Bio-asoslangan plastmassalar: Barqaror kelajak uchun o'simliklardan olingan polimerlar

Plastmassalarga bo'lgan global talab doimiy ravishda ortib bormoqda, bu esa o'z-o'zidan jiddiy ekologik muammolarni keltirib chiqaradi. Asosan qazilma yoqilg'idan olingan an'anaviy plastmassalar issiqxona gazlari chiqindilariga, resurslarning kamayishiga va doimiy ifloslanishga hissa qo'shadi. Ushbu muammolarga javoban, qayta tiklanadigan biomassa manbalaridan olingan bio-asoslangan plastmassalar jozibali muqobil sifatida paydo bo'ldi. Ushbu keng qamrovli qo'llanma bio-asoslangan plastmassalar dunyosini o'rganadi, ularning turlari, afzalliklari, qiyinchiliklari, qo'llanilishi va yanada barqaror kelajak yaratishdagi istiqbollarini o'rganadi.

Bio-asoslangan plastmassalar nima?

Bio-asoslangan plastmassalar, shuningdek, bio-plastmassalar (garchi bu atama biologik parchalanadigan plastmassalarni ham o'z ichiga olishi mumkin) sifatida ham tanilgan, butunlay yoki qisman makkajo'xori kraxmali, shakarqamish, o'simlik moylari va tsellyuloza kabi qayta tiklanadigan biomassa manbalaridan olingan plastmassalardir. Ushbu materiallar qazilma yoqilg'iga bo'lgan qaramligimizni kamaytirish va plastmassa ishlab chiqarish va utilizatsiya qilish bilan bog'liq ekologik ta'sirni minimallashtirish uchun potentsial yo'lni taklif qiladi.

"Bio-asoslangan" va "biologik parchalanadigan" o'rtasidagi farqni ajratib ko'rsatish juda muhim. Plastmassa biologik parchalanadigan bo'lmasdan bio-asoslangan bo'lishi mumkin va aksincha. Ba'zi bio-asoslangan plastmassalar an'anaviy plastmassalar bilan kimyoviy jihatdan bir xil (masalan, bio-asoslangan polietilen), boshqalari esa noyob xususiyatlarga ega.

Bio-asoslangan plastmassalar turlari

Bio-asoslangan plastmassalar har biri o'ziga xos xususiyatlari va qo'llanilishiga ega bo'lgan turli xil materiallarni o'z ichiga oladi. Mana eng keng tarqalgan turlaridan ba'zilari:

1. Polilaktik kislota (PLA)

PLA - makkajo'xori, shakarqamish yoki kassava kabi fermentlangan o'simlik kraxmalidan olingan eng keng qo'llaniladigan bio-asoslangan plastmassalardan biridir. U ma'lum kompostlash sharoitida biologik parchalanadi va odatda qadoqlash, oziq-ovqat mahsulotlari (kuboklar, vilkalar) va to'qimachilikda qo'llaniladi. PLA yaxshi kuchlanish kuchini ta'minlaydi va biologik parchalanuvchanlik asosiy talab bo'lgan ilovalarda qo'llash uchun mos keladi. Misol uchun, Italiyada PLA ko'pincha ishlatilgandan so'ng tuproqda to'g'ridan-to'g'ri parchalanadigan qishloq xo'jaligi mulch plyonkalarda qo'llaniladi.

2. Kraxmal aralashmalari

Kraxmal aralashmalari kraxmal (odatda makkajo'xori, kartoshka yoki tapiokadan) boshqa polimerlar, bio-asoslangan yoki qazilma asosidagi polimerlar bilan birlashtirish orqali tayyorlanadi. Kraxmalning nisbati farq qilishi mumkin, bu materialning biologik parchalanuvchanligi va mexanik xususiyatlariga ta'sir qiladi. Kraxmal aralashmalari bo'sh qadoqlash, xarid qilish paketlari va qishloq xo'jaligi plyonkalari kabi ilovalarda qo'llaniladi. Janubi-Sharqiy Osiyoning ba'zi mamlakatlarida tapioka kraxmali bio-plastmassa ishlab chiqarish uchun asos sifatida tobora ko'proq qo'llanilmoqda.

