždyť rohovina a želvovina jsou v rozdrcené formě a po zahřátí v tvarovací formě schopné stejného tváření jako syntetické plasty. Taktéž pryskyřice z různých stromů – nejznámější z Hevea brasiliensis – přírodní kaučuk, nebo šelak jsou také polymery. A tak již ve 12. století se tvarovala v Anglii rohovina na poloprůhledné okenní desky, z kaučukového latexu vyráběli Indiáni míče a rukojeti nožů, šelak se ještě ve 20. století používal na lisování gramofonových desek.


Poslední třetinu 19. století můžeme nazvat etapou prvních aplikací semi-syntetických plastů. Výchozími surovinami byly přírodní látky, konkretně mléko a celulóza. Z mléka se pomocí enzymů oddělil kasein, vysušil se a rozemlel. Poté se prášek smíchal s vodou, barvivy a lisoval se za tepla – vyráběly se tak knoflíky, sponky a přezky. V roce 1859 byla uvedena na trh Velké Británie hydratovaná celulóza – vulkanfiber. Z tohoto plastu se vyráběly kufry ještě v minulém století. O rok později se podařilo Američanu Hyattovi připravit ze směsi bavlny a kyseliny dusičné nitrát celulózy, který měl tu nevýhodu, že byl výbušný – známý je též pod názvem střelná bavlna. V roce 1869 se podařilo nalézt méně hořlavou modifikaci smísením s kafrem, která se požívala jako náhrada nedostatkových kulečníkových koulí ze slonoviny. Další uplatnění tohoto produktu pod obchodním názvem Celluloid nastalo po roce 1884, kdy Eastman patentoval aplikaci celuloidu pro film. Koncem 19. století se průmyslově uplatnilo do 10 tisíc tun plastů ročně. V roce 1908 vynalezl Cross acetátcelulózu – obchodně známý celofán.

EVROPSKÁ STRATEGIE

Počátkem roku 2011 byl předložen k veřejné diskusi materiál o rozvoji ekonomiky na bázi bio do roku 2020. Ve zprávě se uvádí, že bioekonomika vytváří v EU hodnotu produkce 2000 miliard euro a zaměstnává 22 mil. pracovníků. Jedná se o zemědělství, zdravotnictví a průmysl, kde se využívá biomasa, nebo se aplikují biotechnologie. Do roku 2025 by se měl obrat podstatně zvýšit a mělo by se vytvořit 130 tis. nových pracovních míst. Definitivní strategii pod názvem „Bioekonomika pro Evropu“ představila Evropská komise letos v únoru. Cílem je přechod z fosilních zdrojů na nízkouhlíkové zdroje s využitím přírodních materiálů, jako je biomasa pro využití v energetice, bioproduktů jako alternativy pro chemický průmysl (biorafinerie) a biopaliv pro automobily. Podle Komise je nezbytné v tomto směru iniciovat výzkum a vývoj a zapojit vědce, odborníky i politiky.

Evropská asociace pro bioplasty (www.en. european-bioplastics.org) tuto iniciativu podpořila s připomenutím, že průmysl bioplastů je dobře rozvinut a může demonstrovat širokou škálu aplikací, požadovala však zároveň podporu uplatnění bioplastů na trzích. Členská základna asociace se skládá z výrobců zemědělských produktů pro bioplasty, z výrobců bioplastů, výzkumníků, zpracovatelů, uživatelů a distributorů, recyklátorů a výrobců strojů a zařízení pro zpracování bioplastů.

Také při organizaci Plastics Europe již začala působit pracovní skupina: „Bio-Based and Biodegradable Plastics“, v níž se účastní zástupci společnosti Arkema, BASF, Dow Europe, DSM, Dupont, Novamont, Solvay, Total.

POSTOJ VEŘEJNOSTI

Většina lidí si myslí, že bio materiály, a tedy i bioplasty jsou zelenější než dosud majoritně používané plasty. Nedávno provedený průzkum, který v Německu zkoumal, jak veřejnost vnímán udržitelnost některých materiálů, to potvrdil. Tradiční materiály jako keramika, cihly, sklo, ocel, beton, minerální izolace a hliník jsou minimálně polovinou občanů vnímány jako udržitelné, což neplatí o plastových izolacích a vlastních plastech, které jsou jako udržitelné produkty vnímány velmi málo.

Kde však je možno očekávat rychlé a příznivé přijímání občanů, jsou bioprodukty, zejména pak podskupina bioplastů.

V dalších části seriálu o bioplastech budou posouzeny marketingové informace, dále rozebrány typy bioplastů a jejich aplikace i možné způsoby řešení odpadních bioplastů.

Ing. František Vörös
konzultant Sdružení EPS ČR

 

 

ZÁKLADNÍ POJMY BIOPLASTŮ

Bioplast: pojem se obvykle zahrnuje plasty vyrobené z obnovitelných, rostlinných zdrojů (brambory, kukuřice, cukrová třtina, celulóza), které mohou, ale nemusí být biodegradovatelné. Patří sem také plasty biologicky degradovatelné a kompostovatelné dle EN 13432 a EN 14995. Takové plasty mohou být vyrobeny i z petrochemických zdrojů.

Degradace plastů: nevratný proces, při kterém materiál podléhá fyzikálním, chemickým, případně biochemickým změnám.

Biodegradace plastů: degradace enzymatickým působením živých mikroorganismů, jako jsou bakterie, houby a řasy. Výsledkem je biomasa a CO2 v přítomnosti kyslíku nebo biomasa, CO2 a metan v nepřítomnosti kyslíku.

Biodegradovatelný plast: za specifických podmínek prostředí podléhá v daném čase biodegradaci, měřené standardními testovacími metodami. Podle ČSN EN 13 432 nebo ČSN EN 14 995 musí být takový plast aerobně rozložený za šest měsíců z 90 %. Podle DIN a ASTM norem stačí rozklad ze 60 %. Obsah těžkých kovů nesmí překročit stanovené limity (tab. 1).

Kompostování: proces, při kterém se činností mikro a makroorganismů přeměňuje využitelný bioodpad za přístupu vzduchu na stabilizovaný výstup – kompost.

Nezařazované: Do kategorie bioplastů se poněkud nepochopitelně nezařazují dřevoplastové kompozity (WPC), které mohou obsahovat až 80 % dřevěné hmoty ve směsi s polyolefíny, PS nebo PVC. Za správnou cestu se nepovažuje ani zařazení oxo – nebo UV – degradovatelných plastů mezi bioplasty. Tyto polymery jsou vyrobeny z konvenčních plastů s přídavkem speciálních aditiv, které obsahují těžké kovy. Ty po rozpadu na větší kousky zůstávají v půdě, přičemž rychlost rozpadu těchto polymerů neodpovídá EN standardům.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *