Перфектни полимери — полимери, които балансират физичните свойства и ефектите върху околната среда — не съществуват, но полибутилен терефталат (PBAT) е по-близо до съвършенството от много други.
След десетилетия на неуспех да спрат продуктите си да се озовават в сметищата и океаните, производителите на синтетични полимери са под натиск да поемат отговорност. Много от тях удвояват усилията си за насърчаване на рециклирането, за да отблъснат критиките. Други компании се опитват да се справят с проблема с отпадъците, като инвестират в биоразградими пластмаси на биологична основа като полимлечна киселина (PLA) и естери на полихидрокси мастни киселини (PHA), с надеждата, че естественото разграждане ще намали поне част от отпадъците.
Но както рециклирането, така и биополимерите срещат пречки. Например, въпреки години на усилия, Съединените щати все още рециклират по-малко от 10 процента от пластмасата. И полимерите на биологична основа - често продукти на ферментация - се борят да постигнат производителността и мащаба на синтетичните полимери, които са предназначени да заменят.
PBAT съчетава някои от полезните свойства на синтетичните и био базираните полимери. Извлича се от обикновени нефтохимически продукти – рафинирана терефталова киселина (PTA), бутандиол и адипинова киселина, но е биоразградим. Като синтетичен полимер той може лесно да се произвежда масово и има физическите свойства, необходими за направата на гъвкави филми, сравними с тези на традиционните пластмаси.
Интересът към PBAT нараства. Утвърдени производители като германската BASF и италианската Novamont виждат увеличено търсене след десетилетия на поддържане на пазара. Към тях се присъединяват повече от половин дузина азиатски производители, които очакват бизнесът с полимера да процъфтява, докато регионалните правителства настояват за устойчивост.
Марк Вербрюген, бивш главен изпълнителен директор на производителя на PLA NatureWorks и сега независим консултант, вярва, че PBAT е „най-евтиният и лесен за производство биопластмасов продукт“ и вярва, че PBAT се превръща в водещата гъвкава биопластмаса. Той е пред полисукцинат бутандиол естер ( PBS) и PHA конкуренти. И е вероятно да се нареди до PLA като двете най-важни биоразградими пластмаси, които според него се превръщат в доминиращ продукт за твърди приложения.
Рамани Нараян, професор по химическо инженерство в Мичиганския държавен университет, каза, че основната продажна точка на PBAT - неговата биоразградимост - идва от естерните връзки, а не от въглерод-въглеродния скелет в неразградими полимери като полиетилен. Естерните връзки лесно се хидролизират и увреждат от ензими.
Например полимлечната киселина и PHA са полиестери, които се разграждат, когато техните естерни връзки се разкъсат. Но най-често срещаният полиестер - полиетилен терефталат (PET), използван във влакна и бутилки за сода - не се разгражда толкова лесно. Това е така, защото ароматният пръстен в неговия скелет идва от PTA. Според Нараян, пръстените, които придават структурни свойства, също правят PET хидрофобен. „Водата не влиза лесно и забавя целия процес на хидролиза“, каза той.
Basf произвежда полибутилен терефталат (PBT), полиестер, произведен от бутандиол. Изследователите на компанията търсеха биоразградим полимер, който лесно биха могли да произвеждат. Те замениха част от PTA в PBT с мастна дикиселина, гликолова киселина. По този начин ароматните части на полимера се отделят, за да могат да бъдат биоразградими. В същото време остава достатъчно PTA, за да придаде на полимера ценни физически свойства.
Нараян вярва, че PBAT е малко по-биоразградим от PLA, което изисква промишлен компост за разлагане. Но не може да се конкурира с наличните в търговската мрежа PHA, които са биоразградими в естествени условия, дори в морска среда.
Експертите често сравняват физическите свойства на PBAT с полиетилен с ниска плътност, еластичен полимер, използван за направата на филми, като торби за боклук.
PBAT често се смесва с PLA, твърд полимер със свойства, подобни на полистирол. Марката Ecovio на Basf е базирана на тази смес. Например, Verbruggen казва, че една компостируема пазарска чанта обикновено съдържа 85% PBAT и 15% PLA.
Novamont добавя още едно измерение към рецептата. Компанията смесва PBAT и други биоразградими алифатни ароматни полиестери с нишесте, за да създаде смоли за специфични приложения.
Стефано Фако, новият мениджър бизнес развитие на компанията, каза: „През последните 30 години Novamont се фокусира върху приложения, при които възможностите за деградация могат да добавят стойност към самия продукт. “
Голям пазар за PBAT е мулчът, който се разпръсква около посевите, за да предотврати появата на плевели и да помогне за задържане на влагата. Когато се използва полиетиленово фолио, то трябва да се издърпа и често да се заравя в сметищата. Но биоразградимите филми могат да се култивират директно обратно в почвата.
Друг голям пазар са компостируемите торби за боклук за обслужване на храни и домашно събиране на храна и отпадъци от двора.
Чанти от компании като BioBag, придобити наскоро от Novamont, се продават на дребно от години.
Време на публикуване: 26-11-21