Tworzywa biodegradowalne kontra tworzywa sztuczne pochodzące z recyklingu

Tworzywa biodegradowalne kontra tworzywa sztuczne pochodzące z recyklingu
Tworzywa sztuczne są jednym z najważniejszych podstawowych materiałów współczesnego przemysłu. Według statystyk Our World in Data od 1950 do 2015 roku człowiek wyprodukował łącznie 5,8 miliarda ton odpadów z tworzyw sztucznych, z czego ponad 98% trafiło na składowiska, porzucone lub spalone. Tylko kilka do 2% jest poddawanych recyklingowi.

Według statystyk magazynu Science, ze względu na swoją rolę na rynku globalnym jako globalnej bazy produkcyjnej, Chiny zajmują pierwsze miejsce na świecie pod względem ilości odpadów tworzyw sztucznych, stanowiąc 28%. Te odpady tworzyw sztucznych nie tylko zanieczyszczają środowisko i zagrażają zdrowiu, ale także zajmują cenne zasoby gruntów. Dlatego nasz kraj zaczął przywiązywać dużą wagę do kontroli białego zanieczyszczenia.

W ciągu 150 lat od wynalezienia plastiku na Pacyfiku powstały trzy duże wysypiska śmieci z tworzyw sztucznych w wyniku działania prądów oceanicznych.

Tylko 1,2% światowej produkcji tworzyw sztucznych wyprodukowanej w ciągu 65 lat poddano recyklingowi, a większość pozostałych jest zakopana pod ludzkimi stopami i czeka na degradację przez 600 lat.

Według statystyk IHS, globalny obszar zastosowań tworzyw sztucznych w 2018 roku dotyczył głównie opakowań, stanowiąc 40% rynku. Globalne zanieczyszczenie tworzywami sztucznymi również pochodzi głównie z branży opakowań i stanowi 59%. Opakowania z tworzyw sztucznych są nie tylko głównym źródłem białego zanieczyszczenia, ale mają także cechy: jednorazowego użytku (w przypadku recyklingu liczba cykli jest duża), trudnego do recyklingu (rozrzucone kanały wykorzystania i porzucenia), niskich wymagań użytkowych i wysokie wymagania dotyczące zawartości zanieczyszczeń.

Tworzywa sztuczne ulegające biodegradacji i tworzywa pochodzące z recyklingu to dwie potencjalne możliwości rozwiązania problemu białych zanieczyszczeń.
Biodegradowalny plastik

Biodegradowalne tworzywa sztuczne to tworzywa sztuczne, których produkty mogą spełniać wymagania użytkowe, pozostać niezmienione w okresie przechowywania, a po użyciu mogą rozkładać się na substancje nieszkodliwe dla środowiska w naturalnych warunkach środowiskowych.

0 1 Proces degradacji tworzyw sztucznych ulegających rozkładowi

0 2Klasyfikacja tworzyw sztucznych ulegających degradacji

Tworzywa biodegradowalne można klasyfikować według różnych metod degradacji lub surowców.

Zgodnie z klasyfikacją metod degradacji, tworzywa degradowalne można podzielić na cztery kategorie: tworzywa biodegradowalne, tworzywa fotodegradowalne, tworzywa foto i biodegradowalne oraz tworzywa ulegające rozkładowi w wodzie.

Obecnie technologia tworzyw fotodegradowalnych oraz tworzyw foto- i biodegradowalnych nie jest jeszcze dojrzała, a produktów na rynku jest niewiele. Dlatego też wszystkie wymienione poniżej tworzywa sztuczne ulegające degradacji są tworzywami sztucznymi ulegającymi biodegradacji i tworzywami sztucznymi ulegającymi degradacji w wodzie.

Zgodnie z klasyfikacją surowców, tworzywa sztuczne ulegające degradacji można podzielić na tworzywa sztuczne ulegające degradacji pochodzenia biologicznego i tworzywa sztuczne ulegające degradacji na bazie ropy naftowej.
Tworzywa biodegradowalne to tworzywa produkowane z biomasy, które mogą zmniejszyć zużycie tradycyjnych źródeł energii, takich jak ropa naftowa. Należą do nich głównie PLA (kwas polimlekowy), PHA (polihydroksyalkanian), PGA (kwas poliglutaminowy) itp.

