Самоутилизируемые отходы

Вообще, пластиковая упаковка - это результат разработок ученых-химиков. Полимеры, из которых производят пластиковые упаковки, получают в результате синтеза низкомолекулярных соединений (мономеров). В настоящее время разные виды упаковки производят из полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида, полистирола, поликарбоната и их модификаций.

Разложение полимерных упаковок становится возможным в процессе распадения макромолекулярных цепей

Производство саморазлагающейся упаковки в промышленных масштабах сегодня ведется в нескольких европейских странах, США, Японии и России. В табл. 1 приведены данные по материалам из которых производится саморазлагающиеся упаковки [2].

 

Таблица 2.1 – Биоразлагаемые платические массы

Производитель (марка)	Описание
Biologische  Verpackungs-systeme (Biopac)	Полимер на основе пластифицированного  промышленного крахмала (87-94%)
BiotecGmbH	Литьевой гранулированный биопластик на основе крахмала для изделий разового назначения
BiotecGmbH	Пеноматериалы на основе крахмала для упаковки пищевых продуктов
Biotec6mbH(Bioflex)	Полимер на основе крахмала и пластификаторов (спиртов, сахара, жиров, воска, алифатических  полиэфиров) для получения компостируемых раздувных и плоских пленок
Eastman (Tenite)	Полимер на основе целлюлозы
Fatra(Ecofol)	Упаковочная пленка на основе крахмала с полиолефином
IFA (Fasal)	Полимер на основе целлюлозы
Innovia Films (Natureflex)	Полимер на основе целлюлозы
Novamont  (MaterBi)	Полимер на основе пшеничных зерен
Planic_Technologies_(Plantic)	Полимер на основе пшеничных зерен
Procter&Gamble	Полигидроксиалканы
Research development	Пленка на основе целлюлозы крахмала и макромолекул хитозана, выделяемого из панцирей крабов, креветок, моллюсков
Rodenburg Вiроlimers  (Solanyl)	Полимер на основе пшеничных зерен и очисток картофеля
Tubize Plastics (Biocide)	Полимер на основе ацетата целлюлозы с пластификаторами и др. добавками
Warner-Lambert Co (Novon, Novon 2020, Novon 3001)	Полимер на основе крахмала, пластифицированного водой; часто содержит модифицированные производные полисахаридов.

 

3 Посуда из самоутилизирующихся материалов

 

Одноразовая столовая  посуда, изготовленная из полистирола, может представлять серьезную угрозу здоровью, включая рак и проблемы с пищеварением. Китайское правительство официально запретило использованием ПС ещё в 1999 г., но и производство из него и его потребление по-прежнему процветает в Китае. По сообщению China Daily, до 70 процентов одноразовых пищевых контейнеров, производство которых в Китае оценивается в 12 миллиардов, создается из пористого белого материала. 

И вот здесь-то и вступают в игру химики. Группа исследователей из Нанцзинского Нормального Университета и Нанцзинского Университета разработали новый материал, который обладает сверхабсорбирующей способностью, и может производиться с использованием отходов ПС.

Это исследование должно снять проблему “белого загрязнения”, которое так называют из-за слоев неразлагаемого мусора, которые покрывают ландшафт Китая, особенно, в небольших городках, которые страдают от отсутствия адекватной муниципальной системы захоронения отходов. По сообщению China Daily, в Китае ежедневно выбрасывается более 2 миллиардов пластмассовых пакетов, здесь потребляется около 6.5 миллиардов единиц одноразовых столовых приборов в год.

Проводились испытания альтернативной упаковки, но не было достигнуто каких-либо устойчивых результатов. В прошлом году Ли Пеисен, - заместитель директора Пекинского института по экономическим исследованиям проблем рециклинга, - изучал состояние рынка одноразовой столовой посуды. Он обнаружил, что производителям «зеленой» посуды, которая производится из картона, рисовой шелухи, соломы и крахмала, приходится выдерживать значительную конкуренцию [3].

В провинции Гуандун 16 предприятий начали производить не наносящую ущерба окружающей среде столовую посуду в 2000 г. Но через четыре года их осталось только пять. Остальные закрылись из-за финансовых трудностей.

В 2002 г. общий объем производства «зеленой» столовой посуды составил в целом по стране две пятых от объема выпускаемой посуды из полимеров. В целом, было установлено, что потребители и поставщики не желают платить больше за биологически разлагаемые контейнеры, которые стоят в несколько раз дороже. [По данным Shanghai Star, стоимость продуктов из биологически разлагаемой пластмассы примерно на 70 - 80 процентов выше, чем стоимость обыкновенных пластмассовых продуктов]. Также, их механические свойства, санитарное качество и способность сохранять теплоту уступают аналогичным свойствам полимерных изделий.

