Пластмаси и бъдещето с тях

април 26, 2013, 11:53  

5

Не-биоразлагащите се пластмаси станаха предпочитан материал в съвременния свят,но има доказателства за енергични проучвателни и развойни действия за откриване,развиване и промишлено производство на разграждащи се биополимери,за да ги заместят.Но реалността е,че те са все още в начален стадии на развитие и приемането им за алтернатива на настоящите търговски продукти е твърде неправдоподобно.Тъй като произлизат от растения,биополимерите могат да бъдат използвани в области,където са в контакт с човешкото тяло,като нпр.лична хигиена,козметика,медицински имплантанти и изделия,текстил,опаковки на храни.
Употребата на пластмаси в ежедневието е почти безгранична.Поради ниските разходи за производство и гъвкавостта им(в смисъл многостранна приложимост),няма признаци да се появи продукт,който да ги замести в тяхното вездесъщо присъствие.Текущото световно производство е около 250 млн.тона и растежа му ще е устойчив в световен мащаб.Пластмасите са предпочитани,тъй като са леки,здрави,устойчиви на разлагане и пазарите,които обслужват се разширяват:храни,текстил,мебели,електроника,части за превозни средства,фотография,видео,покрития,строителство,опаковки,бутилки,касетки,контейнери и още много.
Най-широко използваните видове пластмаси са полипропилен(РР),полиетилен ниска плътност(LDPE),полиетилен висока плътност(HDPE),полистирол(РS),поливинилхлорид(PVC),полиетилен терефталат(РЕТ,полиестер),поликарбонат(РС),полиуретани(РU),полиакрилати,поливинилацетати и полиамиди.Тези синтетични полимери обикновено се произвеждат от петролни фракции или от природен газ и са сериозни замърсители,тъй като не се разграждат по биологичен път.Живеем в “отчуждено общество” и в резултат милиони тонове пластмаси попадат в почната,океаните и крайбрежията.Дори тази практика да се спре още днес,пластмасовите отпадъци ще продължат да стоят по крайбрежията ни за стотици години.Това подкопава в значителна степен живота в моретата,тъй като милиони морски животни умират всяка година и има ясни доказателства,че тази тенденция ще расте,тъй като глобалното търсене на тези материали нараства.
Изгарянето на пластмасите никога не е било възможност,тъй като се отделят токсични газове като циановодород и хлороводород.Опитите да се ускори био-разлагането чрез добавки като химикали,кислород или UV-добавки не доведоха до измеримо намаляване(на пластмасовите отпадъци).
Така че има нужда от откриване на изцяло био-разграждащи се полимери и не е изненадващо,че биотехнологиите са в центъра на вниманието по целия свят.Биотехнологиите са група технологии,даващи възможност да се използват микроорганизми в преработващата и обслужващата промишленост за постигане на поддържане и стабилност на природната среда.Пропагандирани като главните технологии на 21-ви век,може да се види,че тези технологии са силно мулти-дисциплинарни,тъй като обхващат много специфични области като биология,микробиология,биохимия,молекулярна биология,генетика,химия,инженерна химия и биомедицинско инженерство.
Общия капацитет за производство на биополимери през 2009 год.беше около 250 хил.тона.Това включва полимлечна киселина(PLA);полихидроксиалканоати като PHAs,PHB и PHBH;полимери на биологична основа PDO;целулозни полимери;епоксиполимери от био-глицерол;полимери на основа нишесте и смеси с нишесте.NatureWorks(Cargill Dow) е главния търговски играч с капацитет за производство на PLA от 120 хил.тона,а Novamont e главния производител на полимери на основа нишесте и смеси на тази основа с капацитет от 50 хил.тона.
Общия капацитет за производство на биополимери надхвърля 500 хил.тона,ако се включат 180 хил.тона/год. био-полиетилен от Brackem и 180 хил.тона/год био-полипропилен от Braskem/Nova Zimes – и двете осъществени в Бразилия.При всичко това дела на биоразградимите полимери в световното производство на синтетични полимери ще е оскъдните 0,26%.Ако биополимерите трябваше да заместят всички полимерни продукти,то количеството на произведените био-полимери ще трябва да нарастне близо 400 пъти(от 500 хил.т. на 200 мил.т./год. и повече).Това без съмнение би поставило под напрежение екосистемата на планетата и ще доведе до масово изсичане на гори.
