Biológiailag lebontható csomagolóanyagok

Pukánszky Béla:
Biológiailag lebontható csomagolóanyagok (BDP)
A Kémiai Tudományok Osztálya 2000. február 15-i ülésén elhangzott elõadás vázlata

1. Miért került elõtérbe ez a kérdés?

Környezetvédelem – érzelmi, politikai és gazdasági kérdés.

A média érdeklõdik —> gyakran téves információk:

a mûanyagok károsabbak a környezetre, mint más anyagok, mert
nem lebonthatók
a PVC égetése okozza a savas esõt és a dioxint
kimerítik a kõolajkészleteket stb.

A hulladékkezelés valóban komoly társadalmi probléma.

2. Miért a csomagolóanyagok?

Növekvõ mennyiségû mûanyagot használnak csomagolásra (1. táblázat).

1. táblázat
Mûanyag termékek gyártása Magyarországon 1998-ban

Terméktípus	Mennyiség
	1000 t	%
Mûszál	425	0,1
Csövek és fittingek	43500	13,8
Lemezek, fóliák és filmek (erõsítés nélkül)	81300	25,8
Egyéb lemez, fólia és film	14813	4,7
Mûanyag csomagolóanyag	139076	44,2
Fal-, padló- és mennyezetburkolat	10545	3,4
Mûanyag ajtó, ablak stb.	8469	2,7
Egyéb mûanyag építõanyag	2876	0,9
Asztali és konyhai eszközök	13604	4,4
Összesen	314608	100,0

A mûanyag könnyû – a hulladék pszichológiai hatása nagy.
Általában a csomagolóanyag jelenik meg a természetben is.
Élettartama korlátozott.
Hulladéka más módon, mint lerakással általában nem hasznosítható.
A környezetvédelmi törvények növelik a BDP versenyképességét (2. táblázat).

2. táblázat
A csomagolóanyagokra kirótt környezetvédelmi díj Németországban

Csomagolóanyag	Díj (DM/kg)
Papír, hullámlemez	0,40
Lebontható polimer (keményítõ/mûanyag kev.)	0,65 - 0,90
Papír (folyadékok, paszták)	1,69
Egyéb anyagok	2,10
Mûanyagok	2,67 - 2,95
Lebontható természetes polimer	0

3. Mit jelent a biológiai lebonthatóság?

Ellentmondás, vita, sokféle fogalom, megközelítés.
Lebomlás ellenõrzött feltételek mellett – komposztálás.

A biológiai lebonthatóságnak 4 feltétele van:

fizikai lebomlás, méretcsökkenés, széthullás – (1. ábra)
kémiai lebomlás
toxicitás – mérgezõ termékek nem keletkezhetnek
a komposzt minõsége – eladhatóság

Cél: a lebomlás teljes legyen – mineralizáció, H₂O, CO₂.


0. nap	12. nap	33. nap	45. nap

1. ábra. Politejsavból készült termék biológiai degradációja

4. Követelmények

Ár – jelenleg magas, pusztán a mennyiség miatt csökkenni fog.
Feldolgozhatóság – a jelenlegi gépeken kell fedolgozni.
Tulajdonságok – gyakran nem elégítik ki az igényeket.
Környezeti hatás – l. 3. pont.

5. Biológiailag lebontható polimerek

Keményítõ, cellulóz és származékaik

módosított természetes polimerek
keményítõ/mûanyag keverékek – Flunteraplast, MaterBi
keményítõ/PVA ojtott kopolimer – WetFlex

Alifás poliészterek

poli(L)tejsav (PLA)

polikaprolakton (PCL)
poli(hidroxi-butirát) (PHB)

enzimatikus
mesterséges

poli(butilén-szukcinát) – Bionoll

Kopoliészterek

tereftálsav/adipinsav/butándiol észter – Ecostar

3-hidroxi-vajsav – 3-hidroxi-valeriánsav kopolimerek
poliészter amidok – BAK 1095, BAK 2195
poliészter uretánok

6. Gyártók

3. táblázat
Biodegradálható anyagok gyártói

Földrész	Gyártó	Polimer
Európa	Avebe	keményítõ keverékek
Európa	BASF	poliészterek (Ecostar)
Európa	Bayer	Poliészteramidok
Európa	Biotec	keményítõ keverékek (Flunteraplast)
Európa	Idroplast	PVA
Európa	Mazzucchelli	cellulóz acetát
Európa	Neste OY	Politejsav
Európa	Novamont	keményítõ keverékek (MaterBi)
Európa	Solvay	PCL
Európa	United Paper	Cellulózszármazékok
USA	Cargill-Dow	Politejsav
USA	Chronopol	Politejsav
USA	Dow	Poliészterek
Ázsia	Daicel	PCL/cellulózszármazék
Ázsia	Dai Nippon	politejsav
Ázsia	Japan Corn	keményítõszármazék
Ázsia	Showa	poliészter (Bionoll)

7. Termékek

4. táblázat
Biodegradálható polimerek – piaci termékek

Típus	Márkanév	Gyártó	Ár (ECU/kg)	Felhasználás
Extrúziós keményítõ	Mater-Bi	Novamont	3–5	csomagolás, zsákok
Extrúziós keményítõ	Fluntera-Plast	WL, Fluntera	0,5–1	csomagolás
Extrúziós keményítõ	Novon	Novon	3–7	csomagolás, higiénia
Extrúziós keményítõ	Biopac	Biopack	7,5	élelmiszer, vakcina
Extrúziós keményítõ	PE/keményítõ	St. Lawrence	0,5	csomagolás, zsákok
Keményítõ hab	Keményítõ	Sunstartke	50 ECU/m³	csomagoló hab
Cellulóz	C. acetát	Eastman	5–10	csomagolás
Poliészter	PHBV	ICI/Monsanto	15	mûanyag, csomagolás
Poliészter	PLA/PLGA	Boehringer	>500	orvosi anyag
Poliészter	PLA	Cargill	1–10	mûanyag, csomagolás
Poliészter	Bionoll	Showa	10–20	mûanyag, csomagolás
Poliészter	PCL	Union Carbide	607	csomagolás
Proteinek	Zselatin	Deutsche G.	5	gyógyszer bevonat
PVA	PVA	Kuraray	20–30	csomagolás, zsák

8. Hazