Algen werden in naher Zukunft offenbar ein gängiges Material für die Herstellung verschiedener Verpackungen. Diesen Frühling Neues Material„agar plastic“, entwickelt von der japanischen Firma AMAM, hat den jährlichen Lexus Design Award 2016 in Mailand gewonnen. Es ist umweltfreundlich entwickelt sauberer Kunststoff aus Algen hergestellt. Experimente haben gezeigt, dass "Agarplastik" sowohl weich als auch hart sein kann. Dank dieser Eigenschaften wird das neue Material sowohl Schaum- als auch Luftpolsterfolie ersetzen können. Die Verpackung zersetzt sich auf natürliche Weise und dient dabei als Dünger für den Boden.

In Island gab es übrigens bereits den Versuch, selbstzersetzende Flaschen aus Algen zu entwickeln, deren Material Rotalgen waren. Solange sich Flüssigkeit in einer solchen Flasche befindet, behält sie ihre Form. Ohne Wasser trocknet die Flasche aus, verformt sich und zersetzt sich ohne Umweltschäden. Auf dem isländischen Designfestival DesignMarch, auf dem die Neuheit vorgestellt wurde, gab der Autor zwar zu, dass das Wasser in einer solchen Flasche noch einen gewissen Nachgeschmack hat.

Neben umweltfreundlichen Verpackungen versucht die Menschheit, immer mehr technologische Verpackungen zu erfinden. Das amerikanische Startup Kuvée hat eine elektronische Weinflasche entwickelt, mit der Sie ein alkoholisches Getränk vor den schädlichen Auswirkungen von Sauerstoff und Sonnenlicht schützen und die Eigenschaften des Weins nach dem Öffnen einen Monat lang bewahren können. Die „intelligente“ Flasche ist mit einem Touchscreen und einem Wi-Fi-Modul ausgestattet und der Wein wird luftdicht aufbewahrt Behälter aus Aluminium Volumen von 0,75 Liter. Das Display zeigt den Rest des Weins in einem Einwegbehälter, die Marke des Getränks, die Rebsorten, aus denen es hergestellt wird, und sogar Empfehlungen für Snacks. Dank drahtloser Kommunikation können Sie Ihren Weinvorrat direkt über den Bildschirm auf der Flasche auffüllen, indem Sie eine Bestellung für die Lieferung einer neuen Charge aufgeben.

PepsiCo entwarf den interaktiven Raum Mix It Up im Rahmen der Milan Design Week und führte auch eine Reihe von Aluminiumflaschen namens The Prestige Bottles ein. Die Getränke Pepsi Max, Pepsi und Pepsi Diet erhielten ihre individuelle Farbe und ihr abstraktes Muster. Das minimalistische Design von Karim Rashid wurde auf einem futuristischen Laufsteg präsentiert. Das Unternehmen hat kürzlich eine neue hantelförmige Verpackung für Pepsi Light eingeführt. Ein Paket aus mehreren dieser Flaschen ist ein Hantelständer.

Im Gegensatz zu Smart Packaging ist Interaktivität bereits zu einem starken Wettbewerbsvorteil geworden. Eine Agentur aus Eriwan hat einfache, aber dynamische Saftbecher entworfen: Die Früchte auf dem Etikett scheinen getrunken zu sein. Die gleiche Technologie wird bei gewöhnlichen Tassen verwendet. Beispielsweise kann die Temperatur eines Getränks durch das Nordlicht verstanden werden.

Das britische Designstudio P4CK hat einen Getränkehalter entworfen. Der Halter für vier Gläser wird aus einem Stück Pappe ohne Verwendung von Klebstoff hergestellt. Indem Sie das Werkstück halbieren, erhalten Sie zwei Halter mit jeweils zwei Gläsern.

Eine ungewöhnliche Lösung für Eierverpackungen präsentierten türkische Studenten: eine dreieckige Röhre mit Ausziehsystem, die der Verpackung Ästhetik verleiht und für eine sichere Aufbewahrung und einfache Entnahme sorgt.

Aber für Düngemittel aus Kroatien wurden kompakte Verpackungen entwickelt. Erstens reduzierte der Hersteller das Gewicht der Düngerpackung auf 4 kg und konzentrierte sich auf urbane Gärtner. Und damit die Kisten mit den Düngersäcken weniger Verkaufsfläche beanspruchen, wurde ein spezielles System entwickelt, bei dem die Kisten ineinander gestapelt werden können.

Fahrradverpackungen sind oft nicht zufrieden mit Designlösungen. Aber für jedes Modell der Shulz-Falträder wurde eine Marken-Kartonverpackung mit individuellem Design entwickelt. Das Design jeder Schachtel wurde auf der Grundlage von Zeichnungen der berühmten St. Petersburger Künstlerin Alisa Yufa für eine Reihe von Postkarten erstellt und zeitlich auf den Eintritt der russischen Marke auf den europäischen Markt abgestimmt.

Die Pizzeria-Kette Domino's Pizza hat das Design ihrer Pizza-Verpackung radikal verändert: Die traditionelle Schachtel wurde durch eine rot-blaue Verpackung ersetzt, die zusammen das Markenlogo bilden: „Zwei Pizzen zum Preis von einer“. Als Ergebnis wurde beschlossen, das Markenlogo in die Verpackung selbst umzuwandeln, aus der außerdem alle unnötigen Informationen entfernt wurden.

Aber in Moskau präsentierte Domino's Pizza im Rahmen des Ptitseriya-Projekts Pizzaverpackungen, die sich leicht in ein Vogelhäuschen verwandeln.

Biologisch abbaubare flexible Polymerverpackungen sind ein ziemlich spezifisches und leider noch relativ weit von der russischen Realität entferntes Marktsegment. Heute stoßen wir entweder auf Muster von biologisch abbaubaren Tüten, die in Supermärkten angeboten werden, oder wir kaufen, manchmal ohne es zu wissen, biologisch abbaubare Verpackungen von solchen Giganten der Lebensmittelindustrie wie Tetra Pak, Danone oder PepsiCo.

Auf den europäischen und weltweiten Märkten ist die Situation besser, lokale Analysten blicken sogar optimistisch in die Zukunft und sagen voraus, dass Hersteller von flexiblen Verpackungen bald auf Biomaterialien umsteigen werden. Allerdings gibt es praktisch interessante Beispiele Es gibt noch nicht viel Umsetzung von Biotechnologien.

Verpackungsabfall

Wie Sie wissen, ist der häufigste Rohstoff für die Herstellung von biologisch abbaubaren Polymerverpackungen Polymilchsäure (PLA), die entweder aus stärkehaltiger (zum Beispiel Weizen) oder aus glukosehaltiger (heute meist Mais oder Zuckerrohr) gewonnen wird. Pflanzen. Dieselben Bestandteile finden sich aber auch in Industrieabfällen aus der Lebensmittelproduktion, was die Gewinnung solcher Polymere wesentlich wirtschaftlicher macht.

Mitte April dieses Jahres wird in Spanien ein Technologieentwicklungszentrum für die Lebensmittelindustrie gegründet AINIA, in Kooperation mit der European Association of Fruit Juice Suppliers AIJN , stellte die Ergebnisse seiner Arbeit im Rahmen des Projekts offiziell vor PHFLASCHE.

Das Ergebnis vierjähriger Forschungsarbeit war ein Prototyp umweltfreundliche Verpackung für Säfte, hergestellt aus biologisch abbaubarem PHB (Polyhydroxybutyrat)-Kunststoff, gewonnen aus organischen Reststoffen, die aus dem Abwasser von Produktionsanlagen gewonnen werden. Einzigartige Entwicklung - ein integraler Bestandteil des wegweisenden Kreativkonzepts der Gruppe PH-FLASCHE, arbeitet unter dem selbsterklärenden Motto "Sparen durch Kreislauf".

Verpackungsprototyp PHFLASCHE wurde durch Umwandlung der Anwesenden in erhalten Abwasser organische Rückstände (hauptsächlich Zucker) in das Biopolymermaterial. Dieses hervorragende Ergebnis wurde dank neuester Fortschritte in der Biotechnologie und neuen Möglichkeiten der Mikroverkapselung erzielt. Er demonstrierte anschaulich die Bedeutung der Bioabfälle der Saftindustrie im Hinblick auf deren Verwendung als Rohstoff für die Herstellung von Verpackungen für die eigenen Produkte.

Ähnliche Arbeiten wurden kürzlich durchgeführt, um biologisch abbaubare Verpackungen aus Industrieabfällen der Backindustrie herzustellen. Forschung im Interesse von zwei spanischen Herstellern von normalen und süßen Mehlprodukten - Unternehmen Panric und Grupo Siro . Das Forschungsteam umfasste Vertreter Spanisches Agrartechnologiezentrum CETECE (Technologiezentrum Getreide), Deutsches Institut für Landtechnik (ATB) Zentrum für Biokompositforschung an der Universität Bangor im englischen Wales und im spanischen Technologiezentrum AIMPLAS .

Das erste Ergebnis ihrer Tätigkeit war die Herstellung von Polymilchsäure (PLA) aus den Abfallprodukten beider Unternehmen: altes oder altbackenes Brot, übrig gebliebene süße Teige. Das Projekt endete mit der Markteinführung biologisch abbaubarer PLA-Beutel mit guten Sauerstoff- und Feuchtigkeitsbarriereeigenschaften, die beim Verpacken von Nudeln und Kuchen so wichtig sind, dass sie bis zu 12 Monate in den Verkaufsregalen gelagert werden können.

Technologiezentrum mit Sitz in Valencia, Spanien AIMPLAS, das auf die Entwicklung und Erforschung neuartiger Polymere spezialisiert ist, kooperiert derzeit mit einem Hersteller von Kunststoffverpackungen, dem Unternehmen BANDESUR , arbeitet an einem anderen speziellen Projekt, das vom National Research Program gefördert wird Retos Collaboration 2015.

Ihre Hauptaufgabe ist die Entwicklung innovativer Polymerschalen für Lebensmittel beständig gegen Hochtemperaturverarbeitung Mikrowellen. Es ist geplant, davon zwei Varianten auf den Markt zu bringen: Schalen aus geschäumtem Polypropylen und vollständig biologisch abbaubare kompostierbare Schalen aus geschäumtem PLA-Biopolymer.

Management BANDESUR setzt große Hoffnungen in das seit zwei Jahren laufende Projekt, denn es soll dem Unternehmen deutliche Wettbewerbsvorteile verschaffen. Die Entwicklung einer neuen Generation von Lebensmittelschalen wird die Expansion in neue geografische Märkte ermöglichen. Schaumstoffschalen sind viel leichter als geformte Schalen, was die Versandkosten erheblich reduziert und sie einfacher zu verwenden macht. Und natürlich müssen die Umweltvorteile von Lebensmittelschalen aus Biopolymer nicht weiter erwähnt werden.

Umweltfreundliche Verpackungen für nachhaltige Produkte

Einer der stärksten Marketing-Gimmicks der heutigen Anbieter natürlicher Lebensmittel ist die Behauptung, dass ihre Produkte in ebenso sicheren, zu 100 % recycelbaren Verpackungen aus 100 % nachwachsenden natürlichen Zutaten geliefert werden.

Also die europäische Konsumgütersparte des Unternehmens sonoco in Zusammenarbeit mit einem französischen Hersteller von biologisch abbaubaren Kunststoffen Gemüse - Feste Vegerplast - Einführung der Vegetop-Röhrenkartonbehälter für Schüttgüter, deren Hauptmerkmal vollständig biologisch abbaubare Spenderdeckel (Shaker) aus Kunststoff sind.

Das Ergebnis der gemeinsamen Arbeit waren umweltfreundliche, biologisch abbaubare Behälter, die der europäischen Umweltsicherheitsnorm EN 13432 entsprechen. Der Kern der Anforderungen der Norm besteht darin, dass das Material innerhalb von sechs Monaten zu 100 % mineralisiert (kompostiert) werden muss als Ergebnis a standardmäßiges industrielles Entsorgungsverfahren (Kompostierung). Eine wichtige Bedingung ist, dass die resultierende kompostierbare Masse zur Verwendung als Düngemittel für Feldfrüchte jeglicher Art geeignet sein muss.

Pflegen Sie solche Standards für Ihr Material an Spezialisten Vegerplast gelingt aufgrund der Tatsache, dass die Rohstoffe für seine Herstellung natürliche nachwachsende Produkte sind - Pflanzen oder Getreide.

„Am Ende“, sagen Vertreter sonoco,„Unsere umweltfreundlichen Behälter können absolut unbedenklich zur Aufbewahrung von diätetischen Nahrungsergänzungsmitteln sowie Getreide, Mehl, Zucker, Gewürzen, Trockenfrüchten und anderen Produkten verwendet werden, die im Kochprozess dosiert verwendet werden.“

Unternehmensbereich Dow Chemical l, verantwortlich für die Entwicklung von Polymerverpackungsmaterialien (Packaging and Specialty Plastics Business), der North American Association of Manufacturers of Environmentally saubere Verpackung SPC (Sustainable Packaging Coalition) sowie das Unternehmen Accredo-Verpackung gab den Abschluss der gemeinsamen Entwicklung umweltfreundlicher Polymerverpackungen bekannt.

So auch der stabile Polymerbeutel mit breitem Boden, in dem die Waschmittel des Unternehmens aufbewahrt werden. siebte Generation, spezialisiert auf die Herstellung von Haushaltspflegeprodukten, die nach Angaben des Lieferanten ausschließlich aus natürlichen und umweltfreundlichen unbedenklichen Rohstoffen hergestellt werden.

Von Spezialisten auf den Markt gebracht Accredo-Verpackung neue Verpackungen werden aus entwickelt Dow Chemical l spezielles recycelbares Polyethylen, das den Beuteln gleichzeitig die erforderlichen Eigenschaften in Bezug auf Steifigkeit und Festigkeit sowie eine gute Schweißbarkeit der Nähte garantiert.

Pakete werden im Rahmen des Programms an den Markt geliefert SPC für die Entsorgung von Rohstoffen genannt How2Recycle: jeder ist mit „Store Drop-Off“ („Lass es im Laden“) gekennzeichnet, was bedeutet, dass der Verbraucher, nachdem er eine Plastiktüte mit einem Produkt gekauft hat, es zur späteren Entsorgung in das Geschäft zurückgeben kann. Solche Läden in Nordamerika jetzt sind es mehr als 18.000.