Tworzywa sztuczne ulegające degradacji na bazie ropy naftowej to tworzywa sztuczne produkowane z energii kopalnej jako surowców, obejmujące głównie PBS (polibutylen bursztynian), PBAT (poliadypinian/tereftalan butylenu), PCL (ester polikaprolaktonu) itp.

0 3 Zalety tworzyw degradowalnych

Biodegradowalne tworzywa sztuczne mają swoje zalety w zakresie wydajności, praktyczności, degradowalności i bezpieczeństwa.

Pod względem wydajności tworzywa sztuczne ulegające degradacji mogą osiągnąć lub przekroczyć wydajność tradycyjnych tworzyw sztucznych w niektórych określonych obszarach;

Pod względem praktyczności, degradowalne tworzywa sztuczne mają podobne właściwości aplikacyjne i higieniczne jak podobne tradycyjne tworzywa sztuczne;

Pod względem degradowalności tworzywa sztuczne degradowalne mogą po użyciu szybko ulec rozkładowi w środowisku naturalnym (specyficzne mikroorganizmy, temperatura, wilgotność) i stać się fragmentami lub nietoksycznymi gazami, które są łatwo utylizowane przez środowisko, zmniejszając wpływ na środowisko;

Z punktu widzenia bezpieczeństwa substancje powstałe lub pozostające w procesie degradacji tworzyw degradowalnych są nieszkodliwe dla środowiska i nie będą miały wpływu na przetrwanie ludzi i innych organizmów.

Największą przeszkodą w zastępowaniu tradycyjnych tworzyw sztucznych jest obecnie to, że koszt produkcji tworzyw ulegających degradacji jest wyższy niż w przypadku podobnych tradycyjnych tworzyw sztucznych lub tworzyw pochodzących z recyklingu.

Dlatego w zastosowaniach takich jak folie opakowaniowe i rolnicze, które są krótkotrwałe, trudne do recyklingu i oddzielania, mają niskie wymagania dotyczące wydajności i wymagania dotyczące wysokiej zawartości zanieczyszczeń, tworzywa sztuczne ulegające rozkładowi mają więcej zalet jako alternatywy.

plastik z recyklingu
Tworzywa sztuczne pochodzące z recyklingu oznaczają surowce tworzyw sztucznych otrzymywane w wyniku przetwarzania odpadów tworzyw sztucznych metodami fizycznymi lub chemicznymi, takimi jak obróbka wstępna, granulacja w stanie stopionym i modyfikacja.

Największą zaletą tworzyw sztucznych pochodzących z recyklingu jest to, że są tańsze niż nowe materiały i tworzywa ulegające degradacji. W zależności od różnych potrzeb wydajnościowych można przetwarzać tylko niektóre właściwości tworzyw sztucznych i wytwarzać odpowiednie produkty.

Gdy liczba cykli nie jest zbyt duża, tworzywa sztuczne pochodzące z recyklingu mogą zachować właściwości podobne do tworzyw tradycyjnych lub mogą zachować stabilne właściwości poprzez zmieszanie materiałów pochodzących z recyklingu z nowymi materiałami. Jednak po wielu cyklach wydajność tworzyw sztucznych pochodzących z recyklingu znacznie spada lub staje się bezużyteczna.
Ponadto tworzywa sztuczne pochodzące z recyklingu mają trudności z utrzymaniem dobrych parametrów higienicznych przy jednoczesnym zapewnieniu oszczędności. Dlatego tworzywa sztuczne pochodzące z recyklingu nadają się do stosowania w obszarach, w których liczba cykli jest niewielka, a wymagania dotyczące parametrów higienicznych nie są wysokie.

0 1

Proces produkcji tworzyw sztucznych pochodzących z recyklingu

0 2 Zmiany właściwości zwykłych tworzyw sztucznych po recyklingu
Uwagi: Wskaźnik płynięcia, płynność tworzyw sztucznych podczas przetwarzania; lepkość właściwa, lepkość statyczna cieczy na jednostkę objętości

W porównaniu
Biodegradowalny plastik
Plastik z recyklingu VS

1 Dla porównania, tworzywa sztuczne ulegające degradacji, ze względu na bardziej stabilne działanie i niższe koszty recyklingu, mają więcej alternatywnych zalet w zastosowaniach takich jak folie opakowaniowe i rolnicze, które są krótkotrwałe i trudne do recyklingu i oddzielania; natomiast tworzywa sztuczne pochodzące z recyklingu wiążą się z niższymi kosztami recyklingu. Cena i koszt produkcji są korzystniejsze w scenariuszach zastosowań, takich jak przybory codziennego użytku, materiały budowlane i urządzenia elektryczne, które mają długi czas użytkowania i są łatwe do sortowania i recyklingu. Oba się uzupełniają.

2

Białe zanieczyszczenia pochodzą głównie z branży opakowań, a rozkładające się tworzywa sztuczne zapewniają więcej miejsca do zabawy. Dzięki promocji polityki i redukcji kosztów przyszły rynek tworzyw sztucznych ulegających degradacji ma szerokie perspektywy.

W obszarze opakowań realizowana jest wymiana tworzyw sztucznych ulegających degradacji. Obszary zastosowań tworzyw sztucznych są bardzo szerokie, a różne dziedziny mają różne wymagania wobec tworzyw sztucznych.
Wymagania dotyczące tworzyw sztucznych w samochodach, sprzęcie gospodarstwa domowego i innych dziedzinach są takie, że są trwałe i łatwe do oddzielenia, a ilość pojedynczego plastiku jest duża, więc status tradycyjnych tworzyw sztucznych jest stosunkowo stabilny. W obszarach opakowań, takich jak torby plastikowe, pudełka na drugie śniadanie, folie ściółkowe i dostawy ekspresowe, ze względu na niskie zużycie monomerów z tworzyw sztucznych, są one podatne na zanieczyszczenia i trudne do skutecznego oddzielenia. To sprawia, że ​​tworzywa sztuczne ulegające degradacji stają się z większym prawdopodobieństwem substytutem tradycyjnych tworzyw sztucznych w tych dziedzinach. Potwierdza to również globalna struktura popytu na tworzywa degradowalne w 2019 roku. Popyt na tworzywa degradowalne koncentruje się głównie w branży opakowań, przy czym łącznie opakowania elastyczne i sztywne stanowią 53%.

Tworzywa biodegradowalne w Europie Zachodniej i Ameryce Północnej rozwinęły się wcześniej i zaczęły nabierać kształtu. Obszary ich zastosowań skupiają się w przemyśle opakowań. W 2017 roku największy udział (29%) w całkowitym zużyciu tworzyw degradowalnych w Europie Zachodniej miały torby zakupowe i torby produkcyjne; w 2017 r. opakowania do żywności, pudełka na drugie śniadanie i zastawa stołowa miały największy udział (53%) w całkowitym zużyciu tworzyw sztucznych ulegających degradacji w Ameryce Północnej. )

Podsumowanie: Tworzywa biodegradowalne są skuteczniejszym rozwiązaniem problemu białych zanieczyszczeń niż recykling tworzyw sztucznych.

59% białych zanieczyszczeń pochodzi z opakowań i folii rolniczych z tworzyw sztucznych. Jednakże tworzywa sztuczne przeznaczone do tego rodzaju zastosowań są jednorazowe i trudne do recyklingu, co sprawia, że ​​nie nadają się do recyklingu tworzyw sztucznych. Tylko tworzywa ulegające degradacji mogą zasadniczo rozwiązać problem białego zanieczyszczenia.

W odpowiednich obszarach tworzyw sztucznych ulegających degradacji wydajność nie jest wąskim gardłem, a koszt jest głównym czynnikiem ograniczającym zastępowanie na rynku tradycyjnych tworzyw sztucznych tworzywami ulegającymi degradacji.