3. Poligidroksialkanoatlar (PHAs)

PHAs - mikroorganizmlar tomonidan fermentatsiya jarayonlari orqali ishlab chiqarilgan poliesterlar oilasidir. Ular tuproq va dengiz muhitlari kabi turli xil muhitlarda biologik parchalanadi, bu ularni hayot oxirida boshqarish qiyin bo'lgan ilovalar uchun ayniqsa jozibali variantga aylantiradi. PHAs qattiqdan moslashuvchanga qadar keng xususiyatlarga ega bo'lishi mumkin, bu ularning potentsial qo'llanilishini kengaytiradi. PHA ishlab chiqarishning narx samaradorligini oshirish bo'yicha tadqiqot va ishlanmalar davom etmoqda.

4. Tsellyuloza asosidagi plastmassalar

Tsellyuloza, o'simlik hujayra devorlarining asosiy strukturaviy komponenti, mo'l va qayta tiklanadigan resursdir. Tsellyuloza asosidagi plastmassalar qayta ishlangan tsellyulozadan, ko'pincha tsellyuloza asetat yoki tsellyuloza hosilalari shaklida tayyorlanadi. Ushbu materiallar plyonkalar, tolalarga va kalıplanmış mahsulotlarga o'xshash ilovalarda qo'llaniladi. Misollar - ko'zoynak ramkalari, to'qimachilik tolalari (rayon) va sigareta filtrları. Braziliyada tadqiqotlar shakarqamish bagassidan (sharbatni olishdan keyin qolgan tolali qoldiq) olingan tsellyulozani bio-asoslangan plastmassalar ishlab chiqarishda qo'llashni o'rganmoqda.

5. Bio-asoslangan polietilen (PE)

Bio-asoslangan polietilen kimyoviy jihatdan an'anaviy polietilenga o'xshash, lekin shakarqamish yoki makkajo'xori kabi qayta tiklanadigan manbalardan olinadi. U an'anaviy PE bilan bir xil ilovalarda, masalan, qadoqlash plyonkalari, shishalar va idishlarda qo'llanilishi mumkin. Bio-asoslangan PE ning muhim afzalligi shundaki, u mavjud PE qayta ishlash oqimlarida qayta ishlanadi, bu esa uni aylanma iqtisodiyotga integratsiyalashishini osonlashtiradi. Braziliya shakarqamishdan bio-asoslangan polietilenning yetakchi ishlab chiqaruvchisidir.

6. Bio-asoslangan polietilen tereftalat (PET)

Bio-asoslangan PE ga o'xshash, bio-asoslangan PET kimyoviy jihatdan an'anaviy PET ga o'xshash, lekin qayta tiklanadigan manbalardan olinadi. U ichimlik shishalari, oziq-ovqat mahsulotlari va to'qimachilikda qo'llaniladi. Bio-asoslangan PET mavjud PET qayta ishlash infratuzilmasi orqali qayta ishlanishi mumkin. Misol uchun, Coca-Cola kompaniyasi o'zining PlantBottle qadoqlarida bio-asoslangan PETdan foydalangan.

Bio-asoslangan plastmassalarning afzalliklari

Bio-asoslangan plastmassalar an'anaviy plastmassalarga nisbatan bir qator potentsial afzalliklarni taklif etadi:

