바이오플라스틱: 바이오폴리머의 종류와 응용

바이오플라스틱 또는 바이오폴리머는 미래의 대안으로 입증되었지만 단점도 있습니다. 이해하다

바이오 플라스틱

바이오플라스틱 또는 바이오폴리머는 천연 재료로 만든 생분해성 및 퇴비화 가능한 플라스틱이 아닙니다. "바이오플라스틱"이라는 이름은 또한 석유와 같은 재생 불가능한 소스로 만들어졌지만 생분해되는 플라스틱과 식물과 같은 재생 가능한 소스에서 생산되지만 생분해되지 않는 플라스틱을 의미합니다.

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인류가 만들어낸 거의 모든 플라스틱이 여전히 존재하고 매년 생산되는 플라스틱의 약 3분의 1이 직접 육지와 바다를 오염시키고 먹이 사슬로 들어가는 것을 고려할 때, 바이오 플라스틱, 특히 생분해성 플라스틱은 인류의 발전.

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바이오 플라스틱의 종류

폴리아미드 바이오 플라스틱(PA)

폴리아미드(PA)는 바이오매스로 만든 바이오 플라스틱이지만 석유로도 만들 수 있습니다. 바이오 폴리아미드의 장점은 재생 가능한 자원으로 만들어지고 피마자유에서 생산할 수 있다는 것입니다.

그러나 폴리아미드라고도 불리는 폴리아미드는 나일론, 의류 직물, 액세서리 및 실내 장식품에 매우 많이 존재하며 바이오매스로 생산된 버전에서도 생분해되지 않습니다.

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폴리아미드 바이오플라스틱은 피마자유로도 생산할 수 있지만 토지 사용이 적고 필요한 양의 원료(식품 생산을 위한 공간과 경쟁할 수 있는)를 생산하기 위해 상대적으로 넓은 표면적이 필요하다는 단점이 있습니다.

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또 다른 문제는 나일론 아직 재활용할 수 없습니다.

폴리부틸렌 테레프탈레이트 아디페이트 바이오 플라스틱(PBAT)

"폴리뷰레이트"라고도 하는 폴리부틸렌 테레프탈레이트 아디페이트는 석유에서 생산되는 바이오 플라스틱 유형 중 하나이지만 생분해성 및 퇴비화 가능합니다. 그 특성으로 인해 폴리뷰레이트는 생분해되지 않는 석유에서 생산되는 플라스틱인 저밀도 폴리에틸렌을 대체할 수 있습니다.

폴리부레이트 바이오 플라스틱은 주로 가방 생산에 사용할 수 있습니다. 그러나 재생 불가능한 소스가 필요하다는 단점이 있습니다.

폴리부틸렌숙시네이트(PBS) 바이오 플라스틱

폴리부틸렌숙시네이트(PBS)는 100% 바이오 기반이고 산업 조건에서 생분해될 수 있는 바이오플라스틱 유형입니다. 이러한 유형의 바이오 플라스틱은 일반적으로 고온 내성 기능(100°C ~ 200°C)이 필요한 기구에 사용됩니다.

결정질이며 유연한 바이오 플라스틱입니다. PBS 생산의 생물학적 기초인 숙신산은 재생 가능한 공급원으로 만들어지며 탄소 발자국을 줄이는 데 도움이 됩니다. 계산에 따르면 온실 가스(GHG) 배출량은 화석 기반 플라스틱에 비해 50%에서 80%까지 감소할 수 있습니다. 숙신산은 또한 CO2를 포집하는 이점이 있습니다.

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폴리락트산 바이오플라스틱(PLA)

PLA(Lactic Polyacid)는 박테리아로 만든 바이오 플라스틱입니다. 이 과정에서 사탕무, 옥수수, 카사바와 같은 전분이 풍부한 채소의 발효 과정을 통해 젖산을 생산합니다. PLA 바이오 플라스틱은 식품 포장, 화장품 포장, 플라스틱 시장 가방, 병, 펜, 안경, 뚜껑, 칼붙이, 항아리, 컵, 쟁반, 접시, 튜브 생산용 필름, 3D 인쇄 필라멘트, 의료 기기, 비- 짠 직물 등.

