science >> Wetenschap >  >> Natuur

Wat is de toekomst van bioplastics?

Kun je je voorstellen dat je biologisch afbreekbaar plastic gebruikt? Bioplastics kunnen dat mogelijk maken. Zie meer groene wetenschapsfoto's. Lumina-beeldvorming/Getty Images

Bioplastics - dat wil zeggen, kunststoffen die zijn afgeleid van planten -- hebben het potentieel om enkele van de langdurige vervuilingsproblemen die worden veroorzaakt door conventioneel gemaakte kunststoffen te verlichten. Van productieprocessen die minder door de opwarming van de aarde veroorzaakte vervuiling vrijgeven tot het vermogen om biologisch af te breken, bioplastics lijken milieuvriendelijk. Echter, bioplastics zijn momenteel duurder dan standaard plastics, en ze zijn misschien niet zo milieuvriendelijk als ze lijken.

Wat is het verschil tussen bioplastics en gewone plastics? De meeste kunststoffen worden gemaakt via petrochemische processen. Met andere woorden, ze beginnen als de chemische bijproducten van olieraffinage, die worden omgezet in een verscheidenheid aan kunststoffen door chemische processen die lange moleculaire ketens vormen die bekend staan ​​​​als: polymeren . Deze polymeren geven kunststoffen hun structuur. Meer details over de productie van petrochemische kunststoffen vindt u in How Plastics Work.

Bioplastics, anderzijds, zijn afgeleid van plantaardige bronnen. Ze kunnen gemaakt worden van rietsuiker, maïs, of van plantaardige bijproducten zoals houtschors en maïskolven. Pepsi probeert zelfs aardappel- en sinaasappelschillen te verwerken in de productie van bioplastics [bron:de Guzman]. Switchgrass is een andere geweldige bron voor bioplastics - het groeit vrijwel overal, is droogtebestendig, en groeit snel. Omdat het geen primaire voedselbron is, het gebruik ervan voor bioplastics heeft geen invloed op de voedselprijzen.

Je hebt misschien gehoord dat bioplastics biologisch afbreekbaar zijn, maar dit is niet noodzakelijk waar. De term bioplastics verwijst naar de plantaardige productiemethode. Sommige soorten bioplastic zijn biologisch afbreekbaar, sommige niet. Sommige bioplastics worden afgebroken in je compostbak, terwijl sommige industriële compostering vereisen. In feite, veel bioplastics worden helemaal niet afgebroken als ze op een stortplaats met ander afval worden geplaatst.

Met zoveel potentie, maar zoveel uitdagingen, wat brengt de toekomst voor bioplastics?

Mogelijke toepassingen voor bioplastics

Bioplastics worden het meest gebruikt in verpakkingen, hoewel bioplastics potentieel kunnen worden gebruikt op een manier waarop gewone kunststoffen worden gebruikt. De prestatiekenmerken van bioplastics en petrochemische plastics lijken sterk op elkaar. Er zijn situaties geweest waarin bioplastics opnieuw moesten worden geformuleerd om prestatieproblemen aan te pakken, zoals onvoldoende houdbaarheid, of die beruchte luide Sun Chips-tassen. (Toen Frito-Lay in 2010 composteerbare frietzakken op de markt bracht, klanten klaagden dat de tassen te lawaaierig waren. een geherformuleerd, stillere tas werd later ontwikkeld.)

Het PlantBottle-programma van Coca-Cola maakt plastic drankflessen die voor 30 procent plantaardig zijn. De flessen zijn gemaakt van polyethyleentereftalaat (PET), exact hetzelfde plastic dat uit petrochemische processen komt, maar 30 procent komt van Braziliaanse suiker-ethanol. De mono-ethyleenglycol die ontstaat, verandert niets aan de uiteindelijke chemische samenstelling van het plastic. Echter, het is gemaakt van een hernieuwbare hulpbron (suikerriet) in plaats van van fossiele brandstoffen. De flessen zijn niet biologisch afbreekbaar.

PET-kunststofbronnen uit fabrieken worden ook door Toyota gebruikt bij de vervaardiging van sommige onderdelen voor interieurbekleding en door AT&T voor hoesjes voor mobiele telefoons en andere accessoires [bron:de Guzman].

Een andere vorm van bioplastic is gemaakt van polymelkzuur (PLA). Het wordt gebruikt in een verscheidenheid aan verpakkingsproducten en zelfs in kleding. Echter, het heeft een laag smeltpunt, dus het kan niet worden gebruikt met warm voedsel of vloeistoffen. Het is biologisch afbreekbaar in aanwezigheid van zuurstof, wat betekent dat het niet zal degraderen op een stortplaats.

Volgende, we zullen praten over de uitdagingen waarmee bioplastics worden geconfronteerd.

Uitdagingen voor de bioplastics-industrie

Bioplastics lijken misschien een milieuvriendelijke smaak van de toekomst, maar ze zijn niet perfect. Nog. RUNSTUDIO/Getty Images

Bioplastics lijken veel voordelen te hebben, maar ze zijn niet het perfecte milieuvriendelijke product waar we op hopen. Voor een ding, ze zijn duurder dan petrochemische kunststoffen, kost tussen de 20 en 100 procent meer [bron:Dell]. De industriële processen voor het maken van petrochemisch plastic bestaan ​​al tientallen jaren, dus de productieketen is zeer efficiënt. Grootschalige bioplasticprogramma's zoals die van Coca-Cola zouden uiteindelijk tot een vergelijkbare efficiëntie moeten leiden.