Но что еще важнее, маркировка в качестве биологически разлагаемого продукта может дезориентировать потребителя. По словам Тана Сайчженя, старшего инженера Китайского информационного центра легкой промышленности, а также эксперта по разлагаемым пластмассам, продукты, на которых стоит такая маркировка, на самом деле, способны лишь частично разлагаться с годами.

На самом деле некоторые из этих “новых” продуктов содержат больше веществ, устойчивых к воздействию воды или масла, которые трудно поддаются разложению при естественных условиях. Это, в особенности, относится к упаковке из материалов на основе крахмала, которая не гниет при упаковке в мусорную кучу, поскольку ее разложение возможно только под воздействием солнечного света. Поэтому, если их будут бесконтрольно выбрасывать повсюду, так называемая биологически разлагаемая столовая посуда может также вызывать белое загрязнение”, говорит Тан.

В этой связи, существует угроза, что сочетание застарелых привычек, предпочтений потребителей, высоких затрат, неэффективности производителей и дезинформации будут продолжать, или даже усугублять, проблему утилизации твердых отходов, существующую в Китае.

А тем временем, нам остается только надеяться, что люди, разрабатывающие инновации, такие как члены исследовательского коллектива из Нанцзиня, смогут найти правильные химические рецептуры для создания возобновляемых решений, которые положат конец белому загрязнению [4].

 

Рисунок 3.1 Биоразлагаемая посуда из материала NatureWorksPLA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Интересные разработки самоутилизирующихся продуктов

 

В Израиле начали производить бутылки из кукурузных волокон, точнее, из их органических соединений.

Такая бутылка может находиться в компостной куче 90 дней. К этому времени она полностью разлагается. Более того, такие бутылки абсолютно не отличаются от обычных пластиковых бутылок. Новые бутылки только немного жестче, но зато они разлагаются бесследно. Здесь даже этикетка разлагается, что также немаловажно. Не повезло пока еще крышечке, она все еще из пластика.

В Нидерландах одна из ведущих фирм по производству обуви выпустила линию «самоутилизируемых» кроссовок.  Для обуви использованы инновационные материалы: мягкий «дышащий» холст и гибкая пробковая подошва, которая станет частью почвы, как только будет предана земле. Известно, что такие кроссовки после вывезения на свалку превратятся в компост через 150 дней. Но производители не остановились, и на пути к оздоровлению нашей планеты добавили в подошву обуви семена растений. Так что, после того как обладатель таких кроссовок решит их выкинуть, ему будет достаточно закопать их у себя во дворе и наслаждаться маленькой клумбой на месте их «захоронения».

Голландские ученые не остановились на достигнутом, и планируют внедрить в производство предметы интерьера, которые полностью самоутилизируются. Пока планируется выпустить в свет линию мебели для гостиной, а именно диваны и кресла. Они будут состоять из биоразлагаемых полимеров и картофельного крахмала! Чтобы мебель после того, как утратила свои первоначальные свойства, не оставила большие слои мусора на городских свалках, ее необходимо будет закопать в землю, после контакта с водой процесс биоразложения будет необратим и, как утверждают ученые, через 3 месяца от нее не останется и следа! Правда пока не понятно, кто будет покупать мебель к себе домой, на которую нельзя пролить жидкость.

 

 

Заключение

 

На сегодняшний день проблема утилизации отходов во всем Мире, одна из особо острых проблем человечества. Строительство заводов по утилизации мусора дорогостоящее, и  экономически не выгодно в некоторых областях.

Выход у человечества только один - ускорить естественные процессы разрушения продуктов. Ученые нашли верное решение - созданы катализаторы для ускорения процессов биоразложения продуктов. Их действие основано на резком ускорении процессов окисления полимерного материала под действием таких факторов, как солнечный свет и кислород воздуха. Теперь, добавляя мизерные доли катализатора в продукты, а именно пластики, при их производстве, можно получить ничем не отличающиеся от прежних пластиковую бутылку или пакет, такой же прочности, которые так же можно пустить в переработку, за одним исключением – спустя месяц, год, два или три, в зависимости от катализатора, эта бутылка или пакет превратятся в лужицу воды и углекислый газ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

 

1 «Рециклинг отходов»  выпуск №3, 2006 – Санкт-Петербург.

2 «В мире науки», №7, 2007: — Санкт-Петербург.

3 «Экология: курс лекций»  Ильин В.И – М.: Перспектива 2005

4 http://www.polymery.ru/letter.php?n_id=2912&cat_id=10