PLA는 생분해성, 기계적 및 화학적 재활용 가능, 생체 적합성 및 생체 흡수성입니다. 분해되는 데 500~1000년이 걸리는 폴리스티렌(PS) 및 폴리에틸렌(PE)과 같은 기존 석유 플라스틱에 비해 PLA는 분해되는 데 6개월에서 2년이 걸리기 때문에 비약적으로 승리합니다. 그리고 적절히 폐기하면 물에 쉽게 분해되기 때문에 무해한 물질로 변합니다.

단점은 PLA는 생산하기에 값비싼 플라스틱이며 퇴비화는 이상적인 조건에서만 일어난다는 것입니다. 또 다른 문제는 미국 및 브라질 표준이 PLA를 다른 유형의 비생분해성 플라스틱과 혼합할 수 있다는 점입니다. 이러한 플라스틱은 사용 측면에서 품질을 개선하지만 환경 측면에서 품질을 해칩니다.

  • PLA: 생분해성 및 퇴비화 가능한 플라스틱

그러나 PLA 생산 과정에서 전분은 단순히 젖산을 얻기 위해 사용되기 때문에 열가소성 전분으로 알려진 전분 플라스틱과 혼동해서는 안됩니다. 전분을 주원료로 하는 열가소성 전분 플라스틱과 달리. 이 두 가지 유형 중 PLA는 100% 생분해성(이상적인 조건이 있는 경우)일 뿐만 아니라 내성이 강하고 일반 플라스틱처럼 보이기 때문에 유리합니다.

조류로 만든 바이오 플라스틱

그 회사 알직스 바이오플라스틱 생산을 위한 중요한 투입물인 조류 바이오매스를 개발합니다. 오염으로 인한 과도한 조류 생산은 부영양화로 인해 발생하는 심각한 문제였습니다(이 주제를 더 잘 이해하려면 "부영양화란 무엇입니까?" 기사 참조). 바이오플라스틱 개발을 위한 조류 바이오매스 생산에서는 어류(소비용)와 조류의 복합 사육이 이루어진다. 이러한 유형의 바이오 플라스틱의 장점은 생분해 가능성, 재생 가능한 소스 기원, 낮은 생산 비용 및 경작지와의 비경쟁입니다.

새우 껍질 바이오 플라스틱

식품 산업의 주요 폐기물이자 영국에 풍부한 새우 껍질은 바이오 플라스틱 개발에 사용되고 있습니다.

아이디어는 쇼핑백 및 식품 포장 생산에 이러한 유형의 바이오 플라스틱을 사용하는 것입니다.

이러한 유형의 바이오플라스틱은 재생 가능한 공급원일 뿐만 아니라 생분해성이며 산업 폐기물을 재사용하며 항균성, 항균성 및 생체적합성 특성을 가지고 있어 식품 및 의약품 포장에 유리합니다.

그러나 이것은 채식주의 철학에 정통한 사람들에게는 좋은 생각이 아닐 수도 있습니다.

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폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 바이오 플라스틱

폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 바이오 플라스틱은 특정 박테리아 균주에 의해 다양한 방식으로 생산될 수 있습니다. 첫 번째 경우, 박테리아는 산소와 질소와 같은 필수 영양소의 제한된 공급에 노출되는데, 이는 세포 내에서 식품 및 에너지 저장으로서 PHA(플라스틱 과립)의 성장을 촉진합니다.

PHA 생산을 위해 영양소 제한이 필요하지 않은 또 다른 박테리아 그룹은 빠른 성장 기간 동안 PHA를 축적합니다. 그런 다음 두 그룹 내의 PHA를 수집하거나 수집 전에 유전 공학을 통해 다른 화학적 형태로 합성할 수 있습니다.

초기에 PHA의 상업화는 높은 생산 비용, 낮은 수율 및 제한된 가용성으로 인해 방해를 받아 석유 화학 기원의 플라스틱과 경쟁할 수 없었습니다.

그러나 폐수, 식물성 기름, 지방산, 알칸 및 단순 탄수화물을 비롯한 다양한 탄소원에서 PHA를 생성할 수 있는 특정 박테리아가 발견되었습니다. 이는 이점을 크게 향상시킵니다. 예를 들어 PHA 생산을 위한 탄소원으로 폐기물을 사용하면 PHA 비용을 낮추고 폐기물 처리 비용을 낮추는 이중 이점이 있습니다.

