CC BY
258
О. И. Волостнова, Р. Н. Исмаилова, А. В. Селиванов
БИОРАЗЛАГАЕМЫЕ ПЛАСТИКИ - БУДУЩЕЕ УПАКОВКИ
Ключевые слова: биоразлагаемые пластики, экология.
Проведенные нами исследования показали, что сейчас во всем мире снова возрос интерес к упаковке. Потребители (особенно в развитых странах) готовы платить больше, приобретая продукт, упакованный в экологически чистый материал природного происхождения, тем самым заботясь о своем здоровье.
Пока биоразлагаемые упаковочные материалы дороже традиционных.
Но несмотря на это многие крупные розничные сети переходят на более современную упаковку. В предлагаемой нами биоразрушаемой упаковке нуждаются не только пищевая промышленность, но и другие отрасли промышленности, например производители вооружения, пиротехники, лекарственных препаратов и т. д. Возрастание объемов производства таких упаковочных средств приведет к снижению ее стоимости. Ускорению внедрения этих материалов будут способствовать соответствующее общественное мнение и законодательные способы воздействия и регулирования на управление упаковочными отходами. При этом необходимыми были бы и экономические стимулы для производителей биодеградируемой упаковки, а также большая информированность населения о ее положительных свойствах.
Кeywords: the biodegradable plastics, ecology.
Our research has shown that now all over the world again increased interest in the package. Consumers (especially in developed countries) are willing to pay more by purchasing a product, packaged in an environmentally friendly material of natural origin, thereby taking care of their health.
While biodegradable packaging materials, more traditional. But despite this, many large retailers moving to more modern packaging. In our proposed biodegradable packaging need not only food, but also other industries such as manufacturers of weapons, fireworks, drugs, etc. The increase in production volumes of such packaging tools will reduce its value. Accelerate the introduction of these materials will contribute to the relevant public opinion and legislative ways to influence and regulate the management of packaging waste. At the same time would be necessary and economic incentives for producers of biodegradable packaging, as well as a great awareness of its positive properties.
В мире отмечается стремительный рост потребления полимерных материалов. По мнению аналитиков, их потребление на душу населения в индустриально развитых странах за последние 20 лет примерно удвоилось, достигнув 85-90 кг, а к концу десятилетия повысится на 45-50%. Однако такой впечатляющий прогноз вызывает и обоснованную тревогу, связанную с накоплением отходов синтетических полимерных материалов.
В нашей стране ежегодно образуются около 160 млн. м3 твердых бытовых отходов, половину которых составляет пищевая упаковка. Это пластик, бумага, картон, стекло,
композиционные материалы. Из них только 3 % идут на переработку, а остальные сжигаются или вывозятся на полигоны [1]. Утилизация пластикового мусора в некоторой степени решает проблему скопления отходов на свалках, но как сжигание, так и пиролиз отходов пластмасс кардинально не улучшают экологическую обстановку. Повторная переработка — рециклинг — экологичнее, но здесь требуются значительные трудовые и энергетические затраты: отбор пластиков из мусора, разделение их по видам, мойка, сушка, измельчение и только затем переработка. Кроме того, остро стоит вопрос допустимой кратности рециклинга, после чего вновь придется выбирать между захоронением и сжиганием остатков.
Власти и экологи ищут альтернативные пути утилизации этих материалов. Самым оптимальным решением проблемы «полимерного мусора» является развитие производства полимерных материалов с ускоренным их разложением в природных условиях.
Термин биоразлагаемые пластики (БРП) включает в себя широкую гамму полимеров, способных при соответствующих условиях разлагаться на безвредные для природы компоненты. Основная идея получения БРП — повторить природные «циклы развития». В их производстве используются обновляемые ресурсы, то есть вещества, образующиеся в растениях в процессе фотосинтеза. После использования такие материалы могут быть превращены в компост и с помощью микроорганизмов или других природных факторов переработаны в начальные продукты — воду и диоксид углерода. Материалы из БРП по основным свойствам сходны с традиционными пластиками, однако имеют другие технические характеристики и возможности применения благодаря своей особой химической структуре [2].
На данный момент можно выделить четыре основных направления в разработке
БРП:
- селекция специальных штаммов микроорганизмов, способных осуществлять деструкцию полимеров;
- полиэфиры гидроксикарбоновых кислот;
- придание промышленным биополимерам свойств биодеградации;
- пластические массы на основе воспроизводимого природного сырья.
Большинство биоразлагаемых материалов изготавливается из растительного сырья:
от картофеля, пшеницы, бобовых, подсолнечника, сахарной свеклы до древесины тополя и осины. В настоящее время используются такие природные полимеры, как целлюлоза, натуральный каучук, полисахариды, полипептиды, хитин, эпоксидированные масла, лигнин, поллулан, сложные полиэфиры и другие. Большой интерес вызывает крахмал как относительно недорогое по цене сырье, который экстрагируют из картофеля, пшеницы, кукурузы, риса. Между тем наблюдаемый в последние несколько лет интерес к биодеградирующим полимерам связан не только с ухудшением экологической обстановки: серьезные опасения специалистов вызывает неуклонное уменьшение мировых запасов нефти и газа. И здесь возобновляемое растительное сырье могло бы стать решением проблемы.
Нами разработана рецептура и технология получения биоразрушаемых упаковочных изделий с регулируемым сроком жизни, производимых из «дружественных» по отношению к природе материалов, которые после использования распадаются с образованием нетоксичных веществ, образуя дренажную систему. Новая упаковка позволит решить проблему загрязнения окружающей среды неутилизируемыми отходами. В состав рецептуры вошли такие компоненты, как желатин, древесная мука, карбоксиметилцеллюлоза, карбамид. Упаковка из такой пленки после использования попадает в землю (или на свалку) и в течение 2- 3 месяцев разрушается, обогащая почву естественными для нее компонентами.
Литература
1. Половняк, В. Современные технические и технологические подходы к решению экологических проблем / В. Половняк, С. Фридланд // Вестник казанского технол. ун-та. - 2009. -№ 4. - С. 17-25.
2. Власова, Г. Статья о полимерах из крахмала, позволяющих по-новому взглянуть на материалы для тары и упаковки / Г.Власова, А. Макаревич // Ракко§гаГ:Г. - 2002. - №4. - С. 48-50.
© О. И. Волостнова - магистр каф. аналитической химии, сертификации и менеджмента качес тва КГТУ; Р. Н. Исмаилова - канд. хим. наук, доц. той же кафедры; А. В. Селиванов - канд. хим. наук, доц. той же кафедры.
Все статьи номера поступили в редакцию журнала в период с 1.06.10 по 10.08.10.
