Загрязнение пластиком стало все более серьезной экологической проблемой, представляющей значительную угрозу для экосистем, дикой природы и здоровья человека. Сотни миллионов тонн пластиковых отходов ежегодно попадают в океаны, образуя огромные мусорные пятна, которые опустошают морские экосистемы. На суше накопление пластиковых отходов не только занимает ценное пространство, но и выделяет вредные вещества, загрязняющие почву и грунтовые воды.

Традиционные пластмассы на основе нефти очень долговечны, для их разложения требуются сотни или даже тысячи лет, что приводит к долгосрочному загрязнению окружающей среды. В ответ на эту проблему биоразлагаемые пластиковые пакеты стали потенциальным решением. В отличие от обычных пластиковых пакетов, биоразлагаемые версии предназначены для разложения в определенных условиях под действием микроорганизмов, в конечном итоге возвращаясь в природу и уменьшая долгосрочное загрязнение. Однако эффективность и устойчивость биоразлагаемых пластиковых пакетов остаются предметом дискуссий.

Экологические преимущества биоразлагаемых пластиковых пакетов начинаются с их сырья. Вместо полимеров на основе нефти эти пакеты в основном используют возобновляемые растительные ресурсы, такие как кукурузный крахмал, крахмал маниоки или картофельный крахмал. Эти материалы не только экологичны, но и могут разлагаться в определенных условиях.

В настоящее время на рынке представлено несколько типов биоразлагаемых пластиковых смол:

• Полимолочная кислота (PLA): Термопластичный полимер, полученный из ферментированного кукурузного крахмала, сахарного тростника или других возобновляемых ресурсов. PLA обладает отличной биосовместимостью и биоразлагаемостью, что делает его пригодным для упаковки пищевых продуктов, одноразовой посуды и текстиля.
• Полигидроксиалканоаты (PHA): Класс природных полиэфиров, полученных путем бактериальной ферментации. PHA обладает высокой биоразлагаемостью и биосовместимостью, разлагаясь в различных средах.
• Пластмассы на основе крахмала: Смеси крахмала и других биоразлагаемых полимеров. Хотя эти материалы экономичны, они обладают худшими механическими свойствами и водостойкостью.
• Пластмассы на основе целлюлозы: Получены из целлюлозы (основного компонента клеточных стенок растений). Эти пластмассы обладают отличной биоразлагаемостью и возобновляемостью, но имеют более высокую стоимость производства.

Оценка устойчивости биоразлагаемых пластиковых пакетов требует учета нескольких факторов:

• Землепользование: Выращивание сельскохозяйственных культур для производства биоразлагаемого пластика требует земельных ресурсов, что потенциально влияет на биоразнообразие и экосистемы.
• Потребление воды: Сельскохозяйственное производство требует значительных водных ресурсов, которые необходимо оценивать с точки зрения местного воздействия.
• Использование удобрений и пестицидов: Фермерство обычно включает в себя эти ресурсы, которые могут влиять на качество почвы и воды.
• Потребление энергии: Выращивание, сбор урожая и переработка сельскохозяйственных культур требуют энергии, что способствует изменению климата.

Смола является ключевым сырьем для производства пластиковых пакетов. Хотя производственный процесс напоминает процесс производства традиционных пластиковых смол, исходные материалы значительно различаются. Биоразлагаемые пластиковые смолы в основном используют кукурузный, маниоковый или картофельный крахмал. Процесс включает нагревание, смешивание и экструзию для создания прочных, гибких гранул смолы для последующего производства пакетов.

Для PLA производственный процесс включает в себя:

1. Экстракция крахмала: Получен из кукурузы или других растений.
2. Ферментация: Преобразование крахмала в молочную кислоту.
3. Полимеризация: Молочная кислота полимеризуется в PLA.
4. Гранулирование: PLA расплавляется, экструдируется и разрезается на гранулы.

Производство смолы потребляет значительное количество энергии и воды, а также образует отходы. Эти экологические последствия необходимо сравнить с производством традиционного пластика.

После производства смолы пакеты изготавливаются методом экструзии раздувом пленки. Этот процесс расплавляет смолу, надувает ее в пузырь, охлаждает в пленку, а затем разрезает и запечатывает в пакеты различных размеров и форм.

Основные этапы включают:

1. Расплавление смолы: Нагрев гранул смолы до расплавления.
2. Экструзия: Проталкивание расплавленной смолы через фильеру для образования трубки.
3. Надувание: Расширение трубки в пузырь.
4. Охлаждение: Затвердевание пузыря.
5. Расплющивание: Прессование пузыря в пленку.
6. Резка и запайка: Создание окончательных размеров пакета.

После формирования пакета может быть нанесена печать для брендинга или дизайна. Обычно используются чернила на основе сои, поскольку они нетоксичны, экологически чисты и создают яркие, стойкие цвета.

Каждая партия биоразлагаемых пластиковых пакетов проходит строгие испытания для проверки долговечности, прочности и соответствия стандартам устойчивости. Это обеспечивает полную биоразлагаемость в течение указанного периода времени.

Одобренные пакеты упаковываются и распространяются по всему миру, что позволяет предприятиям всех размеров повышать устойчивость в своей деятельности.

Процесс деградации биоразлагаемых пластиковых пакетов имеет решающее значение для оценки воздействия на окружающую среду. Основные этапы включают:

1. Гидролиз: Молекулы воды разрывают полимерные связи, снижая молекулярную массу.
2. Окисление: Кислород реагирует с полимерами, образуя продукты окисления.
3. Биоразложение: Микроорганизмы потребляют полимеры, превращая их в углекислый газ, воду и биомассу.

Хотя производство биоразлагаемых пластиковых пакетов в настоящее время обходится дороже, чем производство традиционных пластмасс, признание потребителями растет из-за повышенной осведомленности об окружающей среде. Ожидается, что спрос на рынке будет неуклонно расти.

Ведущие производители демонстрируют, что устойчивое производство требует приверженности всей цепочке поставок, от сырья до конечного распространения.

Биоразлагаемые пластиковые пакеты предлагают потенциальную альтернативу обычным пластмассам в решении проблемы загрязнения. Однако их эффективность и устойчивость требуют постоянной оценки. Благодаря анализу данных и постоянным инновациям эти продукты могут внести вклад в более устойчивое будущее.