Südafrikanische Firma KiddieKix , ein Hersteller von natürlicher Babynahrung, verwendete die biologisch abbaubare Verpackungsfolie NatureFlex des Unternehmens. Innovia-Filme zum Verpacken von Getreide und Trockenfrüchten. Wie der Firmeninhaber sagt Alison McDowall , „Unsere Aufgabe ist es, für die Gesundheit von Kindern zu sorgen, damit sie nur umweltfreundliche Produkte konsumieren. Zu diesem Zweck haben wir viele kompostierbare Materialien getestet, aber die NatureFlex-Folie hat sich in vielerlei Hinsicht als die beste von allen erwiesen.“

„Zunächst“, fährt sie fort, „erfüllt die Folie alle bekannten Standards – die amerikanische ASTM D6400 und die europäische EN13432, die die Anforderungen an biologisch abbaubare Verpackungen definieren. Darüber hinaus verfügt NatureFlex über hervorragende Barriereeigenschaften gegenüber Ölen, Fetten, aggressiven chemischen Verbindungen und zeichnet sich durch eine hohe Aroma- und Gasdichtheit aus. Auch Verpackungen aus dieser Folie lassen sich hochwertig bedrucken.“

Ein weiteres Anwendungsbeispiel der NatureFlex-Folie ist die Verpackung von Naturalgen-Chips. Halo Algen, von der Firma hergestellt Halo des Ozeans . Wie der Firmengründer feststellte Robert Mock , „Wir bieten den Kunden ein Naturprodukt, dessen Verpackung nicht nur zuverlässig und praktisch, sondern auch umweltfreundlich sein soll.“

„Auf all diese Anforderungen“, bemerkte er Spotten,- erfüllt die Folie NatureFlex, die hohe Barriereeigenschaften für Sauerstoff bietet, wodurch die Haltbarkeit des Produkts im Verkaufsregal erheblich verlängert werden kann. Ebenso wichtig ist die hervorragende Feuchtigkeitsbeständigkeit, die dafür sorgt, dass unsere Chips nie ihre Knusprigkeit verlieren.“

Vor über einem Jahr Tetra-Pak die weltweit erste Tetra Rex Bio-Verpackung ausschließlich aus nachwachsenden Rohstoffen auf den Markt gebracht und das Unternehmen Valio diese Verpackung für laktosefreie teilentrahmte Milch eingesetzt Eila. Die neue Verpackung verwendet biologisch abbaubares, aus Zuckerrohr gewonnenes Polyethylen niedriger Dichte, das von einem brasilianischen Chemieunternehmen für die Herstellung der Schutzschichten und des Halses der neuen Verpackung geliefert wird. Braskem.

Wie in Paketen verwendet Tetra-Pak Karton, dann stammt er laut Hersteller nur aus kontrollierten und leicht nachvollziehbaren Quellen, die vom Forest Stewardship Council (FSC) zertifiziert sind – dieses Logo ist jedem Käufer von Milchprodukten ein Begriff, der die aufgedruckten Informationen mindestens einmal genau studiert hat die Pakete Tetra-Pak.

Der nächste Schritt in der Entwicklung des Marktes für umweltfreundliche Taschen für Tetra-Pak war die gemeinsame Entwicklung der Spezialisten des Unternehmens bio-on und Wissenschaftler der Finnish University of Technology aus der Stadt Tampere - einem der weltweit größten Forschungszentren auf dem Gebiet der Entwicklung neuer Papier- und Kunststoffsorten für Lebensmittelverpackungen. Das Ergebnis des 2015 gestarteten Projekts war die Schaffung der weltweit ersten Container Tetra-Pak hergestellt aus einer Kombination aus Karton und einer extrudierten Auflage aus Minery PHA-Biopolymer, das in entwickelt wurde bio-on.

Während Forschungsarbeit Wissenschaftler aus zwei Labors haben Polyethylen, das früher in Verpackungen verwendet wurde, um seine Dichtigkeit zu gewährleisten, durch Biokunststoff ersetzt, der in geschmolzener Form auf Karton aufgetragen wird, wobei sowohl die Funktionalität der Verpackung als auch die Ästhetik ihrer Wahrnehmung vollständig erhalten bleiben. Wie die Entwickler betonen, wird das umweltfreundliche Material vollständig aus nachwachsenden pflanzlichen Ressourcen hergestellt und ist zu 100 % biologisch abbaubar.

Was ist in Russland?

Das soll nicht heißen, dass das Thema biologisch abbaubare Verpackungen komplett aus dem Portfolio gestrichen wird. Russische Produktionen. Einige von ihnen haben die Herstellung von Beuteln aus biologisch abbaubaren Folien erfolgreich gemeistert. Manchmal werden Informationen über die eigenen wissenschaftlichen Entwicklungen erhalten.

Ein praktisches Beispiel ist ein Unternehmen "Tico-Kunststoff" aus Nischni Nowgorod, die Polyethylenbeutel mit einem speziellen Additiv herstellt, das für die biologische Zersetzung des Polymers unter dem Einfluss verantwortlich ist Sonnenstrahlen. Die Aufteilung eines solchen Pakets in lebendig erfolgt über einen Zeitraum von ein bis drei Jahren. Eine radikalere Option ist die Verwendung eines Polymers aus natürlichen biologisch abbaubaren Rohstoffen, dessen Zersetzungszeit in Kohlendioxid, Wasser und Biomasse viel kürzer ist.

Was die wissenschaftlichen Entwicklungen betrifft, so haben im vergangenen Jahr beispielsweise Wissenschaftler Polytechnische Universität Tomsk kündigte die Entwicklung eines eigenen Biopolymers aus Polymilchsäure (PLA) an, das zur Herstellung flexibler Verpackungen verwendet werden kann. Die Hauptquelle der Polymerproduktion sind stärkehaltige und glukosehaltige Pflanzen.

Wie sind die Aussichten?

Laut Analysten soll die weltweite Produktion von Biokunststoffen bis 2018 von 1,7 Millionen Tonnen im Jahr 2014 auf 7,8 Millionen Tonnen wachsen. Die Wachstumsraten werden als erstaunlich prognostiziert. Neben der Umweltfreundlichkeit der hergestellten Produkte, einschließlich der Verpackung, werden sie durch die Möglichkeit angeregt, bei der Herstellung von Biopolymeren Energie einzusparen und bei ihrer Entsorgung den Kohlendioxidausstoß in die Atmosphäre zu reduzieren.

Wann sich diese Vorteile auf dem russischen Markt für Lebensmittelverpackungen realisieren lassen, ist eine rhetorische Frage. Allein die von Umweltschützern so oft kritisierte Präsenz riesiger Verarbeitungskapazitäten in unserem Land ist nicht erneuerbar. natürliche Ressourcen wird noch lange Zeit ein ernsthaftes Hindernis sein, Investitionen in kostspielige, wenn auch wirtschaftlich vielversprechende Projekte anzuziehen, sowohl für die Herstellung eigener Biopolymere als auch für die Herstellung von Verpackungen daraus im großindustriellen Maßstab.

Weitere Veröffentlichungen in Sonderprojekten:

« KANN KUNSTSTOFF UMWELTFREUNDLICH SEIN?

Forschung Projekt

Abgeschlossen von einem Schüler

Klasse 9b MAOU SOSH№ 2

Gemeinde

Stadt Ust-Labinsk

Cherskova

Anastasia Alexandrowna

Wissenschaftlicher Leiter:

Biologie Lehrer

MAOU SOSH№ 2

Abend Ljudmila Iwanowna

Ust-Labinsk 2015

Kann Plastik umweltfreundlich sein?

1. Zusammenfassung.

Das Thema der Verwendung umweltfreundlicher Materialien ist in unserem sehr aktuell

Tage. Das Papier skizziert Wege zur Gewinnung von umweltfreundlichem Kunststoff.

Ziele:

Finden Sie heraus, ob Sie zu Hause umweltfreundliche Kunststoffe herstellen können.

