Témata
Zdroj: SAPEA Brusel

Biodegradabilní plasty budí pozornost Evropské komise

Plasty se staly obětí vlastního úspěchu. V poslední době jsou předmětem kritiky širší veřejnosti i médií a zasahují i do politických debat. Pozornost se upíná k plastům biodegradabilním. Studie zpracovaná bruselskou organizací SAPEA se zabývá jejich funkcí v přírodním prostředí. Svoje hodnocení opírá o publikovaná vědecká fakta.

Prof. Josef Steidl

je emeritním profesorem ČVUT v Praze. Jeho oborovým zaměřením jsou materiálové vědy a inženýrství se specializací na plasty a kompozity. Je členem Inženýrské akademie ČR, kde zastává funkci předsedy sekce Materiálové inženýrství a technologie.

Reklama

SAPEA (Science Advice for Policy by European Academies) je součástí vědeckého poradního mechanismu Evropské komise SAM (Scientific Advice Mechanism). Provádí nezávislé poradenství a vědecké expertizy sloužící pro rozhodovací procesy v Evropské komisi. SAPEA zastřešuje a koordinuje síť evropských akademií, jejíž součástí je Evropská rada pro aplikované vědy a inženýrství Euro-CASE (European Council of Applied Sciences and Engineering). Členem Euro-CASE je i Inženýrská akademie ČR. Studie o biodegradabilních (biologicky rozložitelných) plastech byla na konci roku 2020 publikována konsorciem SAPEA jako jeden z výstupů širšího programu SAM, zaměřeného na vědecké poradenství pro politiku Evropských akademií. Před oficiálním vydáním byla publikace zaslána ke konečným připomínkám rovněž Inženýrské akademii ČR.

Reklama
Reklama

Motivace ke studii

Projekt o biodegradabilitě plastů byl iniciován komisaři Evropské unie pro životní prostředí a pro vědu a výzkum. I když biodegradabilní plasty tvoří prozatím jen malý podíl z celosvětové výroby plastů (řádově desetiny %), začínají hrát důležitou roli v programu likvidace plastových odpadů vyskytujících se ve volné přírodě. Efektivita účinku biodegradabilních plastů závisí nejen na jejich struktuře, ale zejména na kinetice biologického rozkladu, závislé rovněž na teplotě a lokálním charakteru prostředí, v němž se plastové odpady nacházejí. V úvahu je nutné brát i vybalancování provozní životnosti a inkubační doby rozkladu plastu. Důležitým faktorem je proces rozpadu makroplastů na mikroplasty, jak dokládá publikace „A Scientific Perspective on Microplastics in Nature and Society“, SAPEA, Brusel 2019. Mnohé plasty, které jsou označované jako biodegradabilní a doporučované pro určité aplikace, nejsou důsledně zkoušeny na biodegradabilitu, a to dokonce ani v prostředí, pro něž jsou určeny. Chybějí odpovídající normy, specifikace, certifikační postupy. Nesprávná označení materiálů mohou být zavádějící a vést k chybnému přístupu k jejich použití.

Kategorizace plastů z hlediska biodegradability. (Zdroj: SAPEA Brusel)

Cíle studie

Předmětem studie SAPEA bylo zpracování vědecky podloženého názoru na funkci biodegradabilních plastů ve volné přírodě. Jejím hlavním cílem bylo připravit pro Evropskou komisi hodnověrné argumenty, které mohou sloužit k tvorbě politiky pro efektivní využití managementu biodegradabilních plastů, a to v souladu s principy oběhového hospodářství. Budoucí opatření mají zajistit, aby se biodegradabilní plasty staly součástí odpadové hierarchie, aniž by byly považovány pouze za samostatnou alternativu. Jako podklad k nim sloužilo zodpovězení tří základních otázek:

1. Jak mohou být definovány biodegradabilní plasty a s jejich funkcí související jevy a pojmy?

2. Jaké aplikace mohou být doporučeny ve srovnání se současnými komerčními plasty?

3. Jaké vlastnosti biodegradabilních plastů hrají roli při jejich výskytu ve volné přírodě?

Odborné a organizační zabezpečení studie

Organizace SAPEA vytvořila jedenáctičlennou interdisciplinární pracovní skupinu, složenou z vybraných odborníků z několika evropských zemí. Členové pracovní skupiny reprezentovali širokou škálu disciplín požadovaných pro vytvoření komplexního pohledu na roli biodegradabilních plastů v udržitelném budoucím vývoji přírodního prostředí. Zastoupené obory zahrnovaly materiálové vědy, chemii, mikrobiologii, životní prostředí, management, sociální vědy, ekonomii, a dokonce i psychologii. Na tvorbě obsáhlé studie (230 stran) se podílela více než šedesátičlenná skupina pracovníků. Patří k nim samotná organizace SAPEA jako nositel studijního projektu, dále koordinační skupina SAM, zástupci Evropské komise (SAM Unit a DG Environment), přizvaní účastníci expertního workshopu v Bruselu, zástupci univerzit z Evropy i z Kanady a rovněž i tým posuzovatelů. Po stránce vědecké, názorové i organizační tak byla studie zabezpečena na mimořádně vysoké úrovni.

