Биоразлагаемая полиэтиленовая пленка

Полиэтилен или полиэтиленовая пленка биоразлагаются естественным путем, хотя и в течение длительного периода времени. Доступны методы, позволяющие сделать его более разлагаемым при определенных условиях солнечного света , влаги , кислорода , компостирования и усиления биоразложения за счет уменьшения гидрофобного полимера и увеличения гидрофильных свойств. ^[1]

Если традиционная полиэтиленовая пленка засорена, это может быть неприглядно и представлять опасность для дикой природы. Некоторые люди считают, что сделать пластиковые пакеты для покупок биоразлагаемыми — это один из способов попытаться позволить открытому мусору разлагаться.

Переработка пластика улучшает использование ресурсов. Биоразлагаемые пленки необходимо хранить вдали от обычного потока переработки, чтобы предотвратить загрязнение полимеров, подлежащих переработке.

При утилизации на санитарной свалке большинство традиционных пластмасс плохо разлагаются. Стерильные условия закрытой свалки также сдерживают деградацию биоразлагаемых полимеров.

Полиэтилен представляет собой полимер, состоящий из длинных цепей мономера этилена ( название ИЮПАК этен). Рекомендуемое научное название полиэтилен систематически происходит от научного названия мономера.[1] [2] В определенных обстоятельствах полезно использовать номенклатуру, основанную на структуре. В таких случаях ИЮПАК рекомендует полиметилен.[2] Разница обусловлена раскрытием двойной связи мономера при полимеризации.

В полимерной промышленности название иногда сокращается до PE, аналогично тому, как другие полимеры, такие как полипропилен и полистирол, сокращаются до PP и PS соответственно. В Соединенном Королевстве полимер обычно называют полиэтиленом, хотя это не признано с научной точки зрения.

Молекула этилена (известная почти повсеместно под общим названием этилен) C ₂ H ₄ представляет собой CH ₂ =CH ₂ , две группы CH ₂ соединены двойной связью , таким образом:

Полиэтилен создается путем полимеризации этилена. Его можно получить путем радикальной полимеризации , анионной аддитивной полимеризации , ионно-координационной полимеризации или катионно-аддитивной полимеризации. Это связано с тем, что у этилена нет групп заместителей, влияющих на стабильность роста полимера. Каждый из этих методов приводит к получению разного типа полиэтилена.

Альтернативы биоразлагаемой полиэтиленовой пленке

Полиэтиленовая или полиэтиленовая пленка естественным образом фрагментируется и биоразлагается, но на это может уйти много десятилетий. ^[2] Есть два способа решить эту проблему. Один из них — модифицировать углеродную цепь полиэтилена добавкой, чтобы улучшить его способность к разложению, а затем и биоразлагаемость; другой — сделать пленку со свойствами, подобными полиэтилену, из биоразлагаемого вещества, такого как крахмал. Однако последние значительно дороже.

Пленка на основе крахмала или на биологической основе (гидроразлагаемая).

Этот тип изготавливается из кукурузы (маиса), картофеля или пшеницы. Эта форма биоразлагаемой пленки соответствует стандарту ASTM (Американский стандарт для испытаний материалов) и европейскому стандарту EN13432 по компостируемости , поскольку она разлагается не менее чем на 90% в течение 90 дней или менее при температуре 140 градусов по Фаренгейту. Однако реальные продукты, изготовленные с использованием пленки этого типа, могут не соответствуют этим стандартам.

Примеры полимеров, изготовленных из крахмала

Для биоразложения пленки этого типа необходимы тепло, влага и аэрация на промышленном заводе по компостированию, поэтому она не будет быстро разлагаться при попадании в окружающую среду.

Плюсы и минусы пленки/пакета на основе крахмала

Плюсы

Он «компостируется» в промышленных условиях.
Сниженное содержание ископаемого топлива (в зависимости от загрузки наполнителя).

Минусы

Стоит дороже, чем его небиоразлагаемый аналог.
Источник крахмала может быть проблематичным (конкуренция с использованием продуктов питания, тропических лесов для выращивания сельскохозяйственных культур для производства биопластика). вырубка
Ископаемое топливо сжигается и образуется CO ₂ в процессе сельскохозяйственного производства.
Механическая прочность ниже, чем в примере с добавками: наполнение крахмального мешка влажными листьями и размещение его на обочине может привести к выпадению дна, когда перевозчик подберет его.
Часто недостаточно прочный для использования в высокоскоростных машинах.
Разложение на закрытой свалке занимает не менее 6 месяцев.
Выбрасывает CO ₂ в аэробных условиях и метан в анаэробных условиях.
Ограниченный срок годности. Условия хранения должны соблюдаться.
Если его смешать с другими пластиками для переработки, процесс переработки будет нарушен.