Finden Sie heraus, wie sie sich im Boden verhalten.

Stellen Sie sicher, dass die von mir vorgeschlagene Technologie umweltfreundlich ist Umfeld

Aufgaben:

Kunststoff zu Hause herstellen

Erhalten Sie davon Produkte in Form von Schaltflächen.

Überprüfen Sie ihre Wirkung im Boden.

2. Forschungsplan:

Kann man umweltfreundliches Plastik zu Hause herstellen?

Hypothese:

Sie können umweltfreundliches Plastik zu Hause herstellen.

1. Suchen Sie im Internet und in der Bibliothek nach Material über biologisch abbaubare Kunststoffe

2. Praktische Arbeit.
3. Beobachtung.
4. Analyse der erhaltenen Ergebnisse.

Relevanz: .

„Wir sind zu einer Zivilisation des Einweggeschirrs geworden“ Jacques-Yves Cousteau

Vor mehr als vierzig Jahren erfand die Menschheit das Material Kunststoff. Heutzutage werden jedes Jahr Millionen Tonnen von Kunststoffprodukten produziert und weggeworfen. Und jedes Jahr wächst der Kunststoffabfall um 20 %. Das Problem des Mülls, seiner Entsorgung, Lagerung und Verarbeitung ist äußerst akut ... Die riesige Menge an Müll in den Erholungsgebieten der Menschen ließ mich über die Frage nachdenken, ob es möglich ist, umweltfreundliches Plastik herzustellen?

3. Inhaltsverzeichnis.

1. Zusammenfassung………………………………….. 1 Seite

2. Forschungsplan………………………..2 p.

3. Inhaltsverzeichnis………………………………….3 p.

4..Hauptteil……………………………...4-9p.

4.1 Einführung

4.2 Vorsicht Plastik!

4.3 Biologisch abbaubarer Kunststoff.

4.4 Anwendung von Kunststoff aus Halit in der Produktion.

5. Praktischer Teil………………………...10-17p.

6. Fazit ………………………………….18p.

7. Schlussfolgerung…………………………………………………….

8. Literaturliste…………………………20p.

9.Anhang…………………………………21-29p.

4.Hauptteil.

4.1 Einführung.

Einer der meisten ernsthafte Probleme Umweltschutz ist heute der Kampf gegen Plastik-Müll. Tatsächlich werden jedes Jahr auf unserem Planeten 2,5 Millionen Tonnen Plastikflaschen, die auf einer Substanz wie Polyethylenterephthalat (PET) basieren, verschrottet. Und vor allem ist es immer noch völlig unverständlich, was mit solchen Abfällen zu tun ist, denn den wundersamen Mikroorganismus, der all diesen Müll durch die Freisetzung von Wärmeenergie zerstören könnte, können Wissenschaftler immer noch nicht hervorbringen. Nun, solches Plastik einfach zu verbrennen ist ziemlich gefährlich, denn wenn es brennt, werden extrem giftige Substanzen in die Atmosphäre freigesetzt. Ich habe erfahren, dass Wissenschaftler aus vielen Ländern an der Entwicklung neuer biologisch abbaubarer Kunststoffe arbeiten.
Sie basieren auf natürlichen Materialien, die, wenn sie in den Boden gelangen, zu Dünger für Pflanzen werden. Dieses Thema hat mich sehr interessiert und ich habe mir folgendes vorgenommen

Ziele:

1. Finden Sie heraus, ob Sie zu Hause umweltfreundliche Kunststoffe herstellen können.

2. Stellen Sie sicher, dass die von mir vorgeschlagene Technologie unschädlich für die Umwelt ist.

Aufgaben:

1. Holen Sie sich Plastik zu Hause

2. Machen Sie Produkte in Form von Knöpfen aus Glückseligkeit. und Platten

3. Untersuchen Sie das Verhalten von Haushaltskunststoffen im Boden.

4. Analysieren Sie das erhaltene Material.

4.2 Vorsicht vor Kunststoffen. Schauen Sie sich in Ihrem Büro, Ihrer Küche oder Ihrem Schlafzimmer um, Plastik ist überall um uns herum. Unsere Lebensmittelverpackungen, Kleidung, Computer, Mobiltelefone, Schreibwaren und sogar Spielzeug

Baby - es ist ALLES aus Plastik! BEI Alltagsleben Wir denken nicht einmal darüber nach, wie sich diese Kunststoffprodukte auf unsere Gesundheit, die Gesundheit unserer Kinder und die Umwelt auswirken.
Einige Arten von Kunststoffen sind eine direkte Gefahr für unsere Gesundheit. So wird bei der Herstellung von Polycarbonat, aus dem einige unserer Gerichte hergestellt werden, Bisphenol A verwendet, das laut westlichen Forschern hormonelle Störungen verursacht, die letztendlich zu Fettleibigkeit, Unfruchtbarkeit, früher Pubertät führen und die Wahrscheinlichkeit der Entwicklung erheblich erhöhen onkologische Erkrankungen. Auf einigen Kunststoffprodukten ist ein Dreieck zu sehen, dessen Wände Pfeile bilden. In die Mitte eines solchen Dreiecks wird eine Zahl gesetzt. Diese Bezeichnung teilt alle Kunststoffe in sieben Gruppen ein, um die Weiterverarbeitung zu erleichtern.
Im Alltag können Sie anhand dieses Symbols bestimmen, für welche Zwecke Sie ein Kunststoffprodukt verwenden können und in welchen Fällen Sie die Verwendung dieses Produkts überhaupt ablehnen können

Verschiedene Erfrischungsgetränke (Säfte, Wasser), Sonnenblumenöl, Ketchups, Mayonnaise, Kosmetika werden in Flaschen aus Polyethylenterephthalat gefüllt.
Vorteile von Kunststoff: Billigkeit, Haltbarkeit, Sicherheit.
Nachteile von Kunststoff: geringe Barriereeigenschaften (Ultraviolett und Sauerstoff dringen leicht in die Flasche ein; auch in Erfrischungsgetränken enthaltenes Kohlendioxid sickert relativ leicht durch die Wände).
Offiziell gelten Flaschen aus Polyethylenterephthalat als gesundheitlich unbedenklich. Ärzte raten jedoch davon ab, Flaschen wiederzuverwenden, da es im Alltag schwierig ist, sie sauber genug zu spülen, um alle Mikroorganismen „loszuwerden“.

Flaschen für Shampoos, Kosmetika und Reinigungsmittel, Kanister für Motorenöle, Einweggeschirr,

Behälter und Behälter für Lebensmittel, Behälter zum Einfrieren von Lebensmitteln, Spielzeug, verschiedene Verschlüsse, Verschlüsse für Flaschen und Fläschchen, langlebiger Haushalt

Säcke, Verpackungssäcke und -kisten.
Vorteile von Kunststoff: niedrige Kosten, Sicherheit, Festigkeit, einfache Verarbeitung, Beständigkeit gegen Öle, Säuren, Laugen und andere aggressive Medien.
Gefahr für Gesundheit und Umwelt: Trotz der Tatsache, dass Produkte als gesundheitlich unbedenklich gelten, gibt es eine Reihe von Mythen, wonach Hexan und Benzol von den Behälterwänden in die Flüssigkeit gelangen können. Bisher sind dies nur Mythen, die keine wissenschaftliche Bestätigung haben.

