Ein neuer Trend des modernen Unternehmertums ist heute geworden - sozial und Umweltaktivitäten worauf das Geschäft entscheidet wichtige Fragen für die Verbesserung und Entwicklung von Städten, die Suche nach alternativen Lösungen im Bereich der Energie- und Ressourcennutzung. Hier sind einige interessante Projekte im In- und Ausland, die uns helfen, das Geschäft aus einem ganz anderen Blickwinkel zu betrachten.

Micromidas - biologisch abbaubarer Kunststoff

An dieser Moment Weltweit werden nur etwa 10 % des Plastiks recycelt. Die Gewissenhaftesten versuchen, Plastikprodukte so wenig wie möglich zu sortieren und möglichst zu verwenden. Kluge Unternehmer finden fortschrittlichere Lösungen.


Micromidas ist ein kalifornisches Unternehmen, das eine Alternative zu herkömmlichem Kunststoff erfunden hat – ihr Kunststoff wird aus kostengünstigen und recycelbaren Materialien (Altpapier, landwirtschaftliche Reststoffe und Holz) hergestellt und zersetzt sich daher viel schneller als gewöhnlich. John Bissell, Mitbegründer von Micromidas, wurde letztes Jahr als weltweit klügstes unternehmerisches Talent in die Forbes-Liste 30 Under 30 aufgenommen.

Darüber hinaus erfand Micromidas eine Formel zur Verwendung von Bakterien zur Abfallverwertung Abwasser zu hochwertigem Kunststoff, der sich im Laufe des Jahres vollständig zersetzt. Somit lösen Micromidas sofort 2 Probleme:
1. Verhindern Sie die Verschmutzung des Planeten
2. Helfen Sie mit, Abwasser zu reinigen, indem Sie menschliche Abfälle umwandeln und in für die Menschheit nützliches Material verwandeln.

Außerdem ist die verwendete Technologie viel billiger: Das Öl, aus dem gewöhnliches Plastik hergestellt wird, muss gepumpt werden, und das ist ein ziemlich kostspieliger Prozess in finanzieller und ressourcentechnischer Hinsicht. Gleichzeitig ist Klärabfall ein zugänglicheres Material.

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 besteht aus umweltfreundlichem Kunststoff, der aus Algen hergestellt wird. 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.

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MOSKAU, 10. November - RIA Nowosti. Valery Spiridonov, der erste Kandidat für eine Kopftransplantation, spricht darüber, wie Land und Meere der Erde schnell mit Plastikmüll „überwuchert“ werden, wie dies die Funktion von Ökosystemen beeinträchtigt und wie man sich dagegen wehren kann.

Die Ära des Plastiks

Die modernen Vorteile der Zivilisation schaffen oft nicht nur Komfort für die Menschen, sondern verursachen auch irreparable Schäden an der Natur. Allein in den letzten 10 Jahren wurden weltweit mehr Kunststoffprodukte hergestellt als im vorigen Jahrhundert.

Einweggeschirr, Tüten, Verpackungen, Flaschen und diverse Behälter sind die häufigsten Arten von Plastikmüll, die wir tagtäglich „produzieren“. Nur fünf Prozent seines Volumens werden letztendlich recycelt und im Alltag und Leben wiederverwendet.

Kunststoff verursacht von der Herstellung bis zur Entsorgung erhebliche Umweltschäden. Fabriken, die Kunststoffprodukte herstellen, setzen jährlich bis zu 400 Millionen Tonnen Kohlendioxid in die Atmosphäre frei, und etwa 800 Tierarten sind inzwischen durch den Verzehr und die Vergiftung mit Kunststoff vom Aussterben bedroht.

Einwegbeutel verstopfen städtische Abwassersysteme und schaffen Überschwemmungsgefahren, Plastikmüll verunreinigt Strände und Erholungsküstengebiete und schadet der Tourismusbranche.

Die Erde

Wissenschaftler: Mägen von 90 % der Seevögel waren mit Plastik gefülltOzeanologen führten eine groß angelegte Studie über die Ernährung von Seevögeln durch, die unerwartet zeigte, dass die Mägen von 90 % der Seevögel Plastikpartikel enthalten, was auf ein größeres Ausmaß der Plastikverschmutzung im Meer hindeutet als bisher angenommen.

Es ist bekannt, dass sich Plastik etwa zweihundert Jahre lang zersetzt. Im Boden zerfallen Kunststoffe in kleine Partikel und beginnen, Chemikalien, die ihnen während der Produktion zugesetzt wurden, an die Umwelt abzugeben. Das können Chlor, verschiedene Chemikalien, wie giftige oder krebserregende Flammschutzmittel sein.

Mikrogranulate aus Kunststoff und seine Chemikalien sickern durch das Grundwasser zu den nächsten Wasserquellen, was oft zum Massensterben von Tieren führt.

Ozean

Laut UN-Umweltschützern gelangen jedes Jahr etwa 13 Millionen Tonnen Plastikmüll in die Ozeane.

Seit Mitte des 20. Jahrhunderts wird versucht, den katastrophalen Trend zu stoppen. Schon damals schlugen Umweltschützer Alarm wegen des wachsenden „Great Garbage Patch“, der nach verschiedenen Schätzungen derzeit bis zu einem Prozent des Pazifischen Ozeans bedeckt.

Nach Prognosen der britischen Ellen MacArthur Foundation wird bis 2025 auf drei Kilogramm Fisch in den Weltmeeren ein Kilogramm Müll zukommen, und bis 2050 wird die Masse des Abfalls höher sein als das Gesamtgewicht aller Fische auf der Erde.

Plastik macht 80 Prozent aller Abfälle in den Weltmeeren aus. Unter Einfluss Sonnenstrahlen es zerfällt in kleine Partikel, Mikrogranulate aus Kunststoff reichern hartnäckige Giftstoffe auf ihrer Oberfläche an.

Unzersetzte Plastiktüten landen im Magen Meeressäuger und Vögel. Ökologen haben ausgerechnet, dass jedes Jahr Zehntausende Vögel, Wale, Robben und Schildkröten daran sterben. Tiere ersticken, oder unverdauliche Rückstände sammeln sich in ihren Mägen und behindern ihre Arbeit.

Das Ergebnis ist, dass derselbe Abfall, den wir wegwerfen, zusammen mit Essen oder Wasser auf dem Esstisch wieder zu uns zurückkehrt.

Salz ist nicht mehr

Aktuelle Studien von Wissenschaftlern bestätigen, dass diese Befürchtungen begründet sind. Zum Beispiel argumentiert NYU-Professorin Sherry Mason, dass Plastik bereits überall ist: „In der Luft, im Wasser, in den Meeresfrüchten, im Bier, das wir trinken, im Salz, das wir verwenden.“

In seiner Arbeit untersuchte der Wissenschaftler 12 verschiedene Sorten Salz aus Lebensmittelgeschäften verschiedene Länder Frieden. Die gefundenen Plastikpartikel deuten darauf hin, dass Menschen es ständig in Lebensmitteln zu sich nehmen. Die Berechnung ergab, dass Amerikaner über 660 Plastikpartikel pro Jahr essen, mit einer durchschnittlichen empfohlenen Salzaufnahme von 2,3 Gramm pro Tag. Die Folgen des Plastikkonsums für die menschliche Gesundheit sind noch wenig erforscht, aber es besteht kein Zweifel, dass er negative Auswirkungen hat, wie dies für jeden lebenden Organismus der Fall ist.

Auch in zwei Dutzend Kochsalzproben haben spanische Ökologen Mikroplastik gefunden. Am häufigsten fanden sie in ihnen Polyethylenterephthalat, ein Polymer, das bei der Herstellung von verwendet wird Plastikflaschen. Ein weiteres internationales Team von Wissenschaftlern hat andere Arten von Kunststoffen im Salz gefunden, wie Polyethylen und Polypropylen.

Verschmutzungsquellen

Laut Umweltschützern ist China heute führend bei der Verschmutzung der Weltmeere. Andere folgen ihm asiatische Länder— Indonesien, Philippinen, Thailand und Vietnam. Die Bewohner der Meeresküste in diesen Staaten kümmern sich nicht immer um ihre Sauberkeit und der gesamte Müll landet hier in der Regel im Meer.

Die Gesamtzahl der täglich weggeworfenen Kunststoffprodukte in den USA, der EU, Norwegen und China erreicht 37.000 Tonnen, in Russland - nicht mehr als 10.000 Tonnen. Bestehende Kunststoffrecyclingtechnologien können das Umweltproblem nur teilweise lösen.

Gesetzliche Regelung

Es werden Vorschläge für eine Konsolidierung unterbreitet internationaler Plan Maßnahmen zur Bekämpfung des Plastikmüllproblems.

Experten des Umweltprogramms der Vereinten Nationen (UNEP) räumen ein, dass das Problem durch anhaltende Untätigkeit verschärft wurde. Unter der Schirmherrschaft von UNEP wurde die World Campaign to Combat Marine Litter ins Leben gerufen.

Ein anschauliches Beispiel ist die italienische Stadt Capannori mit 46.700 Einwohnern. 2007 wurde hier eine Zero-Waste-Strategie eingeführt. In zehn Jahren wurde das Müllaufkommen um 40 Prozent reduziert. Gleichzeitig landen nur 18 Prozent der Abfälle auf Deponien.

