I polimeri perfetti - polimeri che bilanciano le proprietà fisiche ed effetti ambientali - non esistono, ma il polibutilene tereftalato (PBAT) è più vicino alla perfezione di molti.
Dopo decenni di non riuscire a impedire ai loro prodotti di finire in discariche e oceani, i produttori di polimeri sintetici sono sotto pressione per assumersi la responsabilità. Molti stanno raddoppiando i loro sforzi per promuovere il riciclaggio per respingere le critiche. Altre aziende stanno cercando di affrontare il problema dei rifiuti investendo in materie plastiche biodegradabili come acido polilattico (PLA) e esteri di acidi grassi di poliidrossia (PHA), nella speranza che la degradazione naturale alleggerà almeno alcuni dei rifiuti.
Ma sia il riciclaggio che i biopolimeri affrontano ostacoli. Ad esempio, nonostante anni di sforzi, gli Stati Uniti riciclano ancora meno del 10 percento della plastica. E i polimeri a base biologica-spesso i prodotti della fermentazione-stanno lottando per raggiungere le prestazioni e la scala dei polimeri sintetici che devono sostituire.
PBAT combina alcune delle proprietà benefiche dei polimeri sintetici e biologici. Deriva da prodotti petrolchimici comuni: acido tereftalico raffinato (PTA), butanodiolo e acido adipico, ma è biodegradabile. Come polimero sintetico, può essere facilmente prodotto in serie e ha le proprietà fisiche necessarie per rendere film flessibili paragonabili a quelle delle materie plastiche tradizionali.
L'interesse per PBAT è in aumento. Produttori affermati come BASF tedesca e Novamont italiano stanno assistendo a una maggiore domanda dopo decenni di alimentazione del mercato. Sono affiancati da oltre una mezza dozzina di produttori asiatici che si aspettano che il polimero prosperisca mentre i governi regionali spingono per la sostenibilità.
Marc Verbruggen, ex CEO del produttore di PLA NatureWorks e ora consulente indipendente, ritiene che PBAT sia "il prodotto bioplastico più economico e più semplice da produrre" e crede che PBAT stia diventando il preminente bioplastico flessibile, è davanti al poli succinata Butanediol Ester ( PBS) e concorrenti PHA. E è probabile che si classifichi accanto al PLA come le due più importanti materie plastiche biodegradabili, che secondo lui sta diventando il prodotto dominante per applicazioni rigide.
Ramani Narayan, professore di ingegneria chimica presso la Michigan State University, ha affermato che il principale punto di forza di PBAT-la sua biodegradabilità-proviene da legami estere, piuttosto che dallo scheletro di carbonio carbonio in polimeri non degradabili come il polietilene. I legami estere sono facilmente idrolizzati e danneggiati dagli enzimi.
Ad esempio, l'acido polilattico e il PHA sono poliesteri che si degradano quando i loro legami estere si rompono. Ma il poliestere più comune - polietilene tereftalato (PET), usato in fibre e bottiglie di soda - non si rompe così facilmente. Questo perché l'anello aromatico nel suo scheletro proviene da PTA. Secondo Narayan, gli anelli che danno proprietà strutturali rendono anche idrofobici. "L'acqua non è facile da entrare e rallenta l'intero processo di idrolisi", ha detto.
BASF produce polibutilene tereftalato (PBT), un poliestere realizzato con butanodiolo. I ricercatori dell'azienda hanno cercato un polimero biodegradabile che potevano facilmente produrre. Hanno sostituito un po 'di PTA in PBT con acido glicolico diacide adiposo. In questo modo, le parti aromatiche del polimero sono separate in modo che possano essere biodegradabili. Allo stesso tempo, è lasciato abbastanza PTA per dare al polimero preziose proprietà fisiche.
Narayan ritiene che PBAT sia leggermente più biodegradabile rispetto al PLA, il che richiede il decomporre il compost industriale. Ma non può competere con i PHA disponibili in commercio, che sono biodegradabili in condizioni naturali, anche in ambienti marini.
Gli esperti confrontano spesso le proprietà fisiche del PBAT con il polietilene a bassa densità, un polimero elastico usato per realizzare film, come sacchetti di immondizia.
PBAT è spesso miscelato con PLA, un polimero rigido con proprietà simili a polistirene. Il marchio Ecovio di BASF si basa su questa miscela. Ad esempio, Verbruggen afferma che una borsa per la spesa compostabile contiene in genere l'85% di PBAT e il 15% di PLA.
Novamont aggiunge un'altra dimensione alla ricetta. L'azienda mescola PBAT e altri poliesteri aromatici alifatici biodegradabili con amido per creare resine per applicazioni specifiche.
Stefano Facco, il nuovo responsabile dello sviluppo aziendale dell'azienda, ha dichiarato: “Negli ultimi 30 anni, Novamont si è concentrato sulle applicazioni in cui le capacità di degradazione possono aggiungere valore al prodotto stesso. "
Un grande mercato per PBAT è il pacciame, che si diffonde attorno alle colture per prevenire le erbacce e aiutare a trattenere l'umidità. Quando viene utilizzato il film in polietilene, deve essere tirato su e spesso sepolto in discarica. Ma i film biodegradabili possono essere coltivati direttamente nel terreno.
Un altro grande mercato sono i sacchetti di immondizia compostabili per il servizio di ristorazione e la raccolta domestica di rifiuti di cibo e cortile.
I sacchetti di aziende come Biobag, recentemente acquisite da Novamont, sono state vendute presso i rivenditori per anni.
Tempo post: 26-11-21