Polyvinylchlorid, auch bekannt als PVC, Vinyl wird zur Herstellung von Linoleum, Fensterprofilen, Möbelkanten, Geräteverpackungen, Kunstleder, Spanndeckenfolien, Seitenverkleidungen, Rohren, Duschvorhängen, Metallringmappen, Käse- und Fleischverpackungen, Flaschen verwendet Pflanzenöl und ein paar Spielsachen.
Vorteile von Kunststoff: Beständigkeit gegen Säuren, Laugen, Lösungsmittel und Öle, Benzin, Kerosin, gutes Dielektrikum, brennt nicht.
Nachteile von Kunststoff: kleiner Betriebstemperaturbereich von -15°С bis +65°С, schwierige Verarbeitung, Toxizität.
Gefahr für Gesundheit und Umwelt: Dasdie giftigsten und gefährlichsten für die Gesundheit Art von Kunststoffen. Bei der Verbrennung von Polyvinylchlorid entstehen hochgiftige chlororganische Verbindungen, Produkte aus PVC beginnen nach 10 Betriebsjahren selbst giftige chlororganische Verbindungen in die Umwelt abzugeben. Das Unangenehmste ist, dass PVC für mehr Flexibilität weiterhin bei der Herstellung von Kinderspielzeug verwendet wird. Es gibt Informationen, dass Polyvinylchlorid in den menschlichen Blutkreislauf gelangt und hormonelle Störungen verursacht, die zu früher Pubertät und Unfruchtbarkeit führen.

Verschiedene Verpackungsmaterialien, Tüten für Supermärkte, CDs, DVDs werden aus Polyethylen niedriger Dichte hergestellt.
Gefahr für Gesundheit und Umwelt: offiziell als unbedenklich eingestuft, obwohl bei der Herstellung von LDPE potenziell gesundheitsgefährdende Butane, Benzol und Vinylacetat verwendet werden.
Eimer, Schalen für warme Gerichte, Einwegspritzen, Beutel für Zucker, Behälter zum Einfrieren von Lebensmitteln, Verschlüsse für die meisten Flaschen, Öler, Verpackungen einiger Lebensmittelprodukte werden aus Polypropylen hergestellt und im Bauwesen zur Schalldämmung verwendet. Viele Hersteller von Haushaltsgeräten verwenden Polypropylen zur Herstellung ihrer Produktverpackungen und verzichten auf das giftige Polyvinylchlorid.
Vorteile von Kunststoff: hitzebeständig (Schmelzpunkt 175°C), verschleißfest; hitzebeständiger als Polyethylen.
Nachteile von Kunststoff: licht- und sauerstoffempfindlich, altert schneller als Polyethylen; weniger frostbeständig als Polyethylen.
Gefahr für Gesundheit und Umwelt: Es wird angenommen, dass Polypropylen gesundheitlich unbedenklich ist.
Polystyrol wird zur Herstellung von Einweggeschirr, Lebensmittelbehältern, Joghurtbechern, Kinderspielzeug, Wärmedämmplatten, Sandwichplatten, Deckenleisten, dekorativen Deckenfliesen, Lebensmittelverpackungsschalen in Supermärkten (Fleisch, verschiedene Nüsse usw.), Verpackung von Eierkartons verwendet .
Gefahr für Gesundheit und Umwelt: Früher war die Produktion von Polystyrol mit der Freisetzung von Trichlorfluormethan (Freon) verbunden, das die Ozonschicht der Erde zerstörte. Polystyrol entsteht durch die Polymerisation von krebserregendem Styrol.
Zu dieser Gruppe gehören auch andere Arten von Kunststoffen, sodass deren Verwendung im Alltag gesundheitsschädlich sein kann. So aus

aus denen einige Lebensmittelutensilien und Flaschen hergestellt werden, freigesetzt werden können , die verschiedene hormonelle Störungen im menschlichen Körper verursachen können (früh Pubertät, Fettleibigkeit, Krebs). Zu dieser Gruppe können aber auch umweltfreundliche Kunststoffarten gehören, die in der Umwelt unter Beteiligung von Mikroorganismen biologisch abgebaut werden.

Mir scheint: Plastikutensilien sollten nach Möglichkeit zugunsten von Holz, Glas, Porzellan, Metall aufgegeben werden (anstelle eines Plastikschneidebretts können Sie ein Holz-, Plastikflasche auf einer Wanderung durch eine Metallflasche ersetzen ).
Einige Hersteller produzieren bereits wiederverwendbare Edelstahlflaschen anstelle von Plastikflaschen.

4.3 Biologisch abbaubare Kunststoffe . Einige Unternehmen haben bereits damit begonnen, biologisch abbaubare Kunststoffverpackungen aus importierten Rohstoffen herzustellen Biologisch abbaubarer Kunststoff ist Kunststoff, der als Nährmedium von Mikroorganismen aufgenommen und in Verbindungen wie CO2, Wasser und Biomasse umgewandelt wird, Bestandteile wie Wasser, CO2 , Biomasse, ohne Umweltverschmutzung. Biologisch abbaubare Kunststoffe folgen, wenn sie zusammen mit organischen Abfällen recycelt werden, einem natürlichen Kreislauf, genau wie umgefallene Baumblätter. Wenn biologisch abbaubare Kunststoffe auf modernen Deponien landen, wird der natürliche Kreislauf durch die Isolierung der Deponie direkt vom Boden und damit vom Kontakt mit der Natur verletzt. Einige biologisch abbaubare Kunststoffe werden aus erneuerbaren Ressourcen hergestellt, wie z. B. Stärke, die durch die Teilnahme am natürlichen Kreislauf („von der Natur zur Natur“) nur minimale Auswirkungen auf die Umwelt hat und eine nahezu ideale Option für eine „ökologische nachhaltige“ Verwendung darstellt von Ressourcen. Biologisch abbaubare Kunststoffe werden nur unter den Bedingungen der industriellen Verarbeitung organischer Abfälle optimal abgebaut. In der Natur läuft dieser Prozess viel langsamer ab. Abfälle, die direkt in der Natur hinterlassen werden, belasten die Umwelt und sind für Tiere schädlich, genau wie nicht biologisch abbaubare Kunststoffe. die Wirkung zweier Faktoren: abiotisch („nicht lebend“, d. h. UV-Strahlung, Wasser, Wärme) und biotisch („lebend“, d. h. durch Mikroorganismen wie Bakterien, Pilze, Algen). In der ersten Stufe wird das Material in Teile gespalten, die dann in der zweiten Stufe von Mikroorganismen aufgenommen werden.

4.4 Anwendung von Kunststoff aus Halalit

Schon zu Sowjetzeiten gab es die Herstellung von Knöpfen aus Galalit - einem speziellen Kunststoff, der durch Mischen von Kasein, Milcheiweiß und Formaldehyd gewonnen wurde. Die verwendeten Technologien ermöglichten es, Material mit einer Vielzahl von künstlerischen Effekten zu erhalten, das gut gedreht und poliert wurde. Neben Knöpfen für Mäntel und andere Kleidungsstücke wurden aus Galalit Griffe, Kämme und Griffe für Spazierstöcke und Regenschirme hergestellt. Galalit-Knöpfebeflecktin einer Vielzahl von Farben. Die Färbung könnte einfarbig sein und es stellte sich als sehr dick, saftig und gleichmäßig heraus. Mehrfarbige Varianten solcher Kleidungsaccessoires könnten Bernstein, Marmor, Edelsteine, Holz und andere Materialien. Als Gallalit mit bestimmten Chemikalien behandelt wurde, wurden die Knöpfe Perlmutt sehr ähnlich..

4. Praktischer Teil

1.Produktion von Kunststoff.

