Bionedbrytbar plast kan være biobasert eller basert på fossilt brensel. Nye typer plast har blitt produsert de siste årene for å løse problemet med plastforurensning, ved å prøve å korte ned tiden som trengs for å bryte dem ned, spesielt under naturlige forhold. Imidlertid har ikke all den nåværende biologisk nedbrytbare plasten oppnådd dette målet.
Definisjon av biologisk nedbrytbar plast
Biologisk nedbrytbar plast er de som kan brytes ned ved mikrobiell handling for å produsere naturlige sluttprodukter, som vann og karbondioksid, i løpet av en rimelig tidsperiode. Tiden som trengs for å dekomponere fullstendig avhenger av materialet, miljøforhold som temperatur og fuktighet, og sted for nedbrytning i henhold til Biodegradable Products Institute (BPI s. 2).
Komposterbar plast er de som brytes ned raskt og blir til humus som ikke er forurenset av metaller. Ikke all biologisk nedbrytbar plast er komposterbar; bare noen er det.
Materialer må oppfylle ASTM-spesifikasjonene D6400 eller D6868 for å bli k alt biologisk nedbrytbare og komposterbare på land, og oppfylle ASTM D7081-spesifikasjonene for marine miljøer. ASTM er en verdensomspennende produktstandardgruppe.
Biobasert polyesterplast som brytes ned
Plast som er avledet fra planter kalles biobasert plast. Ikke alle disse er biologisk nedbrytbare; for eksempel er det biobaserte PET-flasker laget for å være holdbare. Den biobaserte plasten som brytes ned er laget av to materialer: biomasse og polystere avledet fra planter. Det finnes to typer biobaserte polystere: polylaktidsyre (PLA) og polyhydroksyalkanoat (PHA).
Polyhydroksyalkanoat (PHA)
PHA produseres naturlig av bakterier og genetisk modifiserte organismer (GMO)-planter, men det er planer om å prøve produksjon fra matavfall. Polyhydroksybutyrat eller PHB er også en slags PHA som er mye brukt. PHA-er er dyre å lage, da bare begrensede mengder kan produseres fra bakterier.
- Bruk:PHAer brukes som matinnpakning, kopper, tallerkener, belegg for papir og papp, og "mange medisinske bruksområder, inkludert suturer, gasbind og belegg for medisiner" ifølge en rapport fra Center for Industry and Education Collaboration (CIEC-rapport). Den kan erstatte de fleste av de store fossile brenselbaserte plasttypene som brukes i dag, som PE, PS, PVC og PET påpeker Bio Based Press.
- PHA-blandet stivelse/celluloseplast: Noen plastgjenstander er laget utelukkende av PHA, som i tilfelle av vannflasker noter Bio Based Press. Men siden produksjonen av PHA er kostbar, blandes den også med stivelse og cellulose for å gjøre den mer økonomisk. Dette har den ekstra fordelen at det forbedrer nedbrytningshastigheten i henhold til Dartmouth Undergraduate Journal of Science (DUJS).
- Biologisk nedbrytning: Den kan være fullstendig komposterbar i miljøer som er rike på mikrober og sopp, spesielt jord. Disse mikrobene bryter ned PHA ved hjelp av enzymer. Tiden som er nødvendig for å brytes ned avhenger av konsentrasjonen av mikrober i miljøet.
- PHA tar to måneder å bryte ned i bakgårder, ifølge Bio Based Press.
- Sp altningshastigheten er mye langsommere i marine farvann der mindre enn 50 % brytes ned etter seks måneder, legger til CalRecycle (s. 6). PHA besto ASTM D7081-testen ved å vise 30 % dekomponering på seks måneder (s. 7).
Polylaktidsyre (PLA)
DUJS forklarer at PLA er en termoplast laget gjennom gjæring av bakterier. PLA er faktisk en lang kjede av mange melkesyremolekyler. Siden det er mange rimelige måter å produsere melkesyre på, må disse bare polymeriseres eller sammenføyes. Derfor er PLA rimeligere enn PHA. Imidlertid er PLA sprø og bruken er mer begrenset enn PHA. Produsenter omgår dette problemet ved å inkludere tilsetningsstoffer eller polymerer.
- Bruk: Den lages til dagligvareposer, matemballasje, flasker, kopper og tallerkener. Siden det dekomponerer godt i nærvær av syrer, brukes det i noen medisinske applikasjoner som medisinske suturer og plater, hvor det løses opp etter 90 dager, noterer CIEC-rapporten. Den brukes også i 3D-utskrift av objekter.
- PLA og polymerblandinger: PHA kan også blandes med polymerer fra fornybare kilder for å forbedre kvalitetene i henhold til DUJS.
- Biologisk nedbrytning: PLA kan ikke enkelt komposteres i bakgården fordi nødvendig temperatur og vannnivå ikke er tilgjengelig i dette miljøet.
- PLA kan ta seks-12 måneder å bryte ned i jord.
- PLA tar tre-seks måneder å degradere i kommersielle anlegg, bemerker World Centric.
- Når nedbrytning skjer i nærvær av oksygen, er sluttproduktene karbondioksid og vann.
- Hvis PLA-nedbrytning skjer i deponier uten oksygen, produserer det metangass som er 20 ganger mer skadelig for miljøet enn karbondioksid påpeker en utslipp fra American Chemical Society (s. 2).
- PLA besto ikke ASTM D7081-testen da bare 3 % ble sp altet i marine farvann etter seks måneder i følge CalRecycle (s. 7).
Siden PLA ikke brytes ned raskt i jord eller sjøvann, kan dette bli et problem ved forsøpling.
