البوليمرات المثالية - البوليمرات التي توازن الخصائص الفيزيائية والتأثيرات البيئية - غير موجودة ، لكن البولي بيوتيلين تيريفثاليت (PBAT) أقرب إلى الكمال من العديد.
بعد عقود من الفشل في إيقاف وصول منتجاتهم إلى مدافن النفايات والمحيطات ، يتعرض صانعو البوليمرات الاصطناعية لضغوط لتحمل المسؤولية.يضاعف الكثيرون جهودهم لتشجيع إعادة التدوير لدرء الانتقادات.تحاول شركات أخرى معالجة مشكلة النفايات من خلال الاستثمار في المواد البلاستيكية القابلة للتحلل الحيوي مثل حمض polylactic (PLA) واسترات الأحماض الدهنية المتعددة الهيدروكسي (PHA) ، على أمل أن يؤدي التدهور الطبيعي إلى التخفيف على الأقل من بعض النفايات.
لكن كلاً من إعادة التدوير والبوليمرات الحيوية يواجهان عقبات.على سبيل المثال ، على الرغم من سنوات من الجهود ، لا تزال الولايات المتحدة تعيد تدوير أقل من 10 في المائة من المواد البلاستيكية.وتكافح البوليمرات الحيوية - غالبًا منتجات التخمير - لتحقيق أداء وحجم البوليمرات الاصطناعية التي من المفترض أن تحل محلها.
يجمع PBAT بين بعض الخصائص المفيدة للبوليمرات الاصطناعية والبيولوجية.مشتق من المنتجات البتروكيماوية الشائعة - حمض التريفثاليك المكرر (PTA) ، البوتانيديول وحمض الأديبيك ، ولكنه قابل للتحلل البيولوجي.بصفته بوليمرًا صناعيًا ، يمكن إنتاجه بكميات كبيرة بسهولة ، وله الخصائص الفيزيائية اللازمة لصنع أغشية مرنة مماثلة لتلك الموجودة في البلاستيك التقليدي.
الاهتمام في PBAT آخذ في الازدياد.يشهد المنتجون الراسخون مثل BASF الألمانية و Novamont الإيطالية طلبًا متزايدًا بعد عقود من رعاية السوق.انضم إليهم أكثر من نصف دزينة من المنتجين الآسيويين الذين يتوقعون أن تزدهر الأعمال التجارية للبوليمر بينما تضغط الحكومات الإقليمية من أجل الاستدامة.
يعتقد مارك فيربروجن ، الرئيس التنفيذي السابق لشركة NatureWorks المصنعة PLA وهو الآن مستشار مستقل ، أن PBAT هو "أرخص وأسهل منتج بلاستيكي حيوي لتصنيعه" ويعتقد أن PBAT أصبح البلاستيك الحيوي المرن البارز ، وهو يتقدم على بولي سكسينات بيوتانيديول استر ( PBS) ومنافسي PHA.ومن المحتمل أن يتم تصنيفها إلى جانب PLA كأهم نوعين من البلاستيك القابل للتحلل البيولوجي ، والذي يقول إنه أصبح المنتج المهيمن للتطبيقات الصلبة.
قال راماني نارايان ، أستاذ الهندسة الكيميائية في جامعة ولاية ميشيغان ، إن نقطة البيع الرئيسية لـ PBAT - قابليتها للتحلل البيولوجي - تأتي من روابط الإستر ، بدلاً من الهيكل الكربوني للكربون في البوليمرات غير القابلة للتحلل مثل البولي إيثيلين.تتحلل روابط الإستر بسهولة وتتلف بواسطة الإنزيمات.
على سبيل المثال ، حمض polylactic و PHA عبارة عن بوليستر يتحلل عندما تنكسر روابط الإستر.لكن البوليستر الأكثر شيوعًا - البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) ، المستخدم في الألياف وزجاجات الصودا - لا يتحلل بسهولة.هذا لأن الحلقة العطرية في هيكلها تأتي من PTA.وفقًا لنارايان ، فإن الحلقات التي تعطي خصائص هيكلية تجعل مادة البولي إيثيلين تيرفثالات كارهة للماء.وقال: "ليس من السهل دخول الماء وهو يبطئ عملية التحلل المائي بأكملها".
تقوم Basf بتصنيع البولي بيوتيلين تيريفثاليت (PBT) ، وهو بوليستر مصنوع من البيوتانديول.بحث باحثو الشركة عن بوليمر قابل للتحلل الحيوي يمكنهم إنتاجه بسهولة.استبدلوا بعض PTA في PBT بحمض الجليكوليك ثنائي الأحماض الدهني.بهذه الطريقة ، يتم فصل الأجزاء العطرية من البوليمر بحيث يمكن تحللها.في الوقت نفسه ، يتم ترك كمية كافية من PTA لإعطاء البوليمر خصائص فيزيائية قيمة.
يعتقد نارايان أن PBAT أكثر قابلية للتحلل البيولوجي قليلاً من PLA ، الأمر الذي يتطلب سمادًا صناعيًا للتحلل.لكنها لا تستطيع التنافس مع PHA المتاحة تجاريًا ، والتي تكون قابلة للتحلل البيولوجي في الظروف الطبيعية ، حتى في البيئات البحرية.
غالبًا ما يقارن الخبراء الخصائص الفيزيائية لـ PBAT بالبولي إيثيلين منخفض الكثافة ، وهو بوليمر مرن يستخدم في صناعة الأفلام ، مثل أكياس القمامة.
غالبًا ما يتم خلط PBAT مع PLA ، وهو بوليمر صلب بخصائص تشبه البوليسترين.تعتمد ماركة Basf's Ecovio على هذا المزيج.على سبيل المثال ، يقول فيربروجن إن حقيبة التسوق القابلة للتحويل إلى سماد تحتوي عادةً على 85٪ PBAT و 15٪ PLA.
تضيف نوفامونت بعدًا آخر للوصفة.تقوم الشركة بخلط PBAT وغيره من البوليسترات العطرية الأليفاتية القابلة للتحلل الحيوي مع النشا لإنتاج راتنجات لتطبيقات محددة.
قال ستيفانو فاككو ، مدير تطوير الأعمال الجديد للشركة: "على مدار الثلاثين عامًا الماضية ، ركزت شركة Novamont على التطبيقات التي يمكن أن تضيف فيها قدرات التدهور قيمة إلى المنتج نفسه."
سوق كبير لـ PBAT هو المهاد ، الذي ينتشر حول المحاصيل لمنع الأعشاب الضارة والمساعدة في الاحتفاظ بالرطوبة.عند استخدام غشاء البولي إيثيلين ، يجب سحبه ودفنه في كثير من الأحيان في مقالب القمامة.لكن الأغشية القابلة للتحلل يمكن زراعتها مباشرة في التربة.
سوق كبير آخر هو أكياس القمامة القابلة للتسميد لخدمة الطعام والتجميع المنزلي للطعام ونفايات الفناء.
تم بيع الحقائب من شركات مثل BioBag ، التي استحوذت عليها شركة Novamont مؤخرًا ، في متاجر التجزئة لسنوات.
الوقت ما بعد: 26-11-21