Die Technologie zur Herstellung von Kunststoff zu Hause ist sehr einfach und unkompliziert, daher kann jeder, auch fernab der Chemie, Galalith-Kunststoff herstellen. Galalit ist gut gedreht und poliert. Einst wurde Galalit zur Herstellung von Füllfederhaltern, Knöpfen, Kämmen, Griffen, Griffen für Regenschirme und Stöcke verwendet. Die höchsten Grade von Galalit wurden verwendet, um Elfenbein, Bernstein und Horn zu imitieren.

Die Hauptbestandteile des Rezepts sind Milch und Essig - auch in jeder Küche zu finden Es dauert ein Minimum an Zeit, um eine Masse Plastik zuzubereiten, etwa 10-15 Minuten. Es hat die Konsistenz von Wasserkäse und kann in gewünschte Formen gebracht werden. Danach muss es etwa zwei Tage aushärten. Das fertige Produkt ist ziemlich langlebig. Eine dünne Folie aus solchem ​​Kunststoff lässt sich leicht mit den Händen zerbrechen, aber wenn Sie sie auf den Boden fallen lassen, bleibt sie höchstwahrscheinlich intakt. Je dicker das Blech ist, desto größer ist die Belastung, der es standhalten kann. Aber durch einen starken Schlag mit einem Hammer wird das Produkt natürlich brechen.

Zur Herstellung von Galalit benötigen wir:

1. Magermilch ist geeignet.
2) Essig.

Darüber hinaus können Sie es nützlich finden:
Wachspapier - es kann ausgerollt und zu einer Masse geformt werden
Aluminiumfolie - um Produkte zu formen
Nudelholz – was würde flache Blätter beschreiben

Bereiten Sie dafür die notwendigen Materialien vor.

Produktionstechnologie

Wir nehmen Milch und Essig im Verhältnis 16:1, also etwa einen Teelöffel Essig auf ein Glas Milch. Ein Glas Milch ergibt ein Stück Plastik mit einem Durchmesser von etwa 5 cm und einer Dicke von 3 mm. Milch aufkochen, dabei regelmäßig umrühren. Wir achten sorgfältig darauf, dass es nicht brennt.Die Milch kocht - nehmen Sie sie vom Herd und fügen Sie Essig hinzu. Sie können sofort das Auftreten von Partikeln von getrenntem Kasein bemerken. Mischen Sie etwa eine halbe Minute lang.

Dann müssen Sie die Flüssigkeit mit zwei vorbereiteten Tassen langsam durch ein Seihtuch abseihen. Die Gaze wird die Masse der Kaseinpartikel zurückhalten. Wichtig ist, die Flüssigkeit von Gefäß zu Gefäß zu gießen – Caseinreste können die Kanalisation verstopfen! Wir wringen die Gaze aus, damit das Kasein zu einem Klumpen zusammenklebt, und übertragen es auf Wachspapier.

Da noch zu viel Flüssigkeit in der Masse ist, drücken Sie sie mit Papierservietten aus und drücken Sie sie vorsichtig an die Masse. In diesem Stadium ist es wichtig, den Kunststoff nicht zu übertrocknen.

So, die Masse ist fertig! Es sollte sich leicht ausrollen lassen, nicht reißen oder bröckeln. Wie bereits erwähnt, hängen Stärke und Trocknungszeit von der Dicke des Produkts ab. Um es vor Verformung zu bewahren, ist es ratsam, den Kunststoff während des Trocknens mit einer Last nach unten zu drücken und ein Blatt Wachspapier darauf zu legen. Komplexere Formen des Produkts werden vorzugsweise mit Folie fixiert.

Wenn alles fertig ist, kann der Kunststoff geschliffen und lackiert werden. Das ist in der Tat die gesamte Technologie zur Herstellung von Galalit-Kunststoff!

2. Knöpfe machen

Gießen Sie ein halbes Glas (120 ml) Sahne in eine Kelle und erhitzen Sie sie, bis sie kocht. Ich nehme den Topf vom Feuer.

Geben Sie einen Teelöffel (5 ml) Essig in die Sahne und rühren Sie um. Sofort bilden sich kleine Hüttenkäseflocken, die hineinschwimmen klare Flüssigkeit. Anstelle von Sahne und Essig können Sie auch ein halbes Glas Kefir nehmen - Sie müssen es nur ein wenig erwärmen.

Vor der Quarkbildung. Ich habe zwei Filter für eine Kaffeemaschine darauf gelegt (Sie können zwei Quadrate Gaze nehmen) und mit einem Gummiband befestigen.

Gießen Sie die Mischung vorsichtig aus der Kelle auf den Filter. Ich übertrage alle Hüttenkäseflocken mit einem Löffel auf den Filter.

Ich lasse den Quark 5 Minuten abkühlen. Ich entferne den Filter vom Papier, wickle ihn um den Quark und drücke die Flüssigkeit aus.

Ich erweitere den Filter. Der Hüttenkäse erwies sich als dicht, aber weich genug, gerade so, dass etwas daraus geformt werden kann.

Auf einem Stück Folie habe ich mehrere kleine Knöpfe aus Hüttenkäse gemacht. Ich legte sie auf ein Papiertuch und ließ sie trocknen. Nach 24 Stunden verwandelten sich die Hüttenkäsestücke in ein festes gelbliches Material - einen natürlichen Kunststoff.

3. Experimente mit Knöpfen.

Erlebnis Nummer 1. Verhalten von Knöpfen im Boden

Ich lasse die Knöpfe trocknen und lege dann ein paar beiseite, um sie auf die Erde zu übertragen.

Sie nahm die Knöpfe und Blumentöpfe mit nach draußen.

Ich habe Erde in die Töpfe bis etwa zur Hälfte ihrer Höhe gegossen.

Ich habe einige Quarkknöpfe in den ersten Topf und einen normalen Knopf in den zweiten Topf gegeben.

Ich bedeckte die Knöpfe mit Erde. Eine Woche lang habe ich die Topferde jeden Tag gegossen und die Knöpfe beobachtet.

Ich habe die Knöpfe, die ich gemacht habe, mit normalen Knöpfen verglichen, indem ich sie in der Erde vergraben habe.

Die Ergebnisse der Beobachtungen des Zustands der Knöpfe im Boden

1 Tag

3 Tage

Tag 5

Tag 7

Halalit-Taste

keine Änderungen

Farbe geändert

in 2 Teile zerbrochen

zerbrach in mehrere Stücke

normaler Knopf

keine Änderungen

ohne Veränderung

ohne Veränderung

ohne Veränderung

Erlebnis Nr. 2 Mechanische Einwirkung auf die Knöpfe der Waschmaschine.

Im Alltag verwenden wir Knöpfe an der Kleidung. Ich beschloss zu prüfen, wie sich die von mir hergestellten Knöpfe beim Waschen verhalten würden.

Ich habe meinen Knopf an den Stoff genäht und ihn in die Waschmaschine gesteckt. Schonend gewaschen (30 Grad)

Anzahl der Wäschen

1 waschen

2 waschen

3waschen

4waschen

Tastenänderungen.

Keine Veränderungen beobachtet

Keine Veränderungen beobachtet

Keine Veränderungen beobachtet

Keine Veränderungen beobachtet

Fazit: Selbstgemachte Knöpfe sind recht langlebig.

14 .

