PBAT نسبت به بسیاری از پلیمرها به کمال نزدیکتر است

پلیمرهای کامل - پلیمرهایی که خواص فیزیکی و اثرات محیطی را متعادل می کنند - وجود ندارند، اما پلی بوتیلن ترفتالات (PBAT) از بسیاری از آنها به کمال نزدیکتر است.

پس از دهه‌ها شکست در جلوگیری از پایان یافتن محصولات خود در محل‌های دفن زباله و اقیانوس‌ها، سازندگان پلیمرهای مصنوعی تحت فشار هستند تا مسئولیت خود را بر عهده بگیرند. بسیاری تلاش های خود را برای ترویج بازیافت برای دفع انتقادات مضاعف می کنند. سایر شرکت‌ها در تلاش هستند تا با سرمایه‌گذاری در پلاستیک‌های زیست تخریب‌پذیر مبتنی بر زیست تخریب‌پذیر مانند پلی لاکتیک اسید (PLA) و استرهای اسید چرب پلی هیدروکسی (PHA) مشکل زباله را برطرف کنند، به این امید که تخریب طبیعی حداقل مقداری از ضایعات را کاهش دهد.

اما هم بازیافت و هم پلیمرهای زیستی با موانعی روبرو هستند. به عنوان مثال، با وجود سال ها تلاش، ایالات متحده هنوز کمتر از 10 درصد پلاستیک ها را بازیافت می کند. و پلیمرهای مبتنی بر زیست - اغلب محصولات تخمیر - برای دستیابی به عملکرد و مقیاس پلیمرهای مصنوعی که قرار است جایگزین شوند، در تلاش هستند.

PBAT برخی از خواص مفید پلیمرهای مصنوعی و زیستی را ترکیب می کند. این ماده از محصولات رایج پتروشیمی - اسید ترفتالیک تصفیه شده (PTA)، بوتاندیول و اسید آدیپیک به دست می آید، اما زیست تخریب پذیر است. به عنوان یک پلیمر مصنوعی، می توان آن را به راحتی به صورت انبوه تولید کرد و دارای خواص فیزیکی لازم برای ساخت فیلم های انعطاف پذیر قابل مقایسه با پلاستیک های سنتی است.

علاقه به PBAT در حال افزایش است. تولیدکنندگان معتبری مانند BASF آلمان و Novamont ایتالیا پس از دهه ها رشد بازار شاهد افزایش تقاضا هستند. بیش از نیمی از تولیدکنندگان آسیایی به آن‌ها ملحق می‌شوند که انتظار دارند با تلاش دولت‌های منطقه برای پایداری، تجارت پلیمر رونق بگیرد.

Marc Verbruggen، مدیر عامل سابق تولید کننده PLA NatureWorks و اکنون یک مشاور مستقل، معتقد است که PBAT "ارزان‌ترین و آسان‌ترین محصول بیوپلاستیک برای تولید است" و معتقد است که PBAT در حال تبدیل شدن به بیوپلاستیک انعطاف‌پذیر برجسته است و از پلی سوکسینات بوتاندیول استر جلوتر است. PBS) و رقبای PHA. و احتمالاً در کنار PLA به عنوان دو پلاستیک زیست تخریب پذیر مهم قرار می گیرد که به گفته او در حال تبدیل شدن به محصول غالب برای کاربردهای سفت و سخت است.

رامانی نارایان، استاد مهندسی شیمی در دانشگاه ایالتی میشیگان، گفت که نقطه فروش اصلی PBAT - تجزیه زیستی آن - به جای اسکلت کربن-کربن در پلیمرهای تجزیه ناپذیر مانند پلی اتیلن، ناشی از پیوندهای استری است. پیوندهای استری به راحتی توسط آنزیم ها هیدرولیز شده و آسیب می بینند.

به عنوان مثال، پلی لاکتیک اسید و PHA پلی استرهایی هستند که با شکستن پیوندهای استری آنها تجزیه می شوند. اما رایج ترین پلی استر - پلی اتیلن ترفتالات (PET) که در الیاف و بطری های نوشابه استفاده می شود - به این راحتی تجزیه نمی شود. این به این دلیل است که حلقه معطر موجود در اسکلت آن از PTA می آید. به گفته نارایان، حلقه‌هایی که خواص ساختاری می‌دهند، PET را نیز آبگریز می‌کنند. او گفت: "آب به راحتی وارد نمی شود و کل فرآیند هیدرولیز را کند می کند."

Basf پلی بوتیلن ترفتالات (PBT)، پلی استری ساخته شده از بوتاندیول می سازد. محققان این شرکت به دنبال پلیمر زیست تخریب پذیری بودند که بتوانند به راحتی تولید کنند. آنها مقداری PTA را در PBT با اسید دی اسید گلیکولیک چربی جایگزین کردند. به این ترتیب قسمت های معطر پلیمر از هم جدا می شوند تا زیست تخریب پذیر باشند. در همان زمان، PTA کافی باقی می ماند تا به پلیمر خواص فیزیکی ارزشمندی بدهد.

نارایان معتقد است PBAT کمی بیشتر از PLA زیست تخریب پذیر است که برای تجزیه به کمپوست صنعتی نیاز دارد. اما نمی تواند با PHA های تجاری موجود، که در شرایط طبیعی، حتی در محیط های دریایی، زیست تخریب پذیر هستند، رقابت کند.

کارشناسان اغلب خواص فیزیکی PBAT را با پلی اتیلن کم چگالی مقایسه می کنند، پلیمری الاستیک که برای ساختن فیلم ها مانند کیسه های زباله استفاده می شود.

PBAT اغلب با PLA، یک پلیمر سفت و سخت با خواص پلی استایرن مخلوط می شود. برند Ecovio Basf بر اساس این ترکیب است. به عنوان مثال، Verbruggen می گوید یک کیسه خرید قابل کمپوست معمولا حاوی 85٪ PBAT و 15٪ PLA است.

Novamont بعد دیگری به دستور غذا اضافه می کند. این شرکت PBAT و دیگر پلی استرهای معطر آلیفاتیک زیست تخریب پذیر را با نشاسته مخلوط می کند تا رزین هایی برای کاربردهای خاص ایجاد کند.

استفانو فاکو، مدیر توسعه کسب‌وکار جدید این شرکت، گفت: «در 30 سال گذشته، Novamont روی برنامه‌هایی تمرکز کرده است که قابلیت‌های تخریب می‌توانند به خود محصول ارزش بیافزایند. "

یک بازار بزرگ برای PBAT مالچ است که در اطراف محصولات پخش می شود تا از علف های هرز جلوگیری کند و به حفظ رطوبت کمک کند. هنگامی که از فیلم پلی اتیلن استفاده می شود، باید به سمت بالا کشیده شود و اغلب در محل های دفن زباله دفن شود. اما فیلم های زیست تخریب پذیر را می توان مستقیماً در خاک کشت کرد.

یکی دیگر از بازارهای بزرگ کیسه های زباله قابل کمپوست برای سرویس غذا و جمع آوری مواد غذایی در منزل و زباله های حیاط است.

کیف‌های شرکت‌هایی مانند BioBag که اخیراً توسط Novamont خریداری شده‌اند، سال‌ها در خرده‌فروشان فروخته می‌شوند.