För närvarande fokuserar EU:s miljöpolitik främst på användningen av återvunnen plast, med marknadsuppmärksamhet som prioriterar återvunnet material, bio-baserade material och slutligen biologiskt nedbrytbara material. Bio-baserad plast avser plaster som härrör från biomassa, såsom PLA (polymjölksyra) och Bio-PE; medan biologiskt nedbrytbar plast avser plast som kan brytas ned av mikroorganismer, inklusive PLA och PHA. De två utesluter inte varandra.
Introduktion till bio-baserad och biologiskt nedbrytbar plast
Ur EU:s nuvarande perspektiv på plastens cirkulära ekonomi förespråkar den senaste EU-politiken främst att uppmuntra användningen av återvunnen plast för att förlänga deras livslängd. Ur ett marknadsperspektiv är prioriteringsordningen för miljövänlig plastanvändning på de europeiska och amerikanska marknaderna:
1. Återvunnet material
2. Bio-baserat material
3. Biologiskt nedbrytbara material – med särskild tonvikt på marin nedbrytning bland biologiskt nedbrytbara material.
Enligt EU:s miljöbyrås definition:
(1) Bio-baserad plast avser plast som produceras med (delvis) biomassa, såsom socker, stärkelse eller växtmaterial, snarare än petroleum.
(2) Biologiskt nedbrytbar plast avser plast som naturligt kan brytas ned av organismer under specifika förhållanden, även om förhållanden och tid som krävs för nedbrytning varierar.
Dessa klassificeringar utesluter inte varandra. Plast tillverkad av biomassa är inte garanterat biologiskt nedbrytbar; biologiskt nedbrytbar plast kan också använda petroleum som råvara.
Utöver ovanstående finns det flera andra kategorier såsom industriellt komposterbar plast, hemkomposterbar plast och oxidativt nedbrytbar plast.
Bio-baserad icke-biologiskt nedbrytbar plast avser en klass av plaster vars råmaterial helt eller delvis härrör från biomassa. Även om dessa plaster är gjorda av förnybara resurser, är de inte nödvändigtvis biologiskt nedbrytbara. Huruvida något är biologiskt nedbrytbart beror på den kemiska strukturen hos dess molekyler, inte på hur det tillverkades.
Till exempel:
Bio-baserad plast: Dessa plaster är gjorda av förnybara resurser, som majs, sockerrör, cellulosa, fiskskinn och skal från solrosfrö. Men även 100 % bio-baserad plast är inte nödvändigtvis biologiskt nedbrytbar. Till exempel kan PET (polyetylentereftalat) biosyntetiseras men är inte biologiskt nedbrytbart, medan PLA (polymjölksyra) kan vara både biosyntetiserat och biologiskt nedbrytbart. Därför behandlar bio-baserad plast i första hand frågan om råvaror.
Biologiskt nedbrytbar plast: Dessa plaster kan sönderfalla naturligt under inverkan av mikroorganismer. Biologisk nedbrytning är en kemisk process där mikroorganismer i miljön omvandlar ämnen till naturliga material som vatten, koldioxid och komposterbara material utan konstgjorda tillsatser. Den biologiska nedbrytningsprocessen bestäms huvudsakligen av miljöförhållanden (som temperatur eller plats), materialegenskaper och tillämpningar. PLA, PHA och PBS är alla biologiskt nedbrytbara plaster. Dessa plaster underlättar avfallshanteringen och minskar "vita föroreningar" i slutet av produktens livslängd.
Bio-baserad plast
Bio-baserad plast är plast som tillverkas helt eller delvis av förnybara biologiska råvaror (som växter och mikroorganismer) snarare än fossila bränslen (som petroleum). Dessa plaster använder biologiska råvaror som majssocker, sockerrör, vegetabilisk olja och cellulosa som råmaterial, som omvandlas till plast genom kemiska eller biologiska processer. Det finns många typer av bio-baserad plast, inklusive men inte begränsat till följande:
1. Polymjölksyra (PLA): En av de vanligaste bio-baserade plasterna, den polymeriseras från mjölksyra som produceras genom jäsning av majssocker eller andra växtsocker. PLA används ofta i förpackningar, engångsservis, textilier, etc.
2. Bio-baserad polyeten (Bio-PE): Den använder etanol extraherad från grödor som sockerrör som råmaterial, som dehydreras för att producera eten och sedan polymeriseras.