Předmětem studie SAPEA bylo zpracování vědecky podloženého názoru na funkci biodegradabilních plastů ve volné přírodě.

Výsledky studie

Studie definovala rámec podmínek, za jakých se biodegradabilní plasty mohou stát součástí životního cyklu plastových výrobků a jak mohou ovlivňovat přírodní prostředí. Bylo shromážděno velké množství vědecké a odborné literatury, studie obsahuje okolo 500 literárních odkazů.

Komplexně zpracovaná závěrečná zpráva má následující části:

  • obecné informace a definice sloužící veřejnosti k pochopení procesu biodegradace plastů v přírodním prostředí;
  • v  další kapitole se studie zabývá specifickými aplikacemi biodegradabilních plastů s ohledem na jejich funkci v přírodním prostředí;
  • popis problematiky zkoušení, normalizační činnosti a certifikačních postupů;
  • analýza rizik a dopadů použití biodegradabilních plastů v přírodním prostředí a  průběhu degradačních procesů v odlišných přírodních podmínkách;
  • nakonec jsou řešeny sociální aspekty vnímání biodegradabilních plastů, podpora jejich vhodných aplikací, managementu a začlenění do systému odpadového hospodářství.

Materiálové zaměření

Po materiálové stránce se studie zaměřila na nejvýznamnější biodegradabilní polymery s výhledem na jejich možné praktické uplatnění. Jde zejména o polymery na bázi polyesterů, jako jsou polybutylenadipáttereftalát (PBAT), polybutylen sukcinát (PBS), polybutylen sukcinát adipát (PBSA), polyhydroxyalkanoát (PHA), polyhydroxybutyrát (PHB), dále polykaprolakton (PCL) a kyselina polymléčná (PLA). Z uvedených polymerů je nejznámější kyselina polymléčná. Polymer je vhodný pro zpracování konvenčními plastikářskými technologiemi a svými vlastnostmi dobře vyhovuje požadavkům na 3D tisk. Jeho mechanické vlastnosti jsou srovnatelné s konvenčními plasty.

Pro zajímavost – historie PLA sahá do roku 1920, kdy ji objevil Američan W.H. Carothers, pracovně úzce spjatý s firmou DuPont. V roce 1932 tento vědec přivedl na svět syntetický kaučuk polychloropren (obchodní název Neopren) a v roce 1935 polyamid 6,6 (obchodní název Nylon). Až v roce 1989 jiný Američan, Patrick Gruber, vynalezl technologický proces výroby PLA, založený na využití obnovitelného zdroje (kukuřice).

Studie SAPEA je zaměřena na problematiku biodegradabilních plastů bez ohledu na to, zda jsou vyrobeny z biologických nebo fosilních zdrojů. Soustřeďuje se výhradně na působení biodegradabilních plastů ve vnějším přírodním prostředí, nezabývá se cíleně řízenými odpadovými systémy, jako jsou např. komposty.

Obálka publikace SAPEA o biodegradabilitě plastů. (Zdroj: SAPEA Brusel)

Plasty a lidstvo

Dlouhodobá stabilita struktury a vlastností plastů vede ke kumulaci znečištění plastovými odpady v otevřeném přírodním prostředí. Veřejnost a mediální zdroje situaci pojímají v poslední době jako velmi znepokojivou a pouhý pojem „plast“ u nich vyvolává nepříznivé reakce.

Přístup lidstva k plastům je značně kontroverzní. V globálním měřítku lidstvo s povděkem využívá výhodných vlastností plastových výrobků, protože mu z řady důvodů zpříjemňují život. Naproti tomu lidstvo svým nešetrným chováním viditelně znečišťuje přírodní prostředí plastovými odpady, což ale samo odmítá a proti plastům bojuje.

Zásadní otázkou je, jaké okruhy aplikací biodegradabilních plastů mohou být považovány za prokazatelně prospěšné přírodnímu prostředí. Zaznívající kritika plastů je zaměřena zejména na výrobky jednorázového nebo krátkodobého použití. Naproti tomu je nutné je odlišovat od těch plastových výrobků, které pomáhají lidstvu rozvíjet a inovovat technické obory. Ty se do přírodního prostředí dostávají jen v zanedbatelné míře.

Teoreticky vzato, za předpokladu zodpovědného chování lidstva, dokonalého sběru a třídění plastových odpadů a maximálního využívání recyklačních technologií by pro udržitelnost čistoty přírodního prostředí nebylo biodegradabilních plastů zapotřebí. Pro blízkou budoucnost jsou však řešením, jak znečištění přírody alespoň omezovat. Studie SAPEA o biodegradabilních plastech je svým obsahem, závěry a doporučeními odůvodněnou politickou výzvou k boji proti globálnímu znečišťování přírodního prostředí.

Související články
Makroplasty versus mikroplasty

Plasty se staly nenahraditelným materiálem sloužícím téměř všem oblastem lidské činnosti. V poslední době se pozornost odborníků i veřejnosti soustřeďuje na zcela nový ekologický fenomén, zvaný mikroplasty. Ve smyslu ekologické terminologie je pak možné výrobky z plastů označovat jako makroplasty.