Ich verstehe, dass Knöpfe nicht so oft in den Boden fallen, aber häufiger kommt es zu Bodenverunreinigungen mit Einweggeschirr, nachdem Menschen in die Natur gegangen sind. Es ist bequem, Einweggeschirr für die Erholung im Freien zu verwenden, nur das Problem ist, dass die Umwelt mit dieser Art von Geschirr übersät ist: Es ist nicht üblich, dass viele ihren eigenen Müll mitnehmen. Manche Menschen verbrennen Plastikutensilien, was gesundheitsgefährdend ist. Natürliches Geschirr zersetzt sich in der Natur.

Daher habe ich mich entschlossen, Einwegteller aus selbstgemachtem Galalite herzustellen und diese auf Haltbarkeit zu testen.

Teller Erfahrung.

Experiment Nr. 1 Welche Flüssigkeitstemperatur halten meine Platten aus?

Ich habe in den ersten Teller gegossen kaltes Wasser, in der zweiten Platte Wasser bei Raumtemperatur und in der dritten heiß.

Fazit: Die von mir hergestellten Teller unterscheiden sich in der Stärke nicht von gewöhnlichem Einweggeschirr, sie haben die gleichen Eigenschaften, da Plastikgeschirr durch heißes Wasser schmilzt.

Erlebnis Nummer 2. Welche Stärke haben die Platten?

Ich testete die Sojaplatte auf Festigkeit, indem ich sie auf den Boden schlug. (Sie ist abgestürzt)

Anwendung

Ökoplastische Zubereitung

1) Magermilch ist in Ordnung.
2) Essig.
3) Zwei Tassen, Plastiklöffel.
4) Gaze und viele Papierservietten.

Wir nehmen Milch und Essig im Verhältnis 16:1, also etwa einen Teelöffel Essig auf ein Glas Milch. Ein Glas Milch ergibt ein Stück Plastik mit einem Durchmesser von etwa 5 cm und einer Dicke von 3 mm.




Knopf nach 1 Wäsche



Knopf nach 2 Wäschen



Nach 3 Wäschen



Meine Einwegteller.


Beobachtung des Vorhandenseins von Bakterien mit einem mechanischen Mikroskop

Das in den letzten Jahrzehnten gestiegene Interesse an neuen, umweltfreundlichen Materialien wird voraussichtlich auch im Bereich der Kunststoffe und Kunstharze Folgen haben. Das Konzept, Materialien aus natürlichen Materialien biologischen Ursprungs herzustellen, hat die Köpfe der Erfinder auf diesem Gebiet fest beschäftigt.

Verpackungen des 21. Jahrhunderts

Es sollte klargestellt werden, dass der weit verbreitete Begriff „Biokunststoffe“ keine charakteristische Definition einer Stoffgruppe ist und sich auf Polymere unterschiedlicher Herkunft beziehen kann.

Daher ist es notwendig, biobasierte (biobasierte) und biologisch abbaubare (biologisch abbaubare) Kunststoffe zu trennen. Geht es im ersten Fall darum, ein Monomer aus natürlichen Rohstoffen zu gewinnen und das Monomer anschließend zu herkömmlichen Kunststoffen (PE, PA, PET etc.) zu polymerisieren, so steht im zweiten die schnelle Zersetzbarkeit von Kunststoff im Vordergrund natürlichen Umgebung für kurze Zeit.

Beispiel: Ethylalkohol wird aus biologischen Rohstoffen gewonnen, aus denen Ethylen hergestellt wird. Die Polymerisation von Ethylen führte zu Polyethylen (PE). Solches PE kann als biobasisch eingestuft werden (weil es aus natürlichen Rohstoffen hergestellt wurde), aber das Produkt ist nicht von aus Erdöl gewonnenem PE zu unterscheiden.

Gleichzeitig kann aus n-Butan, einem Produkt der C 4 -Fraktion, Polybutylsuccinat (PBS) gewonnen werden, ein biologisch abbaubarer Kunststoff.

Nach Angaben des European Institute of Bioplastics (Abb. 1) beträgt die weltweite Produktionskapazität für Biokunststoffe 4,16 Millionen Tonnen, was weniger als 1 % im Vergleich zum Markt für herkömmliche Kunststoffe ist. Nur 12 % dieser Kapazität sind direkt biologisch abbaubare Kunststoffe.

Reis. 1. Globale Produktionskapazität für Biokunststoffe

In der Verbrauchsstruktur von biologisch abbaubaren Kunststoffen (Abb. 2) in der Welt entfallen bis zu 75 % auf Verpackungen. Weitere Verbrauchsbereiche sind: Gemeinschaftsverpflegung und Fast Food – bis zu 9 %, Fasern und Fäden – 4 %, Medizin – 4 % und Agrochemie – 2 %.

Reis. 3. Struktur des Verbrauchs von biologisch abbaubaren Kunststoffen

So sehr wichtig Verpackungen in der Branche lassen sich durch die Idee biologisch abbaubarer Kunststoffe erklären: die Belastung des Ökosystems durch gebrauchte Verpackungsmaterialien zu verringern, die einen erheblichen Teil der Masse des Hausmülls ausmachen.

Im Gegensatz zu den allermeisten Kunststoffen können biologisch abbaubare Polymere in der Umwelt durch Mikroorganismen wie Bakterien oder Pilze abgebaut werden. Ein Polymer gilt im Allgemeinen als biologisch abbaubar, wenn seine gesamte Masse im Boden oder Wasser über einen Zeitraum von sechs Monaten abgebaut wird. Die Abbauprodukte sind in vielen Fällen Kohlendioxid und Wasser.

Biologisch abbaubare Polymere wurden vor mehreren Jahrzehnten entwickelt, aber ihre großtechnische kommerzielle Anwendung war sehr langsam. Dies lag daran, dass sie im Allgemeinen teurer und weniger nachhaltig waren. physikalische Eigenschaften als herkömmliche Kunststoffe. Zudem fehlten den Kunststoffherstellern genügend Anreize, biologisch abbaubare Materialien in ihre Produkte aufzunehmen.

So entsprach Cellophan, ein dem sowjetischen Verbraucher bekanntes Biopolymer auf Viskosebasis, voll und ganz dem Konzept umweltfreundlicher Materialien, die sich in der Natur schnell abbauen, wurde jedoch aufgrund ihrer besseren Qualität schnell durch BOPP-Folien und Folien aus PE und Lavsan ersetzt mechanische Eigenschaften und chemische Beständigkeit. Nun werden sie wiederum durch eine neue Generation biologisch abbaubarer Polymere ersetzt.

Die Entwicklung biologisch abbaubarer Kunststoffe wurde maßgeblich von zwei Faktoren beeinflusst:

1. Gesetzliche Beschränkungen für die Verwendung „normaler“ Kunststoffverpackungen in einer Reihe von Ländern aus verschiedenen Gründen.
2. Entwicklung von Technologien zur Senkung der Produktionskosten und Verbesserung ihrer mechanischen Eigenschaften

Markt

Der weltweite Verbrauch von biologisch abbaubaren Kunststoffen wächst rasant (Abb. 3). Das durchschnittliche jährliche Wachstum beträgt 27 %. Im Zeitraum von 2012 bis 2016 stieg der Verbrauch um das 2,7-fache. Die Konsumwachstumsraten übertrafen die zuvor von einer Reihe von Experten prognostizierten Raten.

Reis. 3. Weltweiter Verbrauch von biologisch abbaubaren Kunststoffen, Tausend Tonnen

Behälter, Folien und Schäume aus biologisch abbaubaren Polymeren werden zum Verpacken von Fleisch, Milchprodukten, Backwaren usw. verwendet. Eine weitere häufige Verwendung sind Einwegflaschen und -becher für Wasser, Milch, Säfte und andere Getränke, Teller, Schalen und Tabletts. Ein weiterer Markt für solche Materialien ist die Herstellung von Sammel- und Kompostbeuteln. Lebensmittelverschwendung, sowie Pakete für Supermärkte. Eine neue Anwendung für diese Polymere ist der Agrarfolienmarkt.

