Perfekte polimere - polimere wat fisiese eienskappe en omgewingseffekte balanseer - bestaan nie, maar polibutileentereftalaat (PBAT) is nader aan perfeksie as baie.
Na dekades van versuim om te keer dat hul produkte in stortingsterreine en oseane beland, is vervaardigers van sintetiese polimeer onder druk om verantwoordelikheid te aanvaar. Baie verdubbel hul pogings om herwinning te bevorder om kritiek af te weer. Ander maatskappye probeer om die afvalprobleem aan te spreek deur te belê in bioafbreekbare bio-gebaseerde plastiek soos polimelksuur (PLA) en polihidroksie vetsuur esters (PHA), in die hoop dat natuurlike agteruitgang ten minste van die afval sal verlig.
Maar beide herwinning en biopolimere staar struikelblokke in die gesig. Byvoorbeeld, ten spyte van jare se pogings, herwin die Verenigde State steeds minder as 10 persent van plastiek. En bio-gebaseerde polimere - dikwels die produkte van fermentasie - sukkel om die prestasie en skaal van die sintetiese polimere te bereik wat hulle bedoel is om te vervang.
PBAT kombineer sommige van die voordelige eienskappe van sintetiese en bio-gebaseerde polimere. Dit is afgelei van algemene petrochemiese produkte – verfynde tereftaalsuur (PTA), butaandiol en adipiesuur, maar dit is bioafbreekbaar. As 'n sintetiese polimeer kan dit maklik massavervaardig word, en dit het die fisiese eienskappe wat nodig is om buigsame films vergelykbaar met dié van tradisionele plastiek te maak.
Belangstelling in PBAT is aan die toeneem. Gevestigde produsente soos Duitsland se BASF en Italië se Novamont sien 'n groter vraag na dekades van koestering van die mark. Hulle sluit aan by meer as 'n halfdosyn Asiatiese produsente wat verwag dat besigheid vir die polimeer sal floreer namate streeksregerings vir volhoubaarheid aandring.
Marc Verbruggen, voormalige HUB van PLA-vervaardiger NatureWorks en nou 'n onafhanklike konsultant, glo dat PBAT "die goedkoopste en maklikste bioplastiese produk is om te vervaardig" en hy glo dat PBAT besig is om die vooraanstaande buigsame bioplastiek te word. Dit is voor polisuksinaatbutaandiolester ( PBS) en PHA-mededingers. En dit sal waarskynlik langs PLA as die twee belangrikste bio-afbreekbare plastiek rangskik, wat volgens hom die dominante produk vir rigiede toepassings word.
Ramani Narayan, 'n professor in chemiese ingenieurswese aan die Michigan State University, het gesê PBAT se belangrikste verkoopspunt - sy bioafbreekbaarheid - kom van esterbindings, eerder as die koolstof-koolstof-skelet in nie-afbreekbare polimere soos poliëtileen. Esterbindings word maklik deur ensieme gehidroliseer en beskadig.
Polimelksuur en PHA is byvoorbeeld poliësters wat afbreek wanneer hul esterbindings breek. Maar die mees algemene poliëster - poliëtileentereftalaat (PET), wat in vesels en koeldrankbottels gebruik word - breek nie so maklik af nie. Dit is omdat die aromatiese ring in sy skelet van PTA kom. Volgens Narayan maak die ringe wat strukturele eienskappe gee ook PET hidrofobies. "Water is nie maklik om in te kry nie en dit vertraag die hele hidroliseproses," het hy gesê.
Basf maak polibutileentereftalaat (PBT), 'n poliëster gemaak van butaandiol. Die maatskappy se navorsers het gesoek na 'n bioafbreekbare polimeer wat hulle maklik kon vervaardig. Hulle het 'n bietjie PTA in PBT vervang met adipose dizuur glikolzuur. Op hierdie manier word die aromatiese dele van die polimeer geskei sodat dit bioafbreekbaar kan wees. Terselfdertyd word genoeg PTA oorgebly om die polimeer waardevolle fisiese eienskappe te gee.
Narayan glo PBAT is effens meer bioafbreekbaar as PLA, wat industriële kompos vereis om te ontbind. Maar dit kan nie meeding met kommersieel beskikbare PHA's nie, wat bioafbreekbaar is in natuurlike toestande, selfs in mariene omgewings.
Kenners vergelyk dikwels die fisiese eienskappe van PBAT met lae-digtheid poliëtileen, 'n elastiese polimeer wat gebruik word om films te maak, soos vullissakke.
PBAT word dikwels gemeng met PLA, 'n rigiede polimeer met polistireenagtige eienskappe. Basf se Ecovio-handelsmerk is op hierdie versnit gebaseer. Verbruggen sê byvoorbeeld 'n komposteerbare inkopiesak bevat tipies 85% PBAT en 15% PLA.
Novamont voeg nog 'n dimensie aan die resep. Die maatskappy meng PBAT en ander bioafbreekbare alifatiese aromatiese poliësters met stysel om harse vir spesifieke toepassings te skep.
Stefano Facco, die maatskappy se nuwe besigheidsontwikkelingsbestuurder, het gesê: “Oor die afgelope 30 jaar het Novamont gefokus op toepassings waar agteruitgangsvermoëns waarde tot die produk self kan toevoeg. “
’n Groot mark vir PBAT is deklaag, wat rondom gewasse versprei word om onkruid te voorkom en te help om vog te behou. Wanneer poliëtileenfilm gebruik word, moet dit opgetrek word en dikwels in stortingsterreine begrawe word. Maar bio-afbreekbare films kan direk terug in die grond gekweek word.
Nog 'n groot mark is komposteerbare vullissakke vir voedseldiens en tuisversameling van kos en tuinafval.
Sakke van maatskappye soos BioBag, wat onlangs deur Novamont verkry is, word al jare by kleinhandelaars verkoop.
Postyd: 26-11-21