Въпреки че текущите изследователски и развойни усилия изглеждат обещаващи,предвид напредъка в бактериологията и растениевъдството,реалността е че развитието на биополимерните продукти е в начален стадии поради трудностите ,които се срещат при разработване на действително биоразградим продукт.Намирането на необходимата бактериално система и след това развиването на процес за промишлено производство е нелесна,дори плашеща задача.
Биополимери,основани на растения използват зелени ресурси и обикновено са по-скъпи по отношение на енергия и преработка в сравнение с конвенционалните полимери.Правителствени субсидии,данъчни кредити и други стимули,осигурявани на земеделските производители,още повече прикриват реалните производствени разходи.
Въпреки че PLA беше известен като първия търговски синтетичен “биоразграждащ се” полимер,то сега той се разглежда като “компостируем” полимер(т.е. необходими са топлина и влага,за да се разгради).Освен това са необходими инфрачервени сензорни устройства,за да се отсортира PLA от останалите отпадъци.Дела на биополимера в отпадъците на сметищата е безкрайно малък.Да се прави опит да се търси биополимер в огромните купища отпадъци е като да се търси игла в купа сено.Текущото количество пластмаси,стъкло и хартия,които се рециклират, е малко и повечето от тези употребявани материали попадат на сметищата.Същата тенденция може да се очаква и за биополимерните отпадъци и като се има предвид,че те не се разграждат изцяло без наличие на топлина и влага,става ясно,че тези продукти също ще допринисат за създаването на още сметища.Докато не бъде развит истински биоразградим продукт,правителствата ще трябва да повишават обществената осведоменост по проблема и да увеличават усилията за рециклиране(съответно подходящо управление) на отпадъците при сегашното състояние на нещата.Германия води усилията в това направление.
Също PLA и др.полимери се състезават с био-етилацетат и др. био-горива като био-етанол и био-дизел,които се произвеждат от същите природни източници-царевица,захарна тръстика и др.Тези източници са гръбнака на хранителната индустрия.Даже ако производството на биополимери в момента допринася само минимално за недостига и поскъпването на храната,възможността за евентуално по-нататъшно ограничаване на земите за производства на храни ще продържава да увеличава обществените дебати.
Има, освен това и други фактори.Култивирането на земи за биополимери отнема земите от производството на други хранителни култури,увеличавайки нуждата от изсичане на горите.Друг проблем е,че биопродуктите кото хранителните продукти са на милостта на Майката Природа.Факторите на околната среда(наводнения,суша и непридвидими сезонни промени) могат да засегнат устойчивостта на производството на биополимери,както и тази на производството на суровини за хранителната промишленост.И накрая разходите за околната среда за превръщане на слабопродуктивните земи в плодородни ферми за производство на царевица или захарна тръстика са извънредно високи и изискват използване в големи мащаби на селскостопански машини(трактори,жетварки,оборудване за оране,мелници,резачки и т.н.),които работят на дизелово гориво и газ.Освен това се използват скъпи химически торове за увеличаване на плодородието и честотата на събиране на реколти.Използването на дизелово гориво и газ води до образуване на повече парникови газове,а употребата на химически торове ще намали органичната материя в почвата,което допълнително допринася за увеличаване на емисиите на парниковите газове.Вътрешното раздвояване на био- и хранителните продукти,състезаващи се за едни и същи ресурси,в съчетание с политически насочените зелени инициативи,изкриви(изопачи) вътрешния потенциал на биополимерите.Въпреки че тези аргументи са валидни,те отстъпват пред силно изтъкваната ниша на пазара на биополимери.
Никой не може да предвиди бъдещето със сигурност.Когато през 1993 год.носителя на Нобелова награда за откриването на верижната реакция на полимераза доктор Kary Mullis беше помолен за дългосрочно предвиждане относно бъдещето на тази технология,той отговорил:”Кой,по дяволите би могъл да знае!”Същия отговор вероятно би могъл да се даде и относно бъдещето на биополимерите.
Все пак,като се махнат погрешните схващания,ще се види,че биополимерите потенциално имат важна роля при формиране на бъдещето на професионалната хигиена,козметиката,медицинските импланти,текстила и хранителните сектори,но не са замесници на конвенционалните полимери,които понастоящем диктуват начина ни на живот.

Оставете коментар

Изкажете мнението си...
Ако желаете снимка, вземете си от Граватар!