Bioplastics hebben ook problemen aan beide uiteinden van de productiecyclus. Hoewel de productie van biokunststoffen mogelijk niet dezelfde uitstoot van fossiele brandstoffen tot gevolg heeft als petrochemische kunststoffen, het gebruik van kunstmest en pesticiden en de omzetting van bossen in landbouw voor de productie van maïs of suikerriet compenseert het voordeel [bron:Marshall]. Coca-Cola heeft geprobeerd deze impact te minimaliseren door te vertrouwen op Braziliaans suikerriet, die voornamelijk wordt geproduceerd op aangetaste landbouwgronden op grote afstand van het Amazone-regenwoud [bron:Coca-Cola]. Vooruitgang in het gebruik van plantaardige celluloseproducten (zoals maïskolven en soortgelijke materialen) zou ook de ecologische voetafdruk van bioplastics verminderen.

Biologische afbreekbaarheid en recycling zijn ook problemen voor bioplastics. Het biologisch afbreekbaar maken van consumentenplastics blijkt juist negatieve effecten op het milieu te hebben. Het eerste probleem is dat er veel verschillende soorten biologische afbreekbaarheid zijn. Sommige bioplastics worden biologisch afgebroken met zuurstof en ultraviolette straling, dus afval dat in de zon wordt achtergelaten, zal verslechteren. Echter, het ontleedt niet volledig, het proces duurt jaren, en er komen giftige chemicaliën vrij. Sommige kunststoffen zijn ontworpen om biologisch af te breken wanneer ze worden gecomposteerd, en dat heeft geen zin als de consument niet composteert. Slechts een paar soorten zullen composteren in een compostbak in de achtertuin, in elk geval. De rest vereist industriële composteringsprocessen. Dit zorgt voor veel verwarring bij de consument. Slechter, bij de afbraak van bioplastics komt methaan vrij, dat een schadelijker broeikasgas is dan koolstofdioxide.

Slechter, het is heel moeilijk om bioplastics van gewone plastics te onderscheiden. Als een kleine hoeveelheid PLA-plastic per ongeluk in PET-plastics wordt gemengd in de recyclingstroom, de resulterende producten van gerecycled plastic zullen een mindere kwaliteit en waarde hebben [bron:PRO Europe]. Met andere woorden, je zou elk type plastic van het andere moeten scheiden om schade aan beide kunststoffen te minimaliseren. Dat betekent ook dat het vasthouden aan recyclebare petrochemische kunststoffen, of PET-kunststoffen die geheel of gedeeltelijk zijn afgeleid van plantaardige bronnen (zoals het PlantBottle-programma van Coke) resulteren in minder vervuiling en afval.

Er zijn uitzonderingen:sommige toepassingen van bioplastics waren gericht op gesloten systemen, zoals universiteits- of ziekenhuiscampussen, waarbij het bedrijf dat de bioplastic verpakkingen levert ook de recyclingstroom controleert. Ze kunnen bijna 100 procent van de bioplastic producten terugwinnen en composteren of recyclen met behulp van de juiste methode voor dat type plastic.

Als de productieketen wordt gestroomlijnd en vooruitgang kan worden geboekt met het gebruik van cellulose-achtig plantmateriaal voor de productie van bioplastics, dan zouden we een aanzienlijke vermindering van de milieu-impact van plastic materialen kunnen zien. De markt voor bioplastics groeit langzaam maar gestaag [bron:DeRosa], dus er is een goede kans dat we in het volgende decennium serieuze verbeteringen zullen zien.

Veel meer informatie

gerelateerde artikelen

  • De niet-recycleerbare dingen:dingen die u uit de prullenbak moet houden
  • Hoe recyclen werkt
  • Hoe kunststoffen werken
  • 10 beste gewassen voor biobrandstoffen
  • Is ethanol echt milieuvriendelijker dan gas?

bronnen

  • Coca Cola. "Veelgestelde vragen PlantBottle." (5 april, 2012). http://www.thecoca-colacompany.com/citizenship/plantbottle_faq.html
  • Dell, Kristina. "De belofte en valkuilen van bioplastic." Tijd tijdschrift, 3 mei, 2010. (5 april, 2012). http://www.time.com/time/magazine/article/0, 9171, 1983894, 00.html
  • De Rosa, Angie. "De groei van bioplastics is traag, maar de vooruitzichten sterk." Plastics News, 18 juli 2011. (3 april, 2012) http://plasticsnews.com/headlines2.html?id=22604
  • Guzman, Doris. "Bioplastic strekt zich verder uit." ICIS Chemische Zaken, 21 november 2011. (3 april, 2012).
  • marshall, Jessica. "Bioplastics niet zo groen." Ontdekkingsnieuws, 6 december 2010. (5 april, 2012). http://news.discovery.com/earth/bioplastic-plant-plastic-environment.html
  • Verpakkingsterugwinningsorganisatie Europa. "Factsheet over bioplastics." maart 2009. (5 april, 2012). http://www.pro-e.org/files/Factsheet_on_bioplastics_230309.pdf