Biopolimeri – biorazgradiva plastična ambalaža

Novi trend razvoja plastičnih materijala predstavlja proizvodnja plastičnih materijala koji su biorazgradivi.

Plastična ambalaža pruža odličnu zaštitu proizvoda, jeftina je i dugotrajna. Ipak, upravo životni vek plastike se pokazao kao veliki problem za životnu sredinu. Drugi problem kod konvencionalne plastike je što se proizvodi od neobnovljivih sirovina – nafte, uglja i prirodnog gasa.

Kako bi se prevazišli ovi problemi tražena je alternativa za konvencionalne polimere, odnosno plastiku. Istraživanja su bila usmerena na proizvodnju biorazgradivih polimera koji se prave od obnovljivih izvora kao što su biljke.

Izraz „biorazgradivi“ znači da se određena supstanca može razgraditi na jednostavnije pod uticajem mikroorganizmima usled čega ne ostaju suvišni i otpadni delovi ili supstance koje se nagomilavaju u okolini.

Postoje mnogi standardi za merenje biorazgradivosti supstance, pri čemu svaka država ima svoje standarde. Zahtevi variraju od 90 do 60% razgradnje supstance u vremenskom periodu od 60 do 180 dana od trenutka stavljanja supstance u sredinu pogodnu za kompostiranje.

Razlog zbog čega konvencionalni polimeri nisu biorazgradivi leži u njihovim dugim lancima molekula, koji su preveliki i previše dobro međusobno vezani da bi bili razdvojeni i razgrađeni od strane mikroorganizama. Za razliku od konvencionalnih, polimeri napravljeni od prirodnih biljnih supstanci od žitnog ili kukuruznog skroba imaju molekule koji su lako razgradivi pomoću mikroorganizama.

Proizvodnja od obnovljivih izvora može biti značajan doprinos u pogledu manje potrošnje energije pri proizvodnji i širom spektru načina odlaganja otpada, sa neznatnim uticajem na okolinu.

Kvalitet proizvoda od bioplastike se ocenjuje ne samo biorazgradivošću nego i funkcionalnošću proizvoda. Biorazgradiv proizvod je beskoristan ako ne može zadovoljiti zahteve koji se postavljaju pred njega u vidu mehaničke i hemijske otpornosti, trajnosti itd. Zbog toga je jako bitno da se proizvođači bioplastike posvete ne samo biorazgradivosti materijala nego i drugim svojstvima polimera kako bi novi polimeri bili konkurentni konvencionalnim polimerima.

Mehanizmi razgradnje polimera

Biorazgradivost polimera zavisi od hemijske strukture materijala i od sastava krajnjeg proizvoda, a ne samo od osnovnih sirovina koje se koriste za izradu proizvoda. Prema tome, biorazgradivi polimeri – bioplastike mogu biti proizvedeni od prirodnih i sintetičkih smola.

Prirodni biorazgradivi polimeri su većinom napravljeni od obnovljivih izvora kao što je kukuruzni, pšenični ili skrob od krompira i mogu biti proizvedeni prirodno ili sintetizovani od pomenutih obnovljivih proizvoda.

Razlikuju se dve glavne grupe komercijalno bitnih biorazgradivih polimera:

1) prirodno proizvedeni nemodifikovani polimeri, koji su prirodno podložni razgradnji pomoću enzima mikroorganizama – polimeri na bazi skroba i polihidroksialkanoati (PHA)

2) sintetički dobijeni polimeri, uglavnom poliestri, koji su podložni biorazgradnji – polimeri na bazi poli(mlečne kiseline) – PLA

Prirodno proizvedeni polimeri su nastali od obnovljivih resursa iz prirode. Neki sintetički dobijeni polimeri su takođe biorazgradivi i dobijaju se od obnovljivih resursa, npr. polimlečna kiselina (PLA) koja se dobija od poljoprivrednih proizvoda. Svaki od ovih polimera se može modifikovati dodavanjem plastifikatora i punioca da bi im se poboljšala svojstva ili smanjila proizvodna cena.

Pregled primene biorazgradive ambalaže

Bioplastike pokrivaju širok spektar materijala od kojih svaki ima različite osobine, što im daje mogućnost primene u raznim poljima industrije. Većina biorazgradivih polimera ima jednu zajedničku osobinu – jako dobru otpornost na vodenu paru, u nekim slučajevima čak nekoliko puta veću nego kod konvencionalnih polimera.

Film na bazi skroba zadržava optimalnu vlažnost za sveže upakovano voće i povrće. Biorazgradiva ambalaža se uveliko koristi na masovnim događajima kao ambalaža za brzu hranu i čaše za jednokratnu upotrebu.

Bioplastike su pokazale i odlične osobine kod štampe. Nikakva prethodna obrada filmova pre štampe nije potrebna.

Određeni biopolimeri imaju visoki sjaj (PLA), visoku providnost (PLA), dobra barijerna svojstva na mirise, odlična barijerna svojstva na kiseonik, prijatan osećaj na dodir i antistatičke osobine. Barijerna svojstva se dodatno poboljšavaju kroz metaliziranje ili formiranje više slojeva.

Biorazgradivi polimeri će sasvim sigurno postati dominantni polimeri za izradu većine ambalaže u budućnosti. U prilog ovome idu povišena svest kako kupaca tako i mnogih vlada Evrope koje su već donele zakone o biorazgradivim materijalima.

Izvor: Tehnologija hrane

Foto: Jude Beck Unsplash