Bisfenol A, of BPA, is een chemische stof die veel wordt gebruikt om harde, doorzichtige kunststoffen te maken. Het is een hormoonontregelaar die in verband is gebracht met veel negatieve gezondheidseffecten, waaronder hart- en vaatziekten en diabetes. In 2013 verbood de Amerikaanse regering het gebruik ervan in babyproducten die in contact komen met voedsel, zoals flessen of de verpakking van zuigelingenvoeding.

Destijds concludeerde de Amerikaanse Food and Drug Administration dat sommige blootstelling veilig was voor volwassenen. Maar andere gezondheidsinstanties, waaronder de Europese Autoriteit voor voedselveiligheid, hebben geconcludeerd dat de niveaus van BPA die de FDA als veilig beschouwt, ook nadelige gezondheidseffecten voor volwassenen kunnen hebben.

Begin juni 2022 gaf de FDA aan dat ze heroverweegt welke hoeveelheid blootstelling aan BPA veilig is voor volwassenen, en kondigde aan dat ze haar richtlijnen voor het gebruik van BPA in kunststoffen die in contact komen met voedsel, zou heroverwegen.

Als synthetisch polymeerchemicus denk ik veel na over het ontwerpen van nieuwe polymeren, met bijzondere aandacht voor hoe dit duurzaam te doen. Het is natuurlijk om je af te vragen waarom bedrijven BPA niet gewoon vervangen door een andere chemische stof als gezondheid zo'n punt van zorg is. Het geheim van wat BPA zo'n onvervangbaar ingrediënt in kunststoffen maakt, is hetzelfde dat leidt tot gezondheidsrisico's:de chemische structuur van het molecuul.

Wat is BPA?

BPA is een klein molecuul gemaakt van twee koolstofringen met aan beide uiteinden een gebonden zuurstof en waterstof. BPA kan reageren met andere op koolstof gebaseerde moleculen om lange ketens te vormen, waarbij de BPA-moleculen aan elkaar worden genaaid door kleine chemische verbindingen.

Bijna alle BPA die in de wereld wordt geproduceerd, wordt gebruikt om kunststoffen te maken, meestal een specifiek type dat polycarbonaat wordt genoemd. BPA-afgeleide polycarbonaten zijn transparant, ongelooflijk sterk, licht en beginnen niet te smelten of hun structurele integriteit te verliezen totdat ze zeer hoge temperaturen bereiken. Deze eigenschappen maken polycarbonaten uitstekend geschikt voor gebruik in alles, van brillenglazen tot waterflessen.

Het draait allemaal om de structuur

In de chemie betekent structuur alles. De redenen waarom verschillende materialen verschillende eigenschappen hebben, is vanwege hun chemische structuur.

BPA-polymeren zijn rigide omdat de koolstofringen in BPA-moleculen zelf rigide zijn. Vergelijk dit met polyethyleen, het dunne, flexibele materiaal dat wordt gebruikt om plastic zakken te maken. De lange ketens van zich herhalende moleculen waaruit polyethyleen bestaat, zijn zeer flexibel. Dus de kunststoffen die ze produceren zijn ook zeer buigzaam.

Hoe logen BPA's uit plastic?

Wanneer BPA-kunststoffen worden gemaakt, zijn bijna alle individuele BPA-moleculen chemisch aan de kunststof gebonden. Dus de meeste BPA die uit voedselcontainers of waterflessen lekt, is het gevolg van het langzaam afbreken van het plastic.

Wanneer BPA-polycarbonaten worden blootgesteld aan water en hitte, bijvoorbeeld wanneer u een plastic fles in uw vaatwasser doet, kunnen de chemische bindingen die deze BPA-moleculen met elkaar verbinden, afbreken in een proces dat bekend staat als hydrolyse. Vanwege de unieke structuur zijn BPA-polycarbonaten over het algemeen gevoeliger voor hydrolyse dan kunststoffen zoals polyethyleen.

Hydrolyse breekt plastic op chemisch niveau af, waarbij een kleine hoeveelheid BPA-moleculen in het milieu vrijkomt. In één onderzoek ontdekten onderzoekers dat het proces van het wassen van een polycarbonaatfles 0,2 tot 0,3 milligram BPA uitloogde in elke liter water. Voor de context:dit is honderden keren minder geconcentreerd dan de niveaus van calcium en natrium in drinkwater.

De zoektocht naar een BPA-vervanging

BPA is een hormoonontregelaar, wat betekent dat het de werking van hormonen in het lichaam verstoort. Gezien de negatieve gezondheidseffecten van het consumeren van BPA en het feit dat het afbreekt bij blootstelling aan water, zijn chemici al jaren op zoek naar vervangingen.

Een belangrijk punt van zorg bij het ontwerpen van nieuwe kunststoffen is dat het verwisselen van BPA voor een ander molecuul de negatieve gezondheidseffecten mogelijk niet wegneemt. Net zoals de chemische structuur van BPA de eigenschappen van het materiaal bepaalt, is de structuur ook de oorzaak van de negatieve biologische effecten. Hormoonontregelaars zoals BPA kunnen, vanwege hun vergelijkbare structuur als natuurlijke hormonen, zich binden aan endocriene receptoren en deze activeren.

Onderzoek heeft aangetoond dat structureel vergelijkbare chemische vervangingen, zoals bisfenol F, vergelijkbare gezondheidseffecten hebben als BPA.

Het is ook niet eenvoudig om een ​​nieuw molecuul met een andere chemische structuur in te wisselen, omdat het plastic dan de gewenste eigenschappen van BPA-polycarbonaten verliest. Maar er is veelbelovend nieuw onderzoek. Een pad van onderzoek richt zich op het maken van polycarbonaten door starre biogebaseerde moleculen te laten reageren met koolstofdioxidegas.

Polycarbonaten zijn een alomtegenwoordig onderdeel van het moderne leven. Terwijl onderzoekers nieuwe materialen ontwikkelen, is het belangrijk om niet alleen rekening te houden met de gezondheidsrisico's - zoals de EPA doet met BPA - maar ook met de milieueffecten. + Verder verkennen

Wetenschappers maken plastic beter afbreekbaar onder UV-licht

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.