• Qazilma yoqilg'iga bo'lgan qaramlikni kamaytirish: Qayta tiklanadigan biomassa manbalaridan foydalanish orqali bio-asoslangan plastmassalar cheklangan qazilma yoqilg'i zaxiralariga bo'lgan qaramligimizni kamaytiradi.
• Issiqxona gazlari chiqindilarining kamayishi: Bio-asoslangan plastmassalarni ishlab chiqarish an'anaviy plastmassalarga nisbatan, ayniqsa, butun hayot davrini hisobga olgan holda, issiqxona gazlari chiqindilarining kamayishiga olib kelishi mumkin. O'sish davrida o'simliklar tomonidan so'rilgan uglerod ishlab chiqarish va utilizatsiya qilishdan kelib chiqadigan chiqindilarni qoplashi mumkin.
• Biologik parchalanuvchanlik imkoniyati: Ba'zi bio-asoslangan plastmassalar ma'lum sharoitlarda biologik parchalanadi va atrof-muhitda plastmassa chiqindilarining to'planishini kamaytiradi. Bu, ayniqsa, yig'ish va qayta ishlash qiyin bo'lgan ilovalar uchun foydalidir.
• Qayta tiklanadigan resurslardan foydalanish: Bio-asoslangan plastmassalar barqaror resurslarni boshqarish va tabiiy ekotizimlarga bosimni kamaytirishga yordam beruvchi qayta tiklanadigan resurslardan foydalanadi.
• Aylanma iqtisodiyot salohiyati: Bio-asoslangan plastmassalar, ayniqsa, qayta ishlanadigan yoki kompostlanadigan, aylana iqtisodiyotga halqa yopib va chiqindilarni minimallashtirish orqali hissa qo'shishi mumkin.

Bio-asoslangan plastmassalarning qiyinchiliklari va cheklovlari

Potentsial afzalliklariga qaramay, bio-asoslangan plastmassalar ham bir qator qiyinchiliklarga duch kelmoqda:

• Narx raqobatbardoshligi: Bio-asoslangan plastmassalar an'anaviy plastmassalarga qaraganda ishlab chiqarish uchun ko'pincha qimmatroq bo'lib, ularning keng qo'llanilishiga to'sqinlik qiladi. Ishlab chiqarish xarajatlarini kamaytirish uchun miqyos iqtisodiyoti va texnologik yutuqlar zarur.
• Ishlash cheklovlari: Ba'zi bio-asoslangan plastmassalar an'anaviy plastmassalar bilan bir xil mexanik xususiyatlarga (masalan, mustahkamlik, issiqlikka chidamlilik) ega bo'lmasligi mumkin, bu ularning ma'lum ilovalarda qo'llanilishini cheklaydi. Davom etayotgan tadqiqotlar bio-asoslangan materiallarning ishlashini yaxshilashga qaratilgan.
• Er maydonidan foydalanish bilan bog'liq muammolar: Bio-asoslangan plastmassalar uchun biomassa etishtirish oziq-ovqat ishlab chiqarish bilan raqobatlashishi va agar barqaror boshqarilmasa, o'rmonlarning kesilishiga hissa qo'shishi mumkin. Ushbu muammolarni hal qilish uchun barqaror manbalarni tanlash amaliyoti va oziq-ovqat bo'lmagan ekinlardan foydalanish juda muhimdir.
• Biologik parchalanuvchanlik cheklovlari: Barcha bio-asoslangan plastmassalar biologik parchalanmaydi va ular biologik parchalanadiganlar ham samarali buzilish uchun ma'lum kompostlash sharoitlarini (masalan, yuqori harorat, namlik) talab qiladi. Biologik parchalanuvchanlik haqidagi noto'g'ri tushunchalar noto'g'ri utilizatsiya va atrof-muhitning ifloslanishiga olib kelishi mumkin.
• Infratuzilmaviy bo'shliqlar: Bio-asoslangan plastmassalar uchun etarli kompostlash infratuzilmasi va qayta ishlash ob'ektlarining yo'qligi ularning hayot oxirini to'g'ri boshqarishga to'sqinlik qilishi mumkin. Ushbu materiallarning keng qo'llanilishini qo'llab-quvvatlash uchun infratuzilmaga sarmoya kiritish kerak.
• "Yashil yuvish" bilan bog'liq muammolar: "Bioplastik" atamasi ba'zan bo'sh qo'llaniladi va iste'molchilar orasida chalkashliklarga olib keladi. Turli xil bio-asoslangan plastmassalar va ularning xususiyatlarini ajratish uchun aniq va to'g'ri yorliqlash juda muhimdir.

Bio-asoslangan plastmassalarning qo'llanilishi

Bio-asoslangan plastmassalar keng ko'lamli sohalarda qo'llanilmoqda:

• Qadoqlash: Oziq-ovqat mahsulotlarini qadoqlash, ichimlik shishalari, plyonkalar va idishlar. Misollar - yangi mahsulotlar uchun PLA patnislar va nonni qadoqlash uchun bio-asoslangan PE plyonkalari.
• Oziq-ovqat xizmati: Bir martalik vilkalar, kuboklar, plastinkalar va somonlar. PLA vilkalar ko'pincha tadbirlar va festivallarda qo'llaniladi.
• Qishloq xo'jaligi: Mulch plyonkalari, ko'chat qozonlari va nazorat qilinadigan o'g'it qoplamalari. Kraxmal aralashmalaridan tayyorlangan biologik parchalanadigan mulch plyonkalari hosil yig'ib olingandan keyin qo'lda olib tashlash zaruratini kamaytiradi.
• To'qimachilik: Kiyim, gilam va mebel. PLA tolalari ba'zi kiyim-kechak va uy to'qimachilik mahsulotlarida qo'llaniladi.
• Maishiy elektronika: Mobil telefonlar, noutbuklar va boshqa elektron qurilmalar uchun korpuslar. Ba'zi ishlab chiqaruvchilar elektron komponentlarda bio-asoslangan plastmassalardan foydalanishni o'rganmoqdalar.
• Avtomobilsozlik: Ichki qismlar, masalan, panel va eshik panellari. Bio-asoslangan materiallar avtomobillar og'irligini kamaytirishi va yoqilg'i samaradorligini oshirishi mumkin.
• Tibbiyot: Tikuvlar, implantlar va dori vositalarini yetkazib berish tizimlari. Biologik parchalanadigan polimerlar nazorat ostida buzilish talab qilinadigan tibbiy ilovalarda qo'llaniladi.
• 3D bosib chiqarish: PLA 3D bosib chiqarish uchun mashhur material bo'lib, foydalanishning qulayligi va biologik parchalanuvchanligi tufayli.

Bio-asoslangan plastmassalarning kelajagi

Bio-asoslangan plastmassalarning kelajagi istiqbolli bo'lib, ularning ishlashini yaxshilash, ularning narxini kamaytirish va ularning qo'llanilishini kengaytirishga qaratilgan davom etayotgan tadqiqot va ishlanmalar olib borilmoqda. Bio-asoslangan plastmassalarning kelajagini shakllantiradigan asosiy tendentsiyalarga quyidagilar kiradi:

• Texnologik yutuqlar: Yangi biomassa manbalariga, takomillashtirilgan ishlab chiqarish jarayonlariga va yangi polimer formulalariga oid tadqiqotlar yanada samarali va tejamkor bio-asoslangan plastmassalarga olib keladi.
• Siyosiy qo'llab-quvvatlash: Bio-asoslangan materiallar uchun imtiyozlar va bir martalik plastmassalarga oid qoidalar kabi hukumat siyosati bio-asoslangan plastmassalarni qo'llashni tezlashtirishi mumkin. Misol uchun, Yevropa Ittifoqining Yashil shartnomasi aylanma iqtisodiyot strategiyasining bir qismi sifatida bio-asoslangan va biologik parchalanadigan plastmassalardan foydalanishni targ'ib qiladi.
• Iste'molchilarning xabardorligi: Bio-asoslangan plastmassalarning ekologik afzalliklari to'g'risida iste'molchilarning xabardorligini oshirish ushbu materiallarga talabni oshiradi. Iste'molchilarni xabardor qilish va chalkashliklarga yo'l qo'ymaslik uchun aniq va to'g'ri yorliqlash juda muhimdir.
• Hamkorlik va sheriklik: Qiyinchiliklarni bartaraf etish va bio-asoslangan plastmassalarning to'liq salohiyatini ochish uchun tadqiqotchilar, sanoat va siyosatchilar o'rtasidagi hamkorlik juda muhimdir.
• Barqaror manbalarni tanlash amaliyoti: Bio-asoslangan plastmassalar uchun biomassa barqaror manbalardan olinishini ta'minlash ekologik ta'sirni minimallashtirish uchun zarur. Barqaror manbalarni targ'ib qilishga yordam berish uchun Barqaror Biomateriallar bo'yicha Davra suhbati (RSB) kabi sertifikatlash sxemalari yordam berishi mumkin.
• Muayyan muhitlar uchun biologik parchalanadigan plastmassalarni ishlab chiqish: Okeanlar va suv yo'llarida plastik ifloslanish muammosini hal qilish uchun muayyan muhitlarda (masalan, dengiz muhitida) parchalanishi mumkin bo'lgan biologik parchalanadigan plastmassalarni yaratishga e'tibor qaratiladi.

