Биоразлагаемая спортивная обувь.
| Часть серии о |
| Одежда и среда |
|---|
 |
| Влияние моды на окружающую среду |
Биоразлагаемая спортивная обувь — это спортивная обувь , в которой используются биоразлагаемые материалы , способные подвергаться компостированию в конце срока службы . К таким материалам относятся природные биоразлагаемые полимеры , синтетические биоразлагаемые полимеры и биоразлагаемые смеси . Использование биоразлагаемых материалов — это долгосрочное решение проблемы загрязнения свалок , которое может значительно помочь защитить природную среду, заменив синтетические, небиоразлагаемые полимеры, содержащиеся в спортивной обуви.
Проблема неразлагаемых отходов
[ редактировать ]Рынок спортивной обуви США — это индустрия с оборотом в 13 миллиардов долларов в год, которая ежегодно продает более 350 миллионов пар спортивной обуви. [1] Мировое потребление обуви увеличивалось почти вдвое каждые двадцать лет: с 2,5 миллиардов пар в 1950 году до более чем 19 миллиардов пар обуви в 2005 году. [2] Увеличение спроса на спортивную обувь привело к постепенному сокращению срока службы обуви в результате быстрых изменений рынка и новых потребительских тенденций. Более короткий жизненный цикл спортивной обуви стал причиной образования неразлагаемых отходов на свалках из-за синтетических и других небиоразлагаемых материалов, используемых в производстве. Значительный рост промышленного производства и потребления заставил индустрию спортивной обуви столкнуться с экологической проблемой, связанной с образованием отходов по окончании срока службы .
Сополимер этилена и винилацетата
[ редактировать ]спортивной обуви Подошва является одним из основных источников образования отходов по окончании срока службы, поскольку она состоит из полимерных пен на основе этиленвинилацетата (ЭВА). [2] ЭВА — это полиолефиновый сополимер этилена и винилацетата , который обеспечивает долговечность и гибкость, что делает его наиболее часто используемым материалом для изготовления межподошв спортивной обуви. [3] Хотя синтетический полимер является полезным материалом для производства спортивной обуви, он стал проблемой для окружающей среды из-за своей плохой биоразлагаемости . ЭВА подвергается анаэробному процессу разложения, называемому термической деградацией , который часто происходит на свалках, что приводит к выбросам летучих органических соединений (ЛОС) в воздух. [4] ЛОС «способствуют образованию тропосферного озона , который вреден для человека и растений». [5] Термическая деградация ЭВА зависит от температуры и происходит в две стадии; на первой стадии теряется уксусная кислота с последующей деградацией ненасыщенного полиэтиленового полимера. [4]
Воздействие на окружающую среду
[ редактировать ]Воздействие разрушения спортивной обуви на свалки на окружающую среду «неразрывно связано с природой материалов». [5] Производство многих продуктов на основе нефти , таких как этиленвинилацетат, используемый для производства спортивной обуви, приводит к серьезному загрязнению окружающей среды , подземных вод и рек, когда их выбрасывают на свалки. [2] При выбрасывании на свалку спортивная обувь может разлагаться естественным путем в течение тысяч лет. Подошвы спортивной обуви из ЭВА можно хранить в контакте с влажной почвой в течение 12 лет, при этом практически не наблюдается признаков биологического разрушения. [6]
Хотя некоторые предпринимают инициативы по производству экологически чистой спортивной обуви, большая часть реакции обувной промышленности на растущую проблему отходов отслужившей свой срок обуви была незначительной. [7] Чтобы сократить количество отходов потребления и улучшить экологические свойства спортивной обуви, биоразлагаемые материалы могут помочь заменить синтетические полимеры , такие как этиленвинилацетат, способные компостироваться в конце срока службы.
