Plastics_3_2015

w w w . p l a s t i c s . r u 50 СПЕЦТЕМА/ БИО- И НАНОПЛАСТИКИ П Л А С Т И К С № 3 ( 1 4 3 ) 2 0 1 5 ными пластиками, полиэфирами группы 2 или инертными наполнителями. Что касается прочности на разрыв, то она примерно оди- накова как у классических пластиков, так и у биоразлагаемых. Небольшое преимущество здесь у биоразлагаемых полиэфиров (рис. 3). Еще один важный интегрированный показатель — барьерные свойства, то есть способность тонкого слоя полимера препят- ствовать диффузии сквозь него газов и паров воды. Обычные полимеры, применяемые для пленок, например, полипропилен, обла- дают прекрасными барьерными свойствами. У биопластиков не все однозначно. Напри- мер, бутылки из PLA допускают диффузию СО 2 , поэтому не подходят для газированных напитков; сополимеры типа PBAT пропуска- ют в два раза меньше кислорода, чем линей- ный полиэтилен, зато в 100 раз больше паров воды. По комплексу свойств биоразлагаемые пластики в целом малопригодны для изго- товления деталей, испытывающих ударные нагрузки и вообще эксплуатируемых под на- пряжением. В то же время они хорошо под- ходят для изготовления, например, пленок и упаковки. Вообще исторически одним из самых первых применений биоразлагаемых полимеров, актуальным и сейчас, стали пленки для сельского хозяйства, где они используются в основном для мульчирова- ния — создания своего рода экрана между почвой и воздухом. Раньше для мульчиро- вания использовали всевозможные орга- нические отходы — солому, бумагу, торф, песок. Биоразлагаемые пленки как нельзя лучше соответствуют этим целям: их удобнее раскладывать, этот процесс поддается меха- низации, а материал со временем исчезает сам. Никаких особых прочностных харак- теристик таким пленкам не нужно. Экструзия пленок — основное направле- ние переработки биоразлагаемых полиме- ров группы 4 (табл. 1). Исключение — по- лигидроксиалканоаты (группа 4б), которые достаточно дороги для продукции массового спроса с коротким периодом эксплуатации. Что касается собственно биодеградации, то и это свойство проявляется у различных материалов по-разному. Разрушение поли- мерных молекул может идти двумя путя- ми: физико-химическим, путем гидролиза под действием кислотных или щелочных сред, либо под действием бактериальных и грибковых культур, которые осуществляют ферментативное разложение полимеров. Скорости биодеградации путем гидролиза, как правило, ниже, чем под воздействием микроорганизмов. Некоторые полимеры (PCL), не будучи помещенными в компост- ную среду (где присутствуют бактерии), раз- лагаются очень долго — от двух до четырех лет. Для полимеров группы 4 типовой скоро- стью биоразложения в условиях повышен- ной температуры, слегка щелочной среды и бактериальной активности (то есть компост) является диапазон от 7 до 10 недель. Однако эти цифры в значительной мере условны. В некоторых экспериментах по разложе- ниюматериалов в почвах компаундына осно- ве PLA и крахмала по скорости разложения сильно уступали PBAT. Сельскохозяйствен- ная пленка из чистойPLA в песчаной почве за 35 недель теряла только 14% веса. Этот при- мер показывает, насколько велика роль кон- кретных условий для реализации биологи- ческой деградации материалов. Главное, что нужно знать про биоразлагаемые пластики в этом аспекте, — их способность к биораз- ложению полностью зависит от условий их размещения в качестве отходов. Продолжение в следующем номере. Bioplastics: Prospects in Russia Andrey Kostin In 2014 Russian government introduced its initiative for gradual shift from conven- tional plastics applied in food packaging to biodegradable materials. Namely the plan suggest to repeat the path of global petro- chemical industry which took several de- cades in just three years with neither scien- tific or production foundation nor significant state support and to become a leader in bio- plastics consumption. The risks involved in the plan are clearly visible and returns which the state expects to get from forced introduc- tion of bioplastics are rather mysterious. Полимеры Области применения Группа 2 PCL Хирургические иглы, имплантируемые резервуары для препаратов, материал для реконструкции тканей, выращивание органов, пломбирование зубных каналов; компаунд для крахмала PBS Упаковка, в том числе для агрохимии, фармацевтики; посуда, сельскохозяйственные пленки PBAT Пищевая упаковка, выращивание органов PGA Компаунд для PLA; шовный материал и иглы, конструкции для остеосинтеза, штифты, имплантируемые резервуары PVAL Компаунд для крахмала, клеевые основы, текстильная промышленность Группа 4 Крахмал и композиты Пленки для сельского хозяйства, одноразовая посуда, упаковка, в том числе пакеты PHA Шовные материалы, катетерные иглы, имплантируемые изделия, капсулы для препаратов; парфюмерия PLA Упаковка, в том числе пакеты, одноразовая посуда, бутылки для пищевых продуктов, игрушки Таблица 1. Сферы применения биоразлагаемых пластиков (источник — RUPEC) Фото BASF