Типичные применения

Пакеты для переноски, мешки для мусора, пакеты для овощей, пищевые пленки, сельскохозяйственные пленки, почтовые пленки. Однако эти области применения по-прежнему очень ограничены по сравнению с применениями пластиковых пленок на основе нефти.

На основе добавок

К обычным полимерам можно добавлять добавки, чтобы сделать их оксоразлагаемыми или более гидрофильными для облегчения микробного воздействия.

Оксоразлагаемый

Эти пленки изготавливаются путем включения в обычные полимеры добавок, обеспечивающих окислительный, а затем биологический механизм их разложения. Обычно это занимает от 6 месяцев до 1 года в окружающей среде с достаточным воздействием кислорода. Разложение представляет собой двухэтапный процесс; сначала пластик преобразуется в результате реакции с кислородом (свет, тепло и/или стресс ускоряют процесс, но это не обязательно) в гидрофильные низкомолекулярные материалы, а затем эти более мелкие окисленные молекулы подвергаются биоразложению, т.е. превращаются в углекислый газ , воду и биомассу. естественными микроорганизмами. Коммерческие конкуренты и их торговые ассоциации утверждают, что процесс биоразложения прекращается в определенный момент, оставляя фрагменты, но они так и не установили, почему и в какой момент. Фактически оксо-биодеградация полимерного материала тщательно изучалась в Институте технических исследований Швеции и Шведском университете сельскохозяйственных наук . Рецензируемый отчет о работе был опубликован в 96 томе журнала Polymer Degradation & Stability (2011) на стр. 919–928. Он показывает 91% биоразложения в почвенной среде в течение 24 месяцев при испытаниях в соответствии с ISO 17556. Это похоже на расщепление древесного растительного материала, при котором лигнин расщепляется и образует гумусовый компонент, улучшающий качество почвы . Однако по поводу этих типов сумок существует много споров. Полное биоразложение оспаривается и утверждается, что оно не имеет места. Многие страны сейчас также думают вообще запретить этот тип сумок. ^[3]^[4]^[5]^[6]^[7]

Повышение гидрофильности полимера

Эти пленки по своей природе биоразлагаемы в течение длительного периода времени. Улучшение полимера за счет добавления добавок для изменения гидрофобной природы смолы на слегка гидрофильную позволяет микроорганизмам потреблять макромолекулы продукта; эти продукты часто путают с оксобиоразлагаемыми продуктами, но действуют по-другому. Повышение гидрофильности полимера позволяет грибкам и бактериям потреблять полимер быстрее, используя углерод внутри полимерной цепи для получения энергии. Эти добавки привлекают определенные микроорганизмы, встречающиеся в природе, и было проведено множество испытаний по смешиванию синтетических и биологических материалов, которые по своей природе являются биоразлагаемыми, для повышения биоразлагаемости синтетических полимеров, которые не так быстро биоразлагаются. ^[8]

Плюсы и минусы пленки/пакета на основе добавок

Плюсы

Гораздо дешевле, чем пластики на основе крахмала.
Может быть изготовлен на обычном оборудовании и может использоваться на высокоскоростных машинах, поэтому нет необходимости менять поставщиков и терять рабочие места.
Материалы хорошо известны
Не конкурирует с производством продуктов питания
Эти пленки выглядят, действуют и работают так же, как их неразлагаемые аналоги, в течение всего запрограммированного срока службы, но затем выходят из строя, если их выбросить.
Их можно перерабатывать вместе с обычным пластиком. ^[9]
Они сертифицированы как нетоксичные и безопасны для контакта с пищевыми продуктами.
Некоторые пакеты разлагаются примерно с той же скоростью, что и лист. Фактически, если пакеты используются в качестве вкладышей для мусора, они могут начать разлагаться уже через три-четыре дня после нахождения в мусорном ведре. ^{[ нужна ссылка ]}

Минусы

Деградация зависит от доступа к воздуху
Не предназначен для разложения на свалке, но может быть безопасно выброшен на свалку. Разлагается в присутствии кислорода, но НЕ выделяет метан на свалке.
Европейские или американские стандарты (EN13432 D6400) Стандарты для компостируемых продуктов не подходят, поскольку они не предназначены для компостирования. Они должны быть проверены в соответствии с ASTM D6954 или (с 1 января 1010 г.) нормой ОАЭ 5009:2009.
Они не подходят для ПЭТ или ПВХ.
Точную скорость разложения/биодеградации невозможно предсказать, но она будет быстрее, чем у природных отходов, таких как солома или ветки, и намного быстрее, чем у обычного пластика.
Как и обычные пластмассы, они производятся из побочного продукта добычи нефти или природного газа.
Если его смешать с другими пластиками для переработки, процесс переработки будет нарушен.