2013년에 미국 회사는 메탄 또는 이산화 탄소와 같은 온실 가스와 혼합된 공기를 전환시키는 미생물에서 파생된 "생촉매"를 사용하여 설탕, 오일, 전분 또는 셀룰로오스의 필요성을 제거하고 공정을 더욱 개선했다고 발표했습니다. 바이오플라스틱 .

추가 연구에서는 이 박테리아의 유전자를 가져와 옥수수 줄기에 삽입하고, 옥수수 줄기는 자체 세포에서 바이오플라스틱을 성장시킵니다. 그러나 이 생산은 유전자 변형 옥수수 줄기를 기반으로 합니다. 그리고 트랜스제닉은 다른 문제들 중에서도 예방 원칙에 대한 무례와 자주 관련된 주제였습니다. "환경은 사전 예방 원칙에 대한 경고를 요구합니다" 및 "트랜스제닉 옥수수: 위험과 이점을 이해합니다"라는 기사를 보면 이 주제를 더 잘 이해할 수 있습니다.

PHA는 특정 조건에서 완전히 생분해되며 무독성이며 식품 포장에서 의료용 임플란트에 이르기까지 광범위한 응용 분야에 사용할 수 있습니다.

바이오플라스틱 들르다

주요 바이오플라스틱 또는 바이오폴리머, 들르다 바이오폴리에틸렌(PE), 바이오폴리프로필렌(PP), 바이오폴리에틸렌 테레팔레이트(PET) 및 폴리염화비닐(PVC)입니다.

드롭 인 완전히 또는 부분적으로 바이오 기반으로 만들어진 바이오 플라스틱이지만 생분해되지는 않습니다. 기존 플라스틱의 하이브리드 버전입니다. 100% 석유로 만들어진 기존의 플라스틱과 다른 점은 부분적으로 재생 가능한 원료라는 점뿐이며 동일한 기능을 유지합니다.

바이오플라스틱 들르다 가장 많이 생산되는 것은 부분적으로 생물학적 공급원료를 기반으로 하는 bio-PET이며 이미 전 세계 바이오플라스틱 생산 능력의 약 40%를 차지합니다.

PE, PP 및 PVC와 같은 많은 유형의 기존 플라스틱은 바이오에탄올과 같은 재생 가능한 자원으로 만들 수 있습니다.

플라스틱의 인기 있는 예 들르다 그건 식물 병, 세계 최고의 청량 음료 제조업체 중 하나가 사용합니다. 이 병은 제조 과정에서 30%의 식물성 재료를 사용하여 기존 병과 동일한 특성을 유지하고 완전히 재활용할 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 병의 재생 가능 구성 요소는 증가하는 반면 화석 연료 기반 재료는 감소할 것으로 예상됩니다.

드롭 인 가장 빠르게 성장하는 바이오 플라스틱 그룹입니다. 업계의 관심은 두 가지 주요 사항을 기반으로 합니다.

  1. 드롭 인 석유로 만든 플라스틱과 동일한 특성 및 기능을 가지고 있어 기존 시설에서 처리, 사용 및 재활용할 수 있고 기존 플라스틱과 동일한 경로를 따라갈 수 있으므로 신규 또는 추가 기반 시설의 필요성이 줄어들고 모든 수준에서 비용이 절감됩니다.
  2. 이러한 제품의 재생 가능(또는 부분 재생 가능) 기반은 탄소 발자국을 줄이는 동시에 생산 비용을 줄입니다.

브라질에서 바이오 연료로부터의 PE 생산은 다음과 유사합니다. 드롭 인그러나 플라스틱은 종종 "녹색 플라스틱"이라고 불립니다.

  • 결국, 녹색 플라스틱은 무엇입니까?

바이오 연료로 만든 바이오 플라스틱의 문제는 식량 생산에 사용될 수 있지만 아직 생분해되지 않는 토지와 우주 공간을 놓고 경쟁한다는 것입니다. 그들은 포장, 전자 기기, 화장품, 의료 장비, 장난감, 위생 제품과 같은 가장 다양한 유형의 재료에 존재합니다. 그리고 주로 미세 플라스틱의 형태로 환경으로 유출될 경우 심각한 장단기 손상을 일으킬 수 있습니다.

