Tökéletes polimerek – olyan polimerek, amelyek egyensúlyban tartják a fizikai tulajdonságokat és a környezeti hatásokat – nem léteznek, de a polibutilén-tereftalát (PBAT) közelebb áll a tökéletességhez, mint sok.
Miután évtizedekig nem sikerült megakadályozni, hogy termékeik hulladéklerakókba és óceánokba kerüljenek, a szintetikus polimergyártók felelősséget vállalnak. Sokan megkettőzik erőfeszítéseiket az újrahasznosítás előmozdítása érdekében, hogy elhárítsák a kritikát. Más cégek a hulladékproblémát úgy próbálják kezelni, hogy biológiailag lebomló, biológiai alapú műanyagokba fektetnek be, mint például a politejsav (PLA) és a polihidroxi-zsírsav-észterek (PHA), abban a reményben, hogy a természetes lebomlás legalább részben enyhíti a hulladék mennyiségét.
De mind az újrahasznosítás, mind a biopolimerek akadályokba ütköznek. Például az évek óta tartó erőfeszítések ellenére az Egyesült Államok még mindig a műanyagok kevesebb mint 10 százalékát hasznosítja újra. A bioalapú polimerek pedig – gyakran a fermentáció termékei – küzdenek azért, hogy elérjék a helyettesítendő szintetikus polimerek teljesítményét és méretét.
A PBAT egyesíti a szintetikus és bioalapú polimerek néhány előnyös tulajdonságát. Általános petrolkémiai termékekből – finomított tereftálsavból (PTA), butándiolból és adipinsavból – származik, de biológiailag lebomlik. Szintetikus polimerként könnyen tömegesen gyártható, és rendelkezik azokkal a fizikai tulajdonságokkal, amelyek ahhoz szükségesek, hogy a hagyományos műanyagokéhoz hasonló rugalmas fóliákat készítsenek.
A PBAT iránti érdeklődés növekszik. Az olyan bejáratott gyártóknál, mint a német BASF és az olasz Novamont, a piac évtizedes ápolása után megnövekedett kereslet tapasztalható. Hozzájuk csatlakozik több mint fél tucat ázsiai termelő, akik a polimer üzletágának virágzását várják, miközben a regionális kormányok a fenntarthatóságot szorgalmazzák.
Marc Verbruggen, a PLA-t gyártó NatureWorks korábbi vezérigazgatója, jelenleg független tanácsadó, úgy véli, hogy a PBAT „a legolcsóbb és legkönnyebben gyártható bioműanyag termék”, és úgy véli, hogy a PBAT a legkiválóbb rugalmas bioműanyag, megelőzi a poli-szukcinát-butándiol-észtert ( PBS) és a PHA versenytársak. És valószínűleg a PLA mellett a két legfontosabb biológiailag lebomló műanyag lesz, amely szerinte a merev alkalmazások domináns termékévé válik.
Ramani Narayan, a Michigani Állami Egyetem vegyészmérnök professzora elmondta, hogy a PBAT fő értékesítési pontja – biológiai lebonthatósága – az észterkötésekből származik, nem pedig a nem lebomló polimerek, például a polietilén szén-szén vázából. Az észterkötéseket az enzimek könnyen hidrolizálják és károsítják.
Például a politejsav és a PHA olyan poliészterek, amelyek lebomlanak, amikor észterkötéseik megszakadnak. De a legáltalánosabb poliészter – polietilén-tereftalát (PET), amelyet rostokban és üdítős palackokban használnak – nem bomlik le olyan könnyen. Ennek az az oka, hogy a vázában lévő aromás gyűrű PTA-ból származik. Narayan szerint a szerkezeti tulajdonságokat adó gyűrűk a PET-et is hidrofóbbá teszik. „A vizet nem könnyű bejutni, és lelassítja az egész hidrolízis folyamatát” – mondta.
A Basf polibutilén-tereftalátot (PBT), butándiolból készült poliésztert gyárt. A cég kutatói olyan biológiailag lebomló polimert kerestek, amelyet könnyen elő tudtak állítani. Néhány PTA-t a PBT-ben zsírdisav glikolsavra cseréltek. Ily módon a polimer aromás részei elkülönülnek, így biológiailag lebonthatók. Ugyanakkor elegendő PTA marad ahhoz, hogy a polimer értékes fizikai tulajdonságokat biztosítson.
Narayan úgy véli, hogy a PBAT valamivel biológiailag jobban lebomlik, mint a PLA, aminek lebontásához ipari komposztra van szükség. De nem tud versenyezni a kereskedelmi forgalomban kapható PHA-kkal, amelyek természetes körülmények között biológiailag lebomlanak, még tengeri környezetben sem.
A szakértők gyakran hasonlítják össze a PBAT fizikai tulajdonságait az alacsony sűrűségű polietilénnel, egy elasztikus polimerrel, amelyet filmek, például szemeteszsákok készítéséhez használnak.
A PBAT-ot gyakran keverik PLA-val, egy polisztirolszerű tulajdonságokkal rendelkező merev polimerrel. A Basf Ecovio márkája ezen a keveréken alapul. Például Verbruggen szerint egy komposztálható bevásárlótáska általában 85% PBAT-t és 15% PLA-t tartalmaz.
A Novamont egy újabb dimenziót ad a recepthez. A vállalat a PBAT-ot és más biológiailag lebomló alifás aromás poliésztereket keményítővel keveri, hogy gyantákat hozzon létre speciális alkalmazásokhoz.
Stefano Facco, a vállalat új üzletfejlesztési menedzsere elmondta: „Az elmúlt 30 évben a Novamont azokra az alkalmazásokra összpontosított, ahol a leromlási képességek hozzáadott értéket adhatnak magának a terméknek. "
A PBAT nagy piaca a talajtakaró, amelyet a növények köré terítenek, hogy megakadályozzák a gyomok kialakulását és segítik a nedvesség megtartását. Ha polietilén fóliát használnak, azt fel kell húzni, és gyakran el kell temetni a szeméttelepen. De a biológiailag lebomló fóliákat közvetlenül vissza lehet termeszteni a talajba.
Egy másik nagy piac a komposztálható szemeteszsákok az élelmiszer-szolgáltatáshoz, valamint az élelmiszer- és udvari hulladék otthoni begyűjtéséhez.
A Novamont által nemrég felvásárolt BioBaghoz hasonló cégek táskáit évek óta árulják a kiskereskedőknél.
Feladás időpontja: 26-11-21