3. Bio-baserad polyeten (Bio-PET) har samma kemiska struktur som traditionell polyeten, men dess råvaror kommer från förnybara resurser.
4. Bio-baserad polyetylentereftalat (Bio-PET) framställs med hjälp av bio-baserade råvaror (som etanol från sockerrör) istället för fossila bränslen. Tillämpningar inkluderar tillverkning av plastflaskor och förpackningsmaterial.
5. Bio-baserad polypropen (Bio-PP) liknar Bio-PE och Bio-PET, men använder förnybara resurser som råmaterial. Det används i förpackningar, bildelar och olika andra applikationer.
6. Polyhydroxialkanoater (PHA) är en typ av biologiskt nedbrytbar plast som produceras direkt av mikroorganismer genom en jäsningsprocess. PHA är helt biologiskt nedbrytbar och lämplig för förpackningar, jordbruksfilmer och biomedicinska material.
7. Bio-baserad nylon (Bio-Nylon) tillverkas av bio-baserade råvaror (som ricinolja) istället för vissa petrokemiska råvaror. Det används i textilier och teknisk plast. Dessa bio-baserade plaster erbjuder miljöfördelar som att minska beroendet av fossila bränslen och minska utsläppen av växthusgaser, men deras produktion och användning kräver fortfarande hänsyn till faktorer som hållbar tillgång på råvaror och deras miljöpåverkan under hela livscykeln. Med tekniska framsteg och växande efterfrågan på marknaden utvecklas och kommersialiseras fler typer av bio-baserad plast.
Biologiskt nedbrytbar plast
Biologiskt nedbrytbar plast är plast som under vissa förhållanden kan brytas ner till vatten, koldioxid eller metan och biomassa av mikroorganismer i naturen, såsom bakterier, svampar och alger. Dessa plaster kan härröra från förnybara biologiska resurser (bio-baserade) eller fossila bränslen. Det finns många typer av biologiskt nedbrytbar plast; några vanliga exempel är följande:
1. Polymjölksyra (PLA) är gjord av mjölksyra som produceras genom en jäsningsprocess från förnybara resurser (som majssocker). PLA är en av de mest använda biologiskt nedbrytbara plasterna, lämplig för förpackningsmaterial, engångsservis, textilier, etc.
2. Polyhydroxialkanoater (PHA) är en typ av polyester som produceras naturligt av mikroorganismer under specifika näringsförhållanden. PHA är helt biologiskt nedbrytbart och kan sönderfalla i en mängd olika miljöer, inklusive havet.
3. Polybutylensuccinat (PBAT) är en syntetisk, helt biologiskt nedbrytbar plast som vanligtvis används vid tillverkning av biologiskt nedbrytbara shoppingkassar och jordbruksfilmer. PBAT blandas ofta med andra biologiskt nedbrytbara plaster som PLA eller stärkelse för att förbättra dess mekaniska egenskaper och nedbrytningshastighet.
4. Polykaprolakton (PCL) är en syntetisk biologiskt nedbrytbar polyester som erhålls genom ring-öppnande polymerisation av kaprolaktonmonomerer. PCL har en långsammare biologisk nedbrytningshastighet, men denna kan förbättras genom att blanda den med andra mer biologiskt nedbrytbara material.
5. Stärkelse-baserad plast är plast som huvudsakligen är gjord av stärkelse, en allmänt tillgänglig naturlig polymer. Stärkelse-baserad plast behöver vanligtvis blandas med andra biologiskt nedbrytbara polymerer (som PLA eller PBAT) för att förbättra deras bearbetningsförmåga och fysikaliska egenskaper.
6. Polyvinylalkohol (PVOH, PVA) är en vatten-löslig plast som bryts ned snabbt i vattenmiljöer. PVOH används vanligtvis för att göra vatten-lösliga förpackningspåsar, såsom tvättmedelspåsar.
Användningen av biologiskt nedbrytbar plast minskar ansamlingen av traditionell plast i miljön, vilket bidrar till att lindra problem med plastföroreningar. Men deras biologiska nedbrytbarhet beror på specifika miljöförhållanden, såsom temperatur, luftfuktighet och mikrobiell aktivitet, så dessa faktorer måste övervägas noggrant i praktiska tillämpningar. Vidare bör produktionen och användningen av biologiskt nedbrytbar plast även beakta deras miljöpåverkan under hela livscykeln, inklusive hållbarheten hos råvaror, energiförbrukning under produktionen och bortskaffande av slutprodukten.