  • 소금, 음식, 공기, 물에 미세플라스틱이 있다

유기폐기물 바이오플라스틱

유기폐기물을 원료로 바이오폴리머를 생산할 수 있다는 상상을 해 본 적이 있습니까? 그게 바로 전체 주기 바이오 플라스틱 처리: 유기 폐기물에서 바이오 플라스틱을 생산합니다.

이 아이디어는 인위적인 온실 가스의 세 번째로 큰 생산원인 유기 폐기물의 분해로 인해 발생하는 온실 가스의 배출을 줄이는 것입니다.

폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 바이오 플라스틱은 유전자 변형되지 않은 박테리아와 유기 폐기물에서 생산되며 광범위한 합성 플라스틱을 대체할 수 있습니다. 이러한 유형의 바이오 플라스틱은 여전히 ​​퇴비화 및 분해가 가능합니다. 또 다른 장점은 비용 면에서 석유화학 제품의 플라스틱과 경쟁력이 있다는 것입니다.

폴리에틸렌 푸라노에이트(PEF) 바이오 플라스틱

폴리에틸렌 푸라노에이트(PEF)는 PET에 필적하는 바이오 플라스틱입니다. 100% 생물학적 원료로 만들어졌으며 PET보다 열적, 기계적 특성이 우수합니다. PEF 바이오폴리머는 청량 음료, 물, 알코올 음료, 과일 주스, 식품 및 비식품 제품을 포장하는 데 이상적입니다. 그러나 섬유 및 폴리아미드 및 폴리에스터와 같은 기타 중합체와 같은 다양한 응용 분야가 있습니다.

PEF 바이오 플라스틱 생산에서 식물성 당은 포장 산업용 폴리머 생산에 사용되는 푸란디카르복실산(FDCA)과 같은 물질로 전환됩니다.

이러한 유형의 바이오플라스틱의 단점은 조림을 투입물로 사용하는 다른 생산과 동일합니다. 즉, 조림 지역과의 경쟁입니다.

바이오플라스틱이 해결책인가?

바이오플라스틱은 기존 플라스틱에 대한 더 깨끗한 대안이 될 가능성이 있지만 생산 과정에서 환경에 영향을 미치며 생분해성이나 재활용을 보장하지 않습니다.

바이오 플라스틱의 구현과 더불어 사회가 지속 가능성을 따라 발전하기 위해서는 소비에 대해 재고할 필요가 있습니다. 바이오 플라스틱의 개발과 함께 플라스틱의 소비를 줄이고 재사용 및 재활용을 늘릴 필요가 있습니다. 이러한 행동은 순환경제가 주장하는 바와 일맥상통한다.

더 나은 다른 대안 디자인 더 나은 플라스틱 성능을 허용하는 것도 필요합니다. 에서 제안한 조치 엘렌 맥아더 재단 그들은 또한 플라스틱의 순환 반환이라는 아이디어를 충족합니다. 이 주제를 더 잘 이해하려면 "새로운 플라스틱 경제: 플라스틱의 미래를 재고하는 이니셔티브" 및 "순환 경제란 무엇입니까?"라는 기사를 살펴보십시오.

올바르게 폐기하고 시민의식을 갖는다

소비되는 플라스틱 폐기물을 줄이기 위한 첫 번째 단계는 의식적인 소비를 실천하는 것, 즉 소비를 재고하고 줄이는 것입니다. 우리가 일상적으로 사용하는 불필요한 플라스틱이 얼마나 많은지 생각해 본 적이 있습니까?

반면에 소비를 피할 수 없는 경우 해결책은 가능한 한 지속 가능한 소비와 재사용 및/또는 재활용을 선택하는 것입니다. 그러나 모든 것이 재사용하거나 재활용할 수 있는 것은 아닙니다. 이 경우 올바르게 폐기하십시오. 의 무료 검색 엔진에서 집에서 가장 가까운 수집 지점을 확인하십시오. eCycle 포털 .

그러나 올바른 폐기 방법을 사용하더라도 플라스틱이 환경으로 유출될 수 있으므로 주의하여 소비하십시오.

플라스틱 소비를 줄이는 방법을 알아보려면 "전 세계에서 플라스틱 쓰레기를 줄이는 방법? 필수 팁을 확인하십시오"라는 기사를 살펴보십시오.

보다 지속 가능한 소비 방법을 알아보려면 "지속 가능한 소비란 무엇입니까?" 기사를 참조하십시오. 발자국을 더 가볍게 만드십시오.



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