Artykuły - Przemysł opakowaniowy

Tworzywa biodegradowalne szansą dla rozwoju rynku opakowań

22.05.2014
Tworzywa biodegradowalne szansą dla rozwoju rynku opakowań

Sektor tworzyw biodegradowalnych jest obecnie jedną z najbardziej innowacyjnych i najprężniej rozwijających się gałęzi rynku tworzyw sztucznych, oferując rozwiązania, które w perspektywie długoterminowej znacząco obniżą ilość produkowanych i gromadzonych odpadów. Presja ekologiczna oraz konieczność znalezienia alternatywnych źródeł surowca to najważniejsze czynniki wpływające na rozwój tego sektora w ostatnich latach.

Biodegradacja stała się w ostatnich latach kwestią niezmiernie ważną. Ludzkość wyprodukowała i nadal produkuje olbrzymie ilości tworzywowych odpadów. W 2013 r. na świecie wyprodukowanych zostało ok. 238 mln ton tworzyw sztucznych, z czego w Europie ponad 60 milionów ton. Tymczasem tzw. odpadów post-konsumpcyjnych powstało blisko 27 mln ton w samej tylko Europie.

Niezależnie od olbrzymich inwestycji związanych z recyklingiem tworzyw sztucznych czy też budową świadomości społeczeństw poprzez rozmaite inicjatywy promujące segregację śmieci, to właśnie tworzywa biodegradowalne stają się w tej chwili najbardziej obiecującym i skutecznym rozwiązaniem problemu odpadów. Ich zastosowanie może skutecznie zahamować obserwowany na całym świecie coroczny wzrost powierzchni składowisk odpadów.

Fenomen tworzyw biodegradowalnych
Fenomen tworzyw biodegradowalnych polega na tym, że ich główną zaletą jest przede wszystkim zdolność do ulegania procesowi degradacji w warunkach naturalnych. Do degradacji dochodzi z pomocą organizmów żywych, głównie bakterii, grzybów, promieniowców, glonów i pierwotniaków, które traktują polimery biodegradowalne, jako pożywienie. Poza organizmami żywymi do biodegradacji przyczyniają się także czynniki naturalne, zwłaszcza promieniowanie UV, tlen oraz woda. To z pomocą tych czynników rozkładowi może ulegać nawet 95% substancji organicznej.

Jeśli chodzi o same tworzywa biodegradowalne, to stanowią one materiały, które otrzymywane są zwykle z odtwarzalnych surowców roślinnych – w wyniku ekstrakcji można wyodrębnić polisacharydy, jak również proteiny, które ulegają biodegradacji. Kolejna grupa może być otrzymywana w procesie polimeryzacji z małocząsteczkowych związków naturalnie występujących w przyrodzie (m.in. PLA), bądź też może być syntetyzowana przez mikroorganizmy (m.in. polimery i kopolimery kwasu 3-hydroksymasłowego, PHB).

Obecnie większość produkowanych tworzyw biodegradowalnych to związki kompleksowe, zawierające w swym składzie skrobię (również zmodyfikowaną), celulozę, ligninę, ale również polimery syntetyczne modyfikowane skrobią jako napełniaczem (np. polietylen ze skrobią oraz skrobia termoplastyczna). Otrzymywanie tworzyw biodegradowalnych z surowców naturalnych nie jest już jednak konieczne. Podatność polimerów i tworzyw na biodegradację zależy także od ich struktury chemicznej, stąd mogą być one otrzymywane zarówno ze źródeł odnawialnych, jak i nieodnawialnych (kopalnianych, m.in. z surowców petrochemicznych).

 

 

 

Dodatkowo tworzywa biodegradowalne charakteryzują się licznymi zaletami (poza istotną wadą, jaką jest wyższa cena). Przede wszystkim mają bardzo dobre właściwości fizykochemiczne oraz fizykomechaniczne.

Natomiast w przypadku biodegradowalnych tworzyw kompostowalnych – to kolejna bardzo przyszłościowa i rozwojowa grupa tworzyw biodegradowalnych, zwłaszcza w kwestii składowania śmieci biologicznych – dodatkowo znacznemu obniżeniu ulegają koszty kompostowania, które są przynajmniej kilkukrotnie niższe niż koszty recyklingu odpadów z tradycyjnych tworzyw niebiodegradowalnych. Jednocześnie takie kompostowanie trwa znacznie krócej, bo do kilku tygodni, gdyż jak wiadomo czas życia tworzyw biodegradowalnych może być zmieniany poprzez modyfikację struktury łańcucha polimerowego.

Czynniki stymulujące wzrost
Nadal trwają prace badawcze, których celem jest synteza nowych, przede wszystkim biodegradowalnych i bezpiecznych dla środowiska monomerów przeznaczonych dla kolejnych interesujących zastosowań. Aktualnie jest to zresztą główny czynnik napędzający dość znaczący wzrost rynku dla biodegradowalnych tworzyw sztucznych (w 2013 r. było to ok. 14,2% w skali światowej). Wiadomym jest także, że stosunkowo wysoki procent syntetycznych tworzyw sztucznych, głównie pochodnych z przetwarzania ropy naftowej, przeznaczony jest do wyrobu opakowań.

W 2013 r. było to w Europie ponad 40%. Wykorzystanie tworzyw biodegradowalnych stwarza duże szanse dla rozwoju rynku opakowań i to nie tylko jednorazowych, ale także wielokrotnego użytku, a nawet wykorzystywanych długoterminowo, m.in. do pakowania żywności, napojów, kosmetyków, substancji ciekłych, sprzętu RTV i AGD oraz opakowań dla odpadów biologicznych.

Istotną zaletą tworzyw biodegradowalnych jest niższy nakład, a tym samym niższy koszt za energię oraz zdecydowanie niższe obciążenie ekologiczne, zarówno na etapie produkcji, jak i po eksploatacji, ze względu na stosunkowo szybką i nieszkodliwą biodegradację. Stąd też połączenie obydwu tych rynków przynosi obecnie bardzo duże korzyści i stopniowo wpływa na zmniejszenie udziału w rynku opakowań metalowych czy opakowań z papieru i tektury.

Dalsze możliwości rozwoju
Jak już wspomniano, szybkie gromadzenie olbrzymich ilości odpadów z tworzyw sztucznych stanowi obecnie poważny problem ekologiczny i gospodarczy w skali światowej. Blisko 80% odpadów z tworzyw stanowią odpady komunalne, głównie zużyte opakowania, jednorazowe talerzyki, sztućce, a także kubeczki często wykorzystywane w restauracjach i firmach. Niestety, mimo że tworzywa z udziałem komponentów biodegradowalnych są już produkowane na skalę przemysłową, to z uwagi na ich niedoskonałość i stosunkowo wysoką cenę, konieczne jest prowadzenie dalszych badań. Mają one na celu doprowadzenie do otrzymania nowych, jeszcze bardziej udoskonalonych tworzyw.

Opakowania biodegradowalne już teraz będące w użytku charakteryzują się wytrzymałością dorównującą opakowaniom z takich tworzyw, jak PH, PP, PS czy PET oraz doskonałą przejrzystością i połyskiem. Ogromne możliwości dla tworzyw biodegradowalnych obserwuje się również w ogrodnictwie, ochronie roślin i rolnictwie.

Wyświetlono: 9131

Przeczytaj również

Skomentuj

Kalendarium

więcej