Bio-asoslangan plastmassa tashabbuslarining global misollari

Dunyo bo'ylab ko'plab tashabbuslar bio-asoslangan plastmassalarni ishlab chiqish va qo'llashga ko'maklashmoqda:

• Braziliya: Shakarqamishdan bio-asoslangan polietilenning yetakchi ishlab chiqaruvchisi. Braziliyaning neft-kimyo kompaniyasi Braskem global bio-asoslangan plastmassa bozorida asosiy o'yinchi hisoblanadi.
• Yevropa: Yevropa Ittifoqining Bioiqtisodiyot strategiyasi bio-asoslangan plastmassalarni o'z ichiga olgan barqaror va aylanma bioiqtisodiyotni rivojlantirishga ko'maklashadi. Yevropaning bir qancha kompaniyalari innovatsion bio-asoslangan plastmassa materiallarini ishlab chiqmoqda va ishlab chiqarmoqda.
• Tailand: Tailand bio-plastmassa sektoriga katta miqdorda sarmoya kiritmoqda. Mamlakat bio-asoslangan plastmassa ishlab chiqarishni qo'llab-quvvatlaydigan kuchli qishloq xo'jaligi bazasiga ega.
• Qo'shma Shtatlar: Qo'shma Shtatlardagi kompaniyalar qadoqlashdan tortib avtomobil qismlarigacha bo'lgan keng turdagi bio-asoslangan plastmassa materiallari va ilovalarini ishlab chiqmoqdalar.
• Xitoy: Xitoy plastmassa iste'molining asosiy bozoridir va tobora ko'proq bio-asoslangan muqobillarga qiziqish bildirmoqda. Xitoy hukumati mahalliy bio-asoslangan plastmassa sanoatini rivojlantirishni qo'llab-quvvatlamoqda.

Xulosa

Bio-asoslangan plastmassalar qazilma yoqilg'iga bo'lgan qaramligimizni kamaytirish, issiqxona gazlari chiqindilarini kamaytirish va qayta tiklanadigan resurslardan foydalanishni rag'batlantirish orqali yanada barqaror kelajakka olib boradigan istiqbolli yo'lni taklif qiladi. Narx, ishlash va infratuzilma nuqtai nazaridan qiyinchiliklar saqlanib qolayotgan bo'lsa-da, davom etayotgan tadqiqotlar, siyosiy qo'llab-quvvatlash va iste'molchilarning xabardorligi bio-asoslangan plastmassa bozorining o'sishiga olib kelmoqda. Barqaror manbalarni tanlash amaliyotini qo'llash, infratuzilmaga sarmoya kiritish va aniq yorliqlarni rag'batlantirish orqali biz aylanma iqtisodiyotni yaratish va kelajak avlodlar uchun sayyoramizni himoya qilish uchun bio-asoslangan plastmassalarning to'liq salohiyatini ochishimiz mumkin. Texnologiya rivojlanib, ishlab chiqarish ko'paygan sari, bio-asoslangan plastmassalar an'anaviy, ekologik zararli plastmassalarga bo'lgan qaramligimizni kamaytirishda tobora muhim rol o'ynaydi. Iste'molchilar, korxonalar va hukumatlarning barchasi ushbu innovatsion materiallarni qo'llashga yordam berish va yanada barqaror kelajakka hissa qo'shishda o'z roliga ega.