Perfekte polymerer - polymerer, der balancerer fysiske egenskaber og miljøpåvirkninger - eksisterer ikke, men polybutylenterephthalat (PBAT) er tættere på perfektion end mange.
Efter årtier med undladelse af at forhindre, at deres produkter ender på lossepladser og have, er producenter af syntetiske polymerer under pres for at tage ansvar. Mange fordobler deres indsats for at fremme genbrug for at afværge kritik. Andre virksomheder forsøger at løse affaldsproblemet ved at investere i bionedbrydelig biobaseret plast som polymælkesyre (PLA) og polyhydroxyfedtsyreestere (PHA), i håbet om, at naturlig nedbrydning vil lindre i det mindste noget af affaldet.
Men både genbrug og biopolymerer står over for forhindringer. For eksempel genbruger USA på trods af mange års indsats stadig mindre end 10 procent af plastik. Og biobaserede polymerer - ofte gæringsprodukter - kæmper for at opnå ydeevnen og skalaen af de syntetiske polymerer, de er beregnet til at erstatte.
PBAT kombinerer nogle af de gavnlige egenskaber ved syntetiske og biobaserede polymerer. Det er afledt af almindelige petrokemiske produkter - raffineret terephthalsyre (PTA), butandiol og adipinsyre, men det er biologisk nedbrydeligt. Som en syntetisk polymer kan den let masseproduceres, og den har de fysiske egenskaber, der er nødvendige for at lave fleksible film, der kan sammenlignes med traditionel plast.
Interessen for PBAT er stigende. Etablerede producenter som Tysklands BASF og Italiens Novamont oplever øget efterspørgsel efter årtiers pleje af markedet. De får selskab af mere end et halvt dusin asiatiske producenter, som forventer, at forretningen for polymeren vil blomstre, mens regionale regeringer presser på for bæredygtighed.
Marc Verbruggen, tidligere administrerende direktør for PLA-producenten NatureWorks og nu en uafhængig konsulent, mener, at PBAT er "det billigste og nemmeste bioplastiske produkt at fremstille", og han mener, at PBAT er ved at blive den fremtrædende fleksible bioplast. Det er foran polysuccinat-butandiolester ( PBS) og PHA-konkurrenter. Og det vil sandsynligvis rangere sammen med PLA som de to vigtigste biologisk nedbrydelige plast, som han siger er ved at blive det dominerende produkt til stive applikationer.
Ramani Narayan, professor i kemiteknik ved Michigan State University, sagde, at PBATs vigtigste salgsargument - dens biologiske nedbrydelighed - kommer fra esterbindinger snarere end kulstof-carbon-skelettet i ikke-nedbrydelige polymerer som polyethylen. Esterbindinger hydrolyseres let og beskadiges af enzymer.
For eksempel er polymælkesyre og PHA polyestere, der nedbrydes, når deres esterbindinger brydes. Men den mest almindelige polyester - polyethylenterephthalat (PET), der bruges i fibre og sodavandsflasker - nedbrydes ikke så let. Det skyldes, at den aromatiske ring i skelettet kommer fra PTA. Ifølge Narayan gør ringene, der giver strukturelle egenskaber, også PET hydrofobisk. "Vand er ikke let at komme ind i, og det bremser hele hydrolyseprocessen," sagde han.
Basf fremstiller polybutylenterephthalat (PBT), en polyester fremstillet af butandiol. Virksomhedens forskere ledte efter en bionedbrydelig polymer, de nemt kunne fremstille. De erstattede noget PTA i PBT med fedtdisyreglykolsyre. På denne måde adskilles de aromatiske dele af polymeren, så de kan være biologisk nedbrydelige. Samtidig er der nok PTA tilbage til at give polymeren værdifulde fysiske egenskaber.
Narayan mener, at PBAT er lidt mere biologisk nedbrydeligt end PLA, som kræver industriel kompost for at nedbrydes. Men det kan ikke konkurrere med kommercielt tilgængelige PHA'er, som er biologisk nedbrydelige under naturlige forhold, selv i marine miljøer.
Eksperter sammenligner ofte de fysiske egenskaber af PBAT med lavdensitetspolyethylen, en elastisk polymer, der bruges til at lave film, såsom affaldssække.
PBAT blandes ofte med PLA, en stiv polymer med polystyrenlignende egenskaber. Basfs Ecovio-mærke er baseret på denne blanding. For eksempel siger Verbruggen, at en komposterbar indkøbspose typisk indeholder 85 % PBAT og 15 % PLA.
Novamont tilføjer endnu en dimension til opskriften. Virksomheden blander PBAT og andre biologisk nedbrydelige alifatiske aromatiske polyestere med stivelse for at skabe harpikser til specifikke applikationer.
Stefano Facco, virksomhedens nye forretningsudviklingschef, sagde: "I løbet af de sidste 30 år har Novamont fokuseret på applikationer, hvor nedbrydningsevner kan tilføje værdi til selve produktet. “
Et stort marked for PBAT er mulch, som spredes rundt om afgrøder for at forhindre ukrudt og hjælpe med at holde på fugten. Når der anvendes polyethylenfilm, skal den trækkes op og ofte nedgraves på lossepladser. Men bionedbrydelige film kan dyrkes direkte tilbage i jorden.
Et andet stort marked er komposterbare affaldssække til madservice og hjemmeindsamling af mad og haveaffald.
Tasker fra firmaer som BioBag, som for nylig blev opkøbt af Novamont, er blevet solgt hos forhandlere i årevis.
Indlægstid: 26-11-21