Úvod
S rostoucí celosvětovou poptávkou po udržitelných alternativách ke konvenčním plastům nebylo zaměření na biologicky odbouratelné plasty nikdy důležitější. Tyto polymery, schopné rozkladu na přírodní látky, představují ekologicky šetrnou alternativu k tradičním plastům.
I. Proč používat biologicky rozložitelné plasty?
Důvodů pro přijetí biologicky rozložitelných plastů je mnoho:
- Vliv na životní prostředí: Konvenční plasty přetrvávají v životním prostředí po staletí, což vede ke znečištění mikroplasty. Biologicky rozložitelné plasty pomáhají tento problém zmírnit.
- Účinnost zdrojů: Biologicky odbouratelné plasty, zejména ty, které pocházejí z obnovitelných zdrojů, zajišťují lepší využití zdrojů.
- Nakládání s odpady: Tyto plasty lze kompostovat, což zjednodušuje procesy nakládání s odpady.
II. Definice biodegradabilních plastů
Biologicky rozložitelné plasty jsou polymery, které lze rozložit působením živých organismů, typicky mikrobů, na vodu, oxid uhličitý a biomasu.
III. Typy Biologicky odbouratelné plasty a jejich vlastnosti
1. Kyselina polymléčná (PLA)
PLA je biopolymer získaný z obnovitelných zdrojů, jako je kukuřičný škrob, rýže a sladké brambory. Je to primárně polymer kyseliny mléčné.
- Výhody: Šetrné k životnímu prostředí, dobrá biokompatibilita, vynikající lesk a průhlednost.
- Nevýhody: Nízká křehkost, nízká teplota tepelné deformace a podprůměrná odolnost proti nárazu.
2. Polyhydroxyalkanoáty (PHA)
PHA jsou lineární polyestery produkované přirozeně bakteriální fermentací cukru nebo lipidů.
- Výhody: Biokompatibilita, dobrá plynová bariéra, voděodolnost a chvályhodná tepelná stabilita.
- Nevýhody: Drahé a vysoké výrobní náklady.
3. Škrobové/bílkovinné plasty
Jedná se buď o čistý termoplastický škrob nebo o směsi škrobu s jinými polymery. Mohou být získány výhradně z obnovitelných rostlinných surovin.
- Výhody: Nízké výrobní náklady.
- Nevýhody: Horší mechanické vlastnosti a omezená odolnost proti vodě.
4. Polybutylen sukcinát (PBS)
PBS je lineární mastný polyester syntetizovaný z kyseliny jantarové a butylenglykolu. Je biologicky odbouratelný a je známý pro své robustní vlastnosti.
- Výhody: Vynikající tepelná stabilita, chvályhodné mechanické vlastnosti a biologická odbouratelnost.
- Nevýhody: Křehkost u odrůd s vysokou molekulovou hmotností.
5. Alifatické polykarbonáty (APC)
APC jsou kopolymery odvozené z kombinace CO2 a epoxidových sloučenin. Zahrnují varianty jako PEC, PPC a PBC.
- Výhody: Dobrá plynová bariéra a vlastnosti pro prodloužení.
- Nevýhody: Mírný zápach, nedostatečná tepelná stabilita a sklon k aglomeraci.
6. Směsné materiály (např. PLA/PBS/BP)
Tato kategorie zahrnuje materiály, které jsou výsledkem kombinace různých biologicky odbouratelných plastů, zlepšujících specifické vlastnosti a zmírňuje nedostatky.
Přídavek přírodních vláken, jako je bambusový prášek, dále zvyšuje jejich vlastnosti. Míchání pomáhá zmírnit specifické nedostatky materiálu. Například přidání PBS do PLA zvyšuje jeho houževnatost.
IV. Faktory ovlivňující biodegradaci
Biodegradace plastů, zejména těch, které jsou určeny pro zemědělské použití, je složitý proces, který ovlivňuje nespočet faktorů. Jasné pochopení těchto determinantů je životně důležité pro efektivní návrh, aplikaci a řízení biodegradabilních plastů. Zde je podrobný pohled na vnější i vnitřní faktory:
1. Vnější faktory
- Ekologické předpoklady:
- Teplota: Rychlost mikrobiálních aktivit se obecně zvyšuje s teplotou až do optimálního bodu, za kterým může aktivita klesat. U mnoha biologicky rozložitelných plastů vyšší teplota urychluje proces degradace.
- Vlhkost: Vlhké prostředí často podporuje mikrobiální růst a následně urychluje degradaci plastů. Nadměrná vlhkost však může mít někdy opačný účinek vytvořením anaerobních podmínek.
- Úroveň pH: Stěžejní roli hraje kyselost nebo zásaditost prostředí. Určitým mikrobům, které usnadňují biodegradaci, se daří ve specifických rozmezích pH.
- Mikrobiální aktivita:
- Typ enzymu: Různé mikroorganismy produkují různé enzymy, z nichž každý je účinný proti specifickým typům polymerních řetězců.