Biomassebasert biologisk nedbrytbar plast
Biomassebasert plast er laget av stivelse og cellulose fra avlingsrester samt trevirke fra trær.
Celluloseacetat
Celluloseacetat (CA) er et syntetisk produkt som er avledet fra cellulose som finnes i hver del av en plante. Cellulose brukes for tiden fra bomull, tre og avfallsavfall i henhold til en vitenskapelig publikasjon fra 2018. Dette kan brukes til å danne støpt solid plast, sigarettfiltre, belegg, fotografiske filmer og filtre. Cellofan er en biologisk nedbrytbar film laget av cellulose. Det pågår ny forskning for å finne nye plastfilmer fra avfallsvekster og tremateriale som er vannbestandige og biologisk nedbrytbare ifølge Phys.org.
Biologisk nedbrytbarhet: Forskning viser at CA brytes ned og reduseres med 70 % av vekten etter 18 måneder i naturen.
Stivelse
A 2017 anmeldelse bemerker at stivelse er behandlet med varme, vann og myknere for å produsere en termoplast. For å forbedre styrken er den kombinert med fyllstoffer laget av andre materialer. De viktigste kildene til stivelse er mais, hvete, potet og kassava. Denne plasten brukes i emballasje, poser og landbruksdekkefilmer, servise, blomsterpotter og støpes for å lage emballasje og forbruksvarer. Det er sett på som et alternativ for polystyren (PS) ifølge Food Packaging Forum. Stivelse tilsettes biobasert og konvensjonell plast for å gjøre dem mer biologisk nedbrytbare notater en 2017 Phys-rapport.
Biologisk nedbrytbarhet: Stivelsesbasert plast kan være komposterbar eller bare biologisk nedbrytbar. Komposterbare varianter krever 90 dager å brytes ned i industrianlegg, mens de biologisk nedbrytbare krever 100 dager for 46 % å brytes ned og opptil to år for å brytes fullstendig ned.
Fossilbrenselbasert biologisk nedbrytbar plast
Ifølge Bioplastics Guide er det noen nye fossile brenselplaster som også kan være biologisk nedbrytbare. De vanligste er polybutylensuccinat (PBS), polykaprolakton (PCL), polybutyratadipattereftalat (PBAT) og polyvinylalkohol (PVOH/PVA).
- PBATer en polymer som produseres fra fossile brenselderivater og brukes noen ganger i kombinasjon med stivelse. Det arbeides med å produsere denne polymeren fra fornybare kilder. Bioplastguide ser det som en erstatning for LDPE og HDPE. Den brukes til å lage søppelsekker, innpakningsfilmer, engangsemballasje og servise (kopper, servise etc.). Det er ikke bare biologisk nedbrytbart, men også komposterbart.
- PCL er en syntetisk polyster som brukes til å lage komposterbare poser, i medisinsk bruk (suturer og fibre), som overflatebelegg, lim for sko og lær, og stivere for sko og ortopediske skinner. Denne plasten kan dekomponeres av gjær. Mer enn 90 % av filmene og 40 % av skum laget av dette materialet kan brytes ned på 15 dager.
- PBS er en harpiks produsert fra fossilt brensel eller kan også være biobasert i henhold til Succinity (s. 1, 5). Den kan kombineres med andre biobaserte polymerer eller fibre som jute for å forbedre kvaliteten. PBS brukes til å lage matemballasje, serviceutstyr, landbruksdekke, plantepotter, hygieneprodukter som bleier og fiskenett.
- PVOH er en harpiks som kan brukes til å lage emballasjefilmer som kan erstatte LDPE og HDPE. Dens andre viktige bruksområder er som belegg og tilsetningsstoffer for papir- og kartongproduksjon i henhold til Food Packaging Forum.
Alle fire fossilt brenselbasert plast brytes ned biologisk på tre måneder i industriell kompostering, på ett år i bakgårdskompostering og på ett til to år i jord/deponier ifølge InnProBio (s. 4).
Resirkulering og kompostering
Egenskapene til de forskjellige biologisk nedbrytbare plastene må huskes for å behandle dem på slutten av livssyklusen, advarer Environmental Protection Agency (EPA).
- EPA forklarer at biologisk nedbrytbar plast ikke bør legges til søppelkasser som resirkulerer konvensjonell plast, da de er laget av forskjellige materialer. Dette gjelder både for de biobaserte og fossile brenseltypene.
- Selv om plast er merket som biologisk nedbrytbar og komposterbar, kan mange av dem bare brytes ned under forhold som er tilgjengelige ved kommersielle komposteringsanlegg; kontakt lokale gjenvinningsbyråer for informasjon om nærmeste kompostanlegg. Det var bare 200 slike anlegg i USA i 2017, så denne typen sentre må økes.
- Bekreft at poser er komposterbare hjemme ved å følge produktinstruksjonene før du legger dem i kompostbeholderne.
- Gjenvinning av materiale fra biologisk nedbrytbar plast er ikke mulig gjennom resirkulering, på grunn av mangel på fasiliteter.
Effektiv segregering, innsamling og nedbrytning er nødvendig for å dra nytte av den biobaserte og biologisk nedbrytbare plasten. I fravær ender det meste av den biologisk nedbrytbare plasten på søppelfyllinger.
Fremtiden for biologisk nedbrytbar plast
Den biologisk nedbrytbare naturen til plast kan ikke løse problemet med plastforurensning hvis de ikke kastes på riktig måte. Det er også fortsatt nødvendig for forbrukeratferd å holde fokus på å redusere forbruket eller resirkulere plast for å dra nytte av endringen fra konvensjonell fossilt brenselplast til biologisk nedbrytbar plast.
