Більшість відомих сьогодні полімерів виготовляються з нафти, вугілля чи газу. Як наслідок, при синтезі або переробці виділяється величезна кількість вуглекислоти в якості побічного продукту. Величезні викиди СО2 негативно позначаються на загальній екологічній обстановці на планеті, руйнуючи озон і приводячи до збільшення парникових газів.
Паралельно щорічно збільшується не тільки випуск відомих полімерів, але на їх основі синтезуються нові матеріали, які потребують не оновлюється ресурсах. Ситуація починає підходити до критичного рівня, і вчені стали розробляти альтернативу, яка отримала назву біопластики.
Основні особливості Під категорію нових матеріалів потрапили органічні речовини і сполуки, які мають аналогічні властивості, як і у синтетичних полімерів, але для їх виробництва не потрібна нафта та інші складні вуглеводні. Основною сировиною для виробництва таких полімерів є спеціальна біомаса, що отримується з органічних матеріалів (переважно рослин) - кукурудзи, сої, очерету.
Приставка «біо» означає тільки походження полімеру з органічної сировини, а не те, що він може розкладатися під дією навколишнього середовища за короткий час. Серед синтетичних і органічних полімерних матеріалів є ті, які розпадаються на більш прості з'єднання і неразлагающиеся. Це пов'язано не з походженням, а зі структурою кристалічної решітки і новими властивостями, придбаними в процесі полімеризації мономерних сполук. За своїми технологічними властивостями органічні пластики в більшості своїй нічим не відрізняються від синтетичних аналогів єдиний ключовий момент - сфера виробництва біопластика ще не так популярна і розроблена в наш час, тому отримання матеріалів з біомаси обходиться в більшості випадків дорожче, ніж синтетичних аналогів.
Технології виробництва Біопластики - це цілий ряд органічних полімерів з різними властивостями і особливостями, які виробляються за різними технологіями. Основними технологіями отримання сучасних біополімерів вважають наступні: • змішане виробництво. В даному випадку підготовлене біологічну сировину в процесі виробництва і полімеризації частково змішується з нафтопродуктами і іншими складними вуглеводнями; • біомасу модифікують хімічним способом із збереженням органічних властивостей. Як приклад можна привести целюлозні полімери; • за допомогою технології ферментації. Біологічне сировина піддається дії ферментів і надалі полімеризуються. Основний приклад - полімолочна кислота; • природний процес. Виробництво шляхом впливу мікроорганізмів (бактерії) на модифіковане органічна сировина за допомогою генної інженерії. Найчастіше основою для природно виробництва біополімерів служать бобові та зернові культури.
Використовувана сировина Біополімери незалежно від технології виробництва отримують з живих культур або з відновлюваних природних ресурсів. З живих організмів роблять такі біологічні полімери: • різні поліефіри. Основою є бактерії; • целюлоза. Для її виробництва використовують деревину як основний матеріал, а також зернові культури і бавовна; • соєвий білок. Основою є бобові культури, переважно соя; • крохмаль. Для його отримання використовують в основному картопля, зерно або очерет.
З відновлюваних ресурсів у процесі полімеризації отримують наступні органічні пластмаси - тригліцериди з рослинних олій, а молочну кислоту з коренеплодів (звела) і зернових культур.
Перспективи галузі Незважаючи на те, що понад 90% сучасних полімерів синтезуються, намічається позитивна тенденція на ринку органічних пластиків. Біопластики - технології, ринок, перспективи - ці теми все частіше піднімаються на численних наукових конференціях і симпозіумах в профільних галузях по всьому світу. Згідно з прогнозами аналітиків і експертів даної галузі, підвищення цін на нафту і екологічні проблеми змушують великих виробників полімерів шукати альтернативні джерела і звернутися до природних ресурсів, які підлягають відновленню.
Відомі маркетологи розробили цілий ряд стратегій, спрямованих на популяризацію органічних полімерів у багатьох сферах споживання: • матеріали для упаковки. Тепер пакети з супермаркету або пластикові пляшки можуть спокійно розпадатися на прості складові і утилізуватися в природних умовах, не завдаючи шкоди природі; • автопром. Виготовлення матеріалів для шумоізоляції салонів, прогумованих матеріалів, прокладок, сальників; • будівельна сфера. Різні оздоблювальні матеріали з біопластика, а також полімерні основи для клейових сумішей; • інші цільові ринки. Можливість управляти реакціями полімеризації, створюючи органічні полімери спеціально для конкретних галузей. Наприклад, біоімплантати в медицині.
Короткі підсумки Біологічні полімери при належному розвитку і вдосконаленні технології зможуть в недалекому майбутньому практично повністю замінити синтетичні аналоги. Враховуючи шкоду, яка приносить синтетика довкіллю, а також стабільне збільшення цін на нафту, вугілля і газ, які є основою для виробництва переважної більшості полімерів - органічні пластики мають великі перспективи.