Použité pneumatiky - kam s nimi?

Na začátku byl skvělý vynález: pneumatika. Byla vynalezena v devatenáctém století, úžasně zlepšovala vlastnosti jízdních kol a její vynález byl patentován. Později našla uplatnění především v automobilovém a leteckém průmyslu a dnes tvoří každodenní součást našeho života.

Za plasty v říjnu na K 2013

Tradičně po třech letech se ve dnech 16. - 23. října 2013 koná v Düsseldorfu již 19. mezinárodní veletrh plastů a kaučuku K 2013, největší světová akce oboru od níž se očekávají nejen premiéry nových materiálů ale i ukázky nových aplikací s vyšším využitím vlastností známých materiálů s cílem snížení hmotnosti a spotřeby energie při užití obnovitelných zdrojů.

Související články
Trexel pro vyšší využití procesu MuCell

Americká společnost Trexel inc. po nabytí licencí od Massachusetts Institute of Technology rozvíjí proces MuCell a vyrábí techniku pro vstřikování lehčených materiálů. Koncem února oznámila, že uzavřela partnerství s tchajvanskou firmou CoreTech pro využití jejího simulačního software Moldex3D.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Finance pro podnikání - Zaostřeno na úspory energie

„Je lepší dobrý úvěr a podpora úvěru než dotace. Jen tak se prokáže životaschopnost projektu.“ To jsou slova Ing. Vladimíra Fabera, zakladatele a dnes předsedy dozorčí rady české strojírenské společnosti FMP.

Bakterie a olej od hranolek zachraňují svět

Svět má slušnou šanci být zbaven jednoho ze svých nejtíživějších problémů. Týmu z Vysokého učení technického v Brně se totiž podařilo přijít s technologickou inovací, která dokáže zastavit pokrývání zeměkoule odpadem.

NPE 2012 a plastové materiály

V Orlandu na Floridě se na sklonku jara konala největší událost roku v průmyslu plastů - trienale NPE 2012, která současně oslavila 75. výročí založení SPI (Society of the Plastic Industry). Poprvé po 40 letech se National Plastics Exhibition, tento vrcholný veletrh amerického plastového průmyslu, nekonal v červnu v Chicagu, ale o něco dříve na Floridě, mimo centra automobilového průmyslu, plastů a strojírenství amerického Středozápadu.

Wire & Tube 2012

Potřinácté proběhne Mezinárodní specializovaný veletrh drátů a kabelů wire a Mezinárodní specializovaný veletrh trubek a rour Tube koncentrovanou nabídku inovací svých oborů.

Synergie: klíč úspěchu

Na to, jak je mladý už toho ve své profesi dokázal vskutku hodně. Už na začátku vysokoškolského studia začal podnikat v oblasti jachtingu, do čehož spadá například distribuce materiálů pro povrchové úpravy a poradenství. Dnes je Ing. Viktor Brejcha nejen spojován se společností Sea-Line, ale především je specialistou pro kompozitní materiály ve společnosti Siemens Mobility.

Využití výrobků z recyklovaných plastů

Plastové odpady a jejich využití je v současné době velmi diskutovaným tématem. Očista naší země je velice důležitá, protože spousta plastového odpadu končí na skládkách a ve vodách oceánů. Proč tento odpad nezpracovat v rámci recyklace na smysluplné výrobky?

Materiálová řešení vodovodních fitinků

První část článku, která byla uveřejněna v minulém čísle, pojednávala o problémech s náhradou kovových součástí plastem a krípu, jako základního nedostatku termoplastů. V tomto čísle budou probrány možná řešení náhrady jinými materiály.

V čem jsou si plasty a kovy podobné

„Průmysl umělých plastických hmot se v posledních deseti letech nevídaně rozvinul ve všech zemích,“ konstatuje časopis Vynálezy a pokroky z roku 1934. Dnes lze v podstatě prohlásit totéž, ale s dovětkem, že plasty již zaujaly nezastupitelnou úlohu ve světovém technickém rozvoji.

Plasty pomáhají modernizovat strojírenství

S pokračujícím vývojem nových materiálů se mění i materiálová skladba strojírenských výrobků a zařízení. V současné době si již nelze rozvoj téměř všech strojírenských odvětví bez použití plastových materiálů představit. Vývoj pak ukazuje, že plasty budou hrát ve strojírenství stále významnější úlohu.

Reaktivní jednotka pro výrobu termoplastových kompozitů

Polymerizace in-situ přináší úžasné možnosti výroby plastových dílů s termoplastickou polyamidovou matricí vyztuženou textilními vlákny. Kombinace suché textilní výztuže s polymerizací a vstřikováním do formy je základem pro mimořádně efektivní a automatizované procesy v oblasti sériové výroby, například při produkci lehkých automobilových dílů. Rozhodujícím faktorem pro efektivitu zpracování a kvalitu produktu je reaktivní jednotka vyvinutá společností Engel speciálně pro přípravu a vstřikování ? kaprolaktamu. Společnost Engel své řešení systematicky optimalizovala a nyní přišla s novou, menší velikostí.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit