PBAT קרוב יותר לשלמות מפולימרים רבים Ⅰ

פולימרים מושלמים - פולימרים המאזנים תכונות פיזיקליות והשפעות סביבתיות - אינם קיימים, אבל פוליבוטילן טרפתלט (PBAT) קרוב יותר לשלמות מרבים.

לאחר עשרות שנים שבהן לא הצליחו למנוע מהמוצרים שלהם להגיע למזבלות ובאוקיינוסים, יצרני הפולימרים הסינתטיים נמצאים בלחץ לקחת אחריות. רבים מכפילים את מאמציהם לקדם מיחזור כדי להדוף ביקורת. חברות אחרות מנסות לטפל בבעיית הפסולת על ידי השקעה בפלסטיק מבוסס ביולוגי מתכלה כמו חומצה פולילקטית (PLA) ואסטרים של חומצות שומן פוליהידרוקסיות (PHA), בתקווה שההתפרקות הטבעית תקל לפחות על חלק מהפסולת.

אבל גם המיחזור וגם הביופולימרים עומדים בפני מכשולים. לדוגמה, למרות שנים של מאמצים, ארצות הברית עדיין ממחזרת פחות מ-10% מהפלסטיק. ופולימרים מבוססי ביו - לעתים קרובות תוצרי התסיסה - נאבקים להשיג את הביצועים ואת קנה המידה של הפולימרים הסינתטיים שהם אמורים להחליף.

PBAT משלב כמה מהתכונות המועילות של פולימרים סינתטיים ופולימרים מבוססי ביו. הוא מופק ממוצרים פטרוכימיים נפוצים - חומצה טרפתלית מזוקקת (PTA), בוטנדיול וחומצה אדיפית, אך הוא מתכלה. כפולימר סינטטי, ניתן לייצר אותו בקלות, ויש לו את התכונות הפיזיקליות הדרושות להכנת סרטים גמישים הדומים לאלה של פלסטיק מסורתי.

ההתעניינות ב-PBAT נמצאת במגמת עלייה. יצרנים מבוססים כמו BASF הגרמנית ו- Novamont האיטלקית רואים ביקוש מוגבר לאחר עשרות שנים של טיפוח השוק. אליהם מצטרפים יותר מחצי תריסר יצרנים אסיאתיים שמצפים שהעסקים לפולימר ישגשגו כאשר ממשלות אזוריות דוחפות לקיימות.

מארק Verbruggen, לשעבר מנכ"ל יצרנית PLA NatureWorks וכיום יועץ עצמאי, מאמין ש-PBAT הוא "המוצר הביו-פלסטיקי הזול והקל ביותר לייצור" והוא מאמין ש-PBAT הופך לביו-פלסטיק הגמיש הבולט, הוא לפני אסטר פולי סוקסינאט בוטנדיול ( PBS) ו-PHA מתחרים. וסביר להניח שהוא ידורג לצד PLA כשני הפלסטיק המתכלים החשובים ביותר, שלדבריו הופך למוצר הדומיננטי ליישומים קשיחים.

Ramani Narayan, פרופסור להנדסה כימית באוניברסיטת מישיגן סטייט, אמר שנקודת המכירה העיקרית של PBAT - הפירוק הביולוגי - מגיעה מקשרי אסטר, ולא משלד פחמן-פחמן בפולימרים בלתי מתכלים כמו פוליאתילן. קשרי אסטר עוברים הידרוליזה בקלות וניזוקים על ידי אנזימים.

לדוגמה, חומצה פולילקטית ו-PHA הם פוליאסטרים שמתכלים כאשר קשרי האסטר שלהם נשברים. אבל הפוליאסטר הנפוץ ביותר - פוליאתילן טרפתלאט (PET), המשמש בסיבים ובבקבוקי סודה - אינו מתפרק באותה קלות. הסיבה לכך היא שהטבעת הארומטית בשלד שלה מגיעה מ-PTA. לדברי Narayan, הטבעות שנותנות תכונות מבניות הופכות גם PET להידרופובי. "לא קל להיכנס למים והם מאטים את כל תהליך ההידרוליזה", אמר.

Basf מייצרת polybutylene terephthalate (PBT), פוליאסטר העשוי מבוטנדיול. חוקרי החברה חיפשו פולימר מתכלה שיוכלו לייצר בקלות. הם החליפו קצת PTA ב-PBT בחומצה גליקולית דו-שומנית. בדרך זו, החלקים הארומטיים של הפולימר מופרדים כך שהם יכולים להיות מתכלים. יחד עם זאת, נותר מספיק PTA כדי להעניק לפולימר תכונות פיזיקליות יקרות ערך.

Narayan מאמין ש-PBAT מתכלה מעט יותר מ-PLA, שדורש קומפוסט תעשייתי כדי להתפרק. אבל זה לא יכול להתחרות עם PHAs הזמינים מסחרית, שהם מתכלים בתנאים טבעיים, אפילו בסביבות ימיות.

מומחים משווים לעתים קרובות את התכונות הפיזיקליות של PBAT לפוליאתילן בצפיפות נמוכה, פולימר אלסטי המשמש לייצור סרטים, כגון שקיות אשפה.

PBAT מעורבב לעתים קרובות עם PLA, פולימר קשיח בעל תכונות דמויות פוליסטירן. המותג Ecovio של Basf מבוסס על תערובת זו. לדוגמה, Verbruggen אומר ששקית קניות הניתנת לקומפוסטציה מכילה בדרך כלל 85% PBAT ו-15% PLA.

Novamont מוסיף מימד נוסף למתכון. החברה מערבבת PBAT ופוליאסטרים ארומטיים אליפטיים מתכלים אחרים עם עמילן ליצירת שרפים ליישומים ספציפיים.

Stefano Facco, מנהל הפיתוח העסקי החדש של החברה, אמר: "במהלך 30 השנים האחרונות, Novamont התמקדה ביישומים שבהם יכולות השפלה יכולות להוסיף ערך למוצר עצמו. "

שוק גדול ל-PBAT הוא מאלץ', שנמרח סביב יבולים כדי למנוע עשבים שוטים ולעזור לשמור על לחות. כאשר משתמשים בסרט פוליאתילן, יש למשוך אותו למעלה ולעתים קרובות לקבור אותו במזבלות. אבל ניתן לטפח סרטים מתכלים ישירות בחזרה לאדמה.

שוק גדול נוסף הוא שקיות אשפה הניתנות לקומפוסטציה לשירות מזון ואיסוף ביתי של מזון ופסולת חצר.

שקיות של חברות כמו BioBag, שנרכשה לאחרונה על ידי Novamont, נמכרות בקמעונאים כבר שנים.