In der Struktur biologisch abbaubarer Kunststoffe (Abb. 4) nimmt Polylactid (Polymilchsäure, PLA) den größten Platz ein (bis zu 43 %), der typischste und am weitesten verbreitete Biokunststoff mit ähnlichen Eigenschaften wie ABS-Kunststoffe, Polyethylen und Polystyrol . Ein weiterer gebräuchlicher biologisch abbaubarer Kunststoff in dieser Reihe ist Polybutylsuccinat (PBS), ein Analogon von Polypropylen, Polybutyratadipterephthalat (PBAT) – 18 %, Polyhydroxybutyrat (PHB), andere Polyhydroxyalconate – 11 %.

Reis. 4. Struktur und Anteil biologisch abbaubarer Kunststoffe

Die größten Unternehmen, die biologisch abbaubare Kunststoffe herstellen, befinden sich in den USA: NatureWorks in Europa - BASF, Novamont in Japan Mitsubishi Chemicals.

Die Entwicklung biologisch abbaubarer Kunststoffe wird zu einem großen Teil durch gesetzliche Beschränkungen für die Verwendung von Verpackungen aus konventionellen Kunststoffen in einer Reihe von Ländern erleichtert (siehe Tabelle).

Tisch. Gesetzliche Beschränkungen für die Verwendung herkömmlicher Kunststoffverpackungen

Es besteht grundsätzlich die Möglichkeit, hochveredelte Produkte aus natürlichen Rohstoffen zu gewinnen. Aus Holzschnitzeln, deren Kosten nicht mehr als 40 USD pro 1 Tonne betragen, ist es also möglich, eine Reihe von Produkten zu erhalten, darunter neben Xylose und Lignin Glukose, ein Rohstoff für Produkte einer höheren Verarbeitungsstufe, darunter wiederum Ethylalkohol, Polyhydroxobutyrat (PHB), Polyhydroxylalkonate (PHA). Das Produkt der Milchsäuregärung von Glukose ist Milchsäure (die Hauptverwendung von Milchsäure in der Welt ist Lebensmittelindustrie: Konservierungsmittel und Lebensmittelzusatzstoff E270. Im Jahr 2016 betrug der Durchschnittspreis in Russland 1.851 $/t.), dessen Polymerisation beispielsweise mit der Technologie von Sulzer Chemtech Uhde Inventa-Fischer zu Polylactid (PLA) führt. Der durchschnittliche Importpreis von Polylactid (PLA) (TN VED-Code 3907700000) lag 2016 bei 9.500 $/t. Der Unterschied zwischen diesen Werten – 40 USD und 9.500 USD pro 1 Tonne – ist das kommerzielle Potenzial für die Herstellung von biologisch abbaubaren Kunststoffen auf Basis von Polylactid.

PLA-Markt

Der Weltverbrauch an Polylactid wächst jedes Jahr um durchschnittlich 20 %. 2012-2016 sein Verbrauch stieg von 360,8 auf 1.216,3 Tausend Tonnen/Jahr.

In Russland wird der Verbrauch nur durch importierte Lieferungen von PLA realisiert. Im Jahr 2016 beliefen sich die PLA-Importe nach Russland auf 261,5 Tonnen, was weniger als 0,003 % des weltweiten Verbrauchs dieses Produkts entspricht. Ein so geringer Anteil des russischen Verbrauchs von Polylactid erklärt sich sowohl durch das Fehlen von Gesetzesinitiativen seitens des Staates (im Verpackungssegment) als auch durch das Fehlen von Hightech-Industrien, die die Nachfrage nach PLA decken könnten. Es gibt Berichte (https://sdelanounas.ru/blogs/93795/), dass PLA für medizinische Zwecke bei JSC VNIISV, Tver, hergestellt wird, aber es gibt keine Informationen darüber, dass die Produktion von kommerzieller Bedeutung ist.

Ein bedeutender Punkt in der Technologie der Herstellung von PLA und Produkten daraus ist das Vorhandensein von Stereoisomeren im Milchsäuremolekül (Fig. 5). Das Milchsäuremolekül und sein Polymer können in zwei Versionen (L und D) existieren, die Spiegelbilder voneinander sind. 100 % L-PLA hat eine kristalline Struktur, einen ausgeprägten Schmelzpunkt und bestimmte Eigenschaften, während ein Isomerengemisch eine amorphe Glasstruktur aufweist. Durch Variation des Isomerenverhältnisses lassen sich je nach Verwendungszweck unterschiedlichste Produkteigenschaften erreichen.

Reis. 5. Optische Isomere von Milchsäure und Eigenschaften von Polylactid

Polybutylsuccinat (PBS)

Der zweitwichtigste biologisch abbaubare Kunststoff ist Polybutylsuccinat, ein Polykondensationsprodukt aus Bernsteinsäure und 1,4-Butandiol (beides n-Butan-Derivate). Dieser biologisch abbaubare Kunststoff kann sowohl aus biologischen Rohstoffen als auch aus Erdölprodukten hergestellt werden. Der weltweite Verbrauch von PBS erreichte 2016 456,5 Tausend Tonnen.

Reis. 6. Schema zum Erhalt von PBS

PBS wird bei der Herstellung von Verpackungen, Folien, Geschirr und medizinischen Produkten verwendet. Seine anderen Namen sind: Bionolle, GsPLA usw.

Polybutyratadipterephthalat (PBAT)

Für biologisch abbaubare Verpackungsmaterialien wird Polybutyratadipterephthalat (PBAT) verwendet:

Es ist ein statistisches Copolymer auf Basis von Adipinsäure, 1,4-Butandiol und Dimethylphthalat. Seine Eigenschaften ähneln denen von Polyethylen niedriger Dichte. Auch bekannt unter den Warenzeichen: Ecoflex, Wango, Ecoworld usw.

Reis. 7. Weltweiter Verbrauch von PBAT

Polyhydroxyalconate (PHA)

Im weitesten Sinne gehören alle oben genannten Produkte zur Klasse der Polyhydroxyalconate mit der allgemeinen Formel:

Im engeren Sinne bezieht sich PHA auf Produkte mit anderen Substituenten. Eine breite Palette solcher Verbindungen erfüllt bestimmte Aufgaben.

WICHTIGSTE SCHLUSSFOLGERUNGEN

• Der weltweite Verbrauch von biologisch abbaubaren Kunststoffen erreichte 2016 2,315 Millionen Tonnen, bis zu 75 % dieses Volumens entfallen auf Verpackungen.
• Die Hauptantriebskräfte für das Wachstum des Verbrauchs von biologisch abbaubaren Kunststoffen sind in einer Reihe von Ländern gesetzliche Verbote der Verwendung herkömmlicher Kunststoffe in Verpackungen und die Nachfrage aus sich entwickelnden Hightech-Industrien (Medizin, Kosmetik usw.).
• Der wichtigste unter den biologisch abbaubaren Kunststoffen istPLA. Im Jahr 2016 betrug der Verbrauch 1,216 Millionen Tonnen, davon entfallen weniger als 0,003 % auf Russland. PreisPLAin Russland betrug 2016 9500 USD/t.
• KassenbonPLA, PBSund andere biologisch abbaubare Kunststoffe, möglicherweise sowohl aus biologischen Rohstoffen als auch aus Erdölprodukten.