- Koncentrace enzymu: Vyšší koncentrace specifických enzymů může za splnění dalších příznivých podmínek urychlit degradaci plastů.
2. Vnitřní faktory
- Vlastnosti polymeru:
- Chemická struktura: Molekulární uspořádání, typ polymeru a přítomnost postranních řetězců mohou ovlivnit, jak snadno může být materiál rozložen mikroby.
- Relativní molekulová hmotnost: Polymery s nižší molekulovou hmotností se často rozkládají rychleji než polymery s vyšší hmotností.
- Krystalinita: Amorfní oblasti v polymerech mají tendenci degradovat rychleji než krystalické oblasti. Biodegradace plastů s vyšší úrovní krystalinity tak může trvat déle.
Biologická odbouratelnost plastu je v podstatě sofistikovanou souhrou jeho vnitřních vlastností a okolního prostředí. Pro předvídatelnější a účinnější biodegradaci je třeba vzít v úvahu a optimalizovat oba tyto faktory při navrhování a aplikaci biodegradabilních plastů.
V. Aplikace biodegradabilních plastů v zemědělství
V zemědělství hrají biologicky rozložitelné plasty klíčovou roli. Používají se jako mulčovací fólie, které se po osevním cyklu rozpadnou, čímž se eliminuje potřeba sběru a likvidace. Dalšími významnými aplikacemi jsou nátěry semen, hnojiva s řízeným uvolňováním a biologicky odbouratelné květináče pro růst rostlin. Tyto plasty nejen snižují dopad na životní prostředí, ale také zvyšují provozní efektivitu v zemědělství.
1. Mulčovací fólie Mulčovací fólie se široce používají v zemědělství k úpravě teploty půdy, omezení růstu plevele, zachování vlhkosti půdy, zlepšení úrodnosti půdy a zvýšení výnosu plodin. Tradiční plasty, často používané jako mulčovací fólie, představují výzvu k likvidaci a poškozují životní prostředí díky své nerozložitelnosti. Biologicky odbouratelné plasty nabízejí alternativu šetrnou k životnímu prostředí. Po zamýšleném použití se rozpadají, čímž se snižuje potřeba pracného odstraňování a související problémy s likvidací odpadu.
2. Biologicky rozložitelné hrnce Rostliny je často nutné před přesazením pěstovat v kontrolovaném prostředí. Biologicky odbouratelné květináče vyrobené z bioplastů nabízejí tu výhodu, že jsou zasazeny přímo do země spolu s rostlinou, čímž se zabrání šoku z transplantace. Jak tyto květináče degradují, obohacují půdu o organické materiály a podporují růst prospěšných mikroorganismů.
3. Upevňovací spony/háčky Upevňovací spony a háčky jsou klíčové v různých zemědělských provozech, zejména ve vinicích nebo ve sklenících, kde rostliny potřebují při růstu oporu. Biologicky odbouratelná upevňovací řešení zajišťují, že jakmile splní svou funkci, degradují bez zanechání zbytků nebo poškození životního prostředí. Tím se vyhnete zdlouhavému procesu ručního odstraňování a snížíte množství plastového odpadu v zemědělských provozech.
Inovace upevňovacích svorek/háčků EyouAgro v udržitelném zemědělství
V oblasti zemědělství a ovocnářství je použití upevňovacích spon a háčků široké. Vzhledem k jejich širokému použití, zejména pro podporu a usměrňování růstu ovocných stromů, je samotný objem použitých produktů obrovský. Období po sklizni je často svědkem pracného procesu, kdy každá z těchto upevňovacích spon a háčků musí být jednotlivě odstraněna z větví. To nejen zvyšuje požadavky na pracovní sílu, ale také činí z nakládání s odpady skličující úkol kvůli obrovskému množství nerozložitelných materiálů.
Pochopení těchto výzev, EyeAgro je průkopníkem řešení zaměřeného na zefektivnění posklizňového procesu při současném řešení problémů životního prostředí.
Vizí EyouAgro je ušetřit práci na farmách zavedením biologicky odbouratelných upevňovacích spon a háčků. Namísto ručního odstraňování se tyto inovativní produkty časem přirozeně degradují, aniž by nepříznivě ovlivnily životní prostředí. Tato iniciativa nabízí nejen pohodlí zemědělcům, ale je také v souladu s vládními mandáty, které kladou důraz na snížení dopadů plastových výrobků na životní prostředí.
Proč investovat do čističky vzduchu?
Biologicky rozložitelné plasty představují životaschopnou a ekologickou alternativu k tradičním plastům. Jejich schopnost přirozené degradace v kombinaci s jejich aplikací v různých odvětvích, jako je zemědělství, z nich činí zásadní součást udržitelné budoucnosti. Přijetí těchto materiálů není jen projevem ekologické odpovědnosti, ale také strategickým krokem k optimalizaci zdrojů a efektivnímu nakládání s odpady.