Es ist erwähnenswert, dass eine solche Strategie bestimmte Investitionen erfordert und Mechanismen zur Finanzierung der Müllbekämpfung beinhalten sollte. Alternativ gilt das Verursacherprinzip. Für eine Branche mit einem Jahresumsatz von 750 Milliarden US-Dollar könnte dies ziemlich effektiv sein.

Mehr als 40 Länder haben gesetzliche Beschränkungen und Verbote für die Verwendung von Plastiktüten in ihren Hoheitsgebieten erlassen.

© AP Photo / Eric Risberg

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In Russland gibt es solche Gesetze noch nicht. Nach aktuellen Schätzungen von Umweltschützern und Ökonomen produzieren russische Industrieunternehmen rund 26,5 Milliarden Plastiktüten. Würden sie alle gesammelt, wäre es möglich, eine Fläche dreimal so groß wie Moskau abzudecken.

In diesem Zusammenhang hat Greenpeace Russland die Kampagne "Paket? - Danke, nein!" Ziel der Kampagne ist es, die größten Supermarktketten aufzufordern, auf Plastiktüten zu verzichten. Jeder kann das Programm unterstützen, indem er auf der Website der Organisation einen Aufruf an Einzelhändler sendet.

Persönliche Konsumkultur

Jeden Tag haben wir eine Alternative: Kaufen Sie Mineralwasser in einer Glas- oder Plastikflasche, nehmen Sie Einweg-Papierutensilien oder Plastikteller für ein Picknick mit, verwenden Sie wiederverwendbare Einkaufstaschen oder Einkaufstüten. Umweltbewusstsein oder persönlicher Komfort? Die Wahl bestimmt das Niveau des Selbstbewusstseins einer Person.

Natürlich wird eine solche Kultur in der Gesellschaft im Laufe der Jahre eingeflößt. Je weniger jeder von uns anfängt, Plastik zu verwenden Alltagsleben, desto schneller werden die Hersteller ihre Produktionsmengen reduzieren. Entscheiden Sie sich nicht nur wegen des günstigen Preises für „Einweg“-Plastik – oft lassen sich viele Plastikartikel durch wiederverwendbare Produkte aus umweltfreundlicheren Materialien ersetzen.

Berechnungen britischer Analysten zeigen beispielsweise, dass durch die Wiederverwendung von Kunststoffverpackungen jährlich bis zu 120 Milliarden Dollar eingespart werden. Eine Verringerung der Kunststoffproduktion, so scheint mir, kann die Nachfrage nach umweltfreundlicheren Mehrwegprodukten aus anderen Rohstoffen erhöhen und sie durch eine Erhöhung ihrer Massenproduktion billiger machen.

Es ist sehr wahrscheinlich, dass wir in einigen Jahren das Blatt wenden und die Umweltkatastrophe stoppen oder zumindest verlangsamen können.

Es gibt andere futuristische Ansichten zu Verschmutzungsproblemen. Laut einigen Wissenschaftlern finden auf unserem Planeten bereits irreversible Veränderungen statt, uns droht eine Verknappung Wasser trinken, globale Erwärmung und andere Dinge, die die Erde für menschliches Leben ungeeignet machen.

Einige von ihnen schlagen vor, nicht nach neuen Wegen zur Rettung der Erde zu suchen, sondern sich darauf zu konzentrieren, neue Planeten zu finden, die für die Umsiedlung der Menschheit am besten geeignet sind. Auch abgesehen von ethischen und moralischen Fragen erscheint mir ein solcher Weg aus strategischer Sicht nicht sinnvoll. Es ist einfacher, sein „schönes und gut ausgestattetes Haus“ durch eine Reinigung in Ordnung zu bringen, als ein neues zu bauen und sich einzurichten.

Interesse an neuen, umweltfreundlichen Materialien verstärkt in letzte Jahrzehnte hatte voraussichtlich auch Auswirkungen auf Kunststoffe und Kunstharze. 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 meisten Kunststoffen können biologisch abbaubare Polymere unter bestimmten Bedingungen abgebaut werden Umfeld durch Mikroorganismen wie Bakterien oder Pilze. 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.

Somit entsprach das dem sowjetischen Verbraucher bekannte Biopolymer auf Viskosebasis, Cellophan, dem Konzept der Umweltfreundlichkeit saubere Materialien, die sich in der Natur schnell zersetzen, wurden jedoch aufgrund ihrer besseren mechanischen Eigenschaften und chemischen Beständigkeit schnell durch BOPP-Folien und Folien aus PE und Dacron ersetzt. 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.
• ErhaltPLA, PBSund andere biologisch abbaubare Kunststoffe, möglicherweise sowohl aus biologischen Rohstoffen als auch aus Erdölprodukten.