Типичные применения

Мешки для мусора, мешки для мусора, мешки для компоста, пакеты для переноски, сельскохозяйственная пленка, мульчирующая пленка, мешки для продуктов - фактически все виды упаковки из пластиковой пленки с коротким сроком службы.

См. также

Ссылки

^ «Биоразлагаемый пластик, улучшающий гидрофильные свойства» . Биосферный пластик . Проверено 30 июня 2011 г.
^ «Микробы биоразлагают ароматические углеводороды» . Биосферный пластик . Проверено 20 мая 2011 г.
^ «Оксоразлагаемые пластики: разлагаются ли они? В поисках однозначного ответа | OWS» . Оу.бэ. 20 июня 2014 года . Проверено 16 августа 2018 г.
^ «Оксоразлагаемые пластмассы все чаще подвергаются критике в Европе – European Bi Plastics eV» . European-bio Plastics.org. 28 февраля 2017 года . Проверено 16 августа 2018 г.
^ «Каковы преимущества и недостатки оксоразлагаемых пакетов? - PPRC PPRC» . Pprc.org. Архивировано из оригинала 21 октября 2017 года . Проверено 16 августа 2018 г.
^ «Воздействие оксоразлагаемых пластиков на окружающую среду» . Форум по упаковке пищевых продуктов . 24 апреля 2017 года . Проверено 16 августа 2018 г.
^ Влияние использования «оксоразлагаемого» пластика на окружающую среду – Законодательство и публикации ЕС . Публикации.europa.eu. 20 сентября 2016 г. ISBN 9789279618284 . Проверено 16 августа 2018 г.
^ Биоразлагаемые полимеры . Джасим Ахмед, Бриджеш К. Тивари, Сайед Х. Имам. 4 апреля 2012 г. ISBN. 9781439851166 . Проверено 10 марта 2009 г.
^ «ПЕРЕРАБОТКА ПЛАСТМАСС» . Ассоциация оксобиоразлагаемых пластмасс. Архивировано из оригинала 19 января 2010 года . Проверено 9 июля 2012 г.

BBC News: «Все сумки Tesco будут разлагаться» 10 мая 2006 г. http://news.bbc.co.uk/1/hi/uk/4758419.stm
BBC News: «Выпущены разлагаемые сумки-переноски» 2 сентября 2002 г. http://news.bbc.co.uk/1/hi/uk/2229698.stm
Ям, КЛ, «Энциклопедия упаковочных технологий», John Wiley & Sons, 2009 г., ISBN 978-0-470-08704-6

[1] «Биоразлагаемый пластик, улучшающий гидрофильные свойства» . Биосферный пластик . Проверено 30 июня 2011 г.

[2] «Микробы биоразлагают ароматические углеводороды» . Биосферный пластик . Проверено 20 мая 2011 г.

[autogenerated1-3] «Оксоразлагаемые пластики: разлагаются ли они? В поисках однозначного ответа | OWS» . Оу.бэ. 20 июня 2014 года . Проверено 16 августа 2018 г.

[european-bioplastics1-4] «Оксоразлагаемые пластмассы все чаще подвергаются критике в Европе – European Bi Plastics eV» . European-bio Plastics.org. 28 февраля 2017 года . Проверено 16 августа 2018 г.

[autogenerated2-5] «Каковы преимущества и недостатки оксоразлагаемых пакетов? - PPRC PPRC» . Pprc.org. Архивировано из оригинала 21 октября 2017 года . Проверено 16 августа 2018 г.

[foodpackagingforum1-6] «Воздействие оксоразлагаемых пластиков на окружающую среду» . Форум по упаковке пищевых продуктов . 24 апреля 2017 года . Проверено 16 августа 2018 г.

[europa1-7] Влияние использования «оксоразлагаемого» пластика на окружающую среду – Законодательство и публикации ЕС . Публикации.europa.eu. 20 сентября 2016 г. ISBN 9789279618284 . Проверено 16 августа 2018 г.

[8] Биоразлагаемые полимеры . Джасим Ахмед, Бриджеш К. Тивари, Сайед Х. Имам. 4 апреля 2012 г. ISBN. 9781439851166 . Проверено 10 марта 2009 г.

[9] «ПЕРЕРАБОТКА ПЛАСТМАСС» . Ассоциация оксобиоразлагаемых пластмасс. Архивировано из оригинала 19 января 2010 года . Проверено 9 июля 2012 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]