Биоразлагаемые материалы
[ редактировать ] | Эта статья или раздел, возможно, содержит обобщение материала не , который достоверно и не относится упоминает основную тему ( декабрь 2020 г. ) |
« Биодеградация — это химическое разложение материалов, вызванное действием таких микроорганизмов, как бактерии , грибы и водоросли ». [6] Хотя существует множество материалов, отнесенных к категории биоразлагаемых , наблюдается растущий интерес к биоразлагаемым полимерам , что может привести к появлению вариантов управления отходами полимеров в окружающей среде. Эти биоразлагаемые полимеры можно разделить на три категории: природный биоразлагаемый полимер , синтетический биоразлагаемый полимер и биоразлагаемые смеси . [2]
Натуральные биоразлагаемые полимеры
[ редактировать ]Природные биоразлагаемые полимеры образуются в природе в ходе циклов роста всех организмов. [4] При поиске натуральных волокон для замены синтетических материалов в спортивной обуви основным природным биоразлагаемым полимером, обладающим наибольшим потенциалом, являются полисахариды . Крахмал — это полезный полисахарид, поскольку он легко разлагается на безвредные продукты при контакте с почвенными микроорганизмами. [8]
Крахмал не часто используется отдельно в качестве пластикового материала из-за его хрупкости, но обычно используется в качестве биоразлагаемой добавки. [4] Многие пластификаторы используют смесь крахмал-глицерин-вода для изменения хрупкости крахмала. [10] Было проверено биоразложение этой смеси, и было обнаружено, что ко второму дню разложившийся углерод уже достиг примерно 100% исходного углерода образца. [2]
Синтетический биоразлагаемый полимер
[ редактировать ]Алифатические полиэфиры представляют собой разнообразное семейство синтетических полимеров , биосовместимых, биоразлагаемых и нетоксичных. [11] В частности, поли (молочная кислота) имеет низкую прочность плавления и низкую вязкость , аналогичные свойствам межподошвы из ЭВА в спортивной обуви. [8] Полимолочная кислота (PLA) входит в группу полиэфиров и может подвергаться процессам термопластичности и вспенивания. [9] Наряду с хорошими механическими свойствами, его популярность основана на нетоксичных продуктах, которыми он становится при разложении в результате гидролитического разложения . [7] Гидролитическая деградация PLA приводит к образованию мономера молочной кислоты , который метаболизируется в цикле трикарбоновых кислот и выводится в виде диоксида углерода . [7]
Биоразлагаемые смеси
[ редактировать ]Большинство синтетических полимеров устойчивы к микробному воздействию благодаря своим физическим и химическим свойствам. [9] Однако они могут стать биоразлагаемыми при введении натуральных полимеров, таких как крахмал. Природные полимеры содержат сложноэфирные группы, которые прикрепляются к основной цепи небиоразлагаемых полимеров, что делает их более восприимчивыми к разложению. [9] Из-за биоразлагаемых полимеров, имеющих ограниченные свойства; смешивание синтетических полимеров может принести экономические преимущества и превосходные свойства. [12]
Управление по окончании срока службы
[ редактировать ]Хотя полная ликвидация постпотребительских отходов не поощряется ни одним из нынешних факторов, вызывающих изменения, из-за огромных изменений в инфраструктуре, необходимых для ликвидации отходов, и, как следствие, отсутствия прибыльности для этих агентов, проактивные подходы к сокращению огромного количества отходов Созданные 350 миллионами пар спортивной обуви могут изменить окружающую среду. Биоразлагаемые материалы, такие как биоразлагаемые полимеры, являются жизнеспособным решением, помогающим избежать потребления отходов спортивной обуви в конце срока ее эксплуатации. [13] Основным преимуществом использования биоразлагаемых полимеров в спортивной обуви является возможность компостирования их с другими органическими отходами, чтобы они стали полезными продуктами для ухода за почвой.
Альтернативным краткосрочным подходом к управлению отработанным товаром является деятельность по вторичной переработке в обувной промышленности. Один из крупных производителей обуви, Nike Inc. , создал программу Reuse-A-Shoe , которая предполагает переработку выброшенной спортивной обуви путем шлифования и измельчения обуви для получения материала под названием Nike Grind , который можно использовать для покрытия теннисных и баскетбольных площадок или беговых дорожек. . [13] В настоящее время в США в рамках программы Reuse-A-Shoe ежегодно перерабатывается около 125 000 пар обуви. [ нужна ссылка ]
Переработка и компостирование — два основных предлагаемых решения по утилизации отходов. Однако использование биоразлагаемых материалов — это долгосрочное решение, которое может существенно помочь защитить окружающую среду за счет замены синтетических, небиоразлагаемых полимеров, содержащихся в спортивной обуви. [ нужна ссылка ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Прибут, доктор Стивен. «Краткая история кроссовок» . Спортивные страницы доктора Стивена М. Прибута . АПМА НОВОСТИ. Архивировано из оригинала 28 июля 2020 года . Проверено 26 ноября 2014 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и Стаикос, Теодорос; Хит, Ричард; Хаворт, Барри; Рахимифард, Шахин (2006). «Управление обувью с истекшим сроком эксплуатации и роль биоразлагаемых материалов» (PDF) . Материалы 13-й Международной конференции CIRP по проектированию жизненного цикла : 497–502.
- ^ Чен, Нан. «Влияние сшивки на пенообразование». Дисс. Университет Торонто, 2012. Аннотация. (2012): н. стр. Распечатать.
- ^ Перейти обратно: а б с д и Костач, Мариус К., Дэвид Д. Цзян и Чарльз А. Уилки. «Термическая деградация нанокомпозитов на основе сополимера этилена и винилацетата». Полимер 46.18 (2005): 6947-958. Веб.
- ^ Перейти обратно: а б Альберс, Кайл, Питер Канепа и Дженнифер Миллер. «Анализ воздействия простой обуви на окружающую среду». Дисс. Университет Санта-Барбары, 2008. Аннотация. (2008): н. стр. Распечатать.
- ^ Перейти обратно: а б Катажина Лея, Гражина Левандович. «Биодеградация полимеров и биоразлагаемые полимеры – обзор». Польский журнал экологических исследований, 2-я серия. 19.2010 (2012): 255-66. Веб.
- ^ Перейти обратно: а б с д Альбертссон, Анн-Кристин. Разлагаемые алифатические полиэфиры. Том. 157. Берлин: Спрингер, 2002. Печать.
- ^ Перейти обратно: а б Диас, Анжелика, Рамаз Кацарава и Хорди Пуиггали. «Синтез, свойства и применение биоразлагаемых полимеров, полученных из диолов и дикарбоновых кислот: от полиэфиров к поли(эфирамиду)S». Международный журнал молекулярных наук 15.5 (2014): 7064-7123. Академический поиск завершен. Веб. 20 октября 2014 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и Чандра Р. «Биоразлагаемые полимеры». Прогресс в науке о полимерах 23.7 (1998): 1273-335. Веб.
- ^ Ван, Сю-Ли, Ке-Ке Ян и Ю-Чжун Ван. «Свойства смесей крахмала с биоразлагаемыми полимерами». Журнал макромолекулярной науки, Часть C: Обзоры полимеров 43.3 (2003): 385-409. Веб.
- ^ Ренар, Э., В. Ланглуа и П. Герен. «Химические модификации бактериальных полиэфиров: от стабильности к контролируемой деградации полученных полимеров». Коррозионная инженерия, наука и технологии 42.4 (2007): 300-11. Веб.
- ^ Ма, Цзяньчжун, Лян Шао, Чаохуа Сюэ, Фуцюань Дэн и Чжоуян Дуань. «Совместимость и свойства пены на основе смеси сополимера этиленвинилацетата (ЭВА) и термопластичного полиуретана (ТПУ)». Springer-Verlag Berlin Heidelberg 71 (2014): 2219–234. Академический поиск завершен. Веб.
- ^ Перейти обратно: а б Сонг, Дж. Х., Р. Дж. Мерфи, Р. Нараян и ГБХ Дэвис. «Биоразлагаемые и компостируемые альтернативы обычным пластикам». Философские труды Королевского общества B: Biological Sciences 364.1526 (2009): 2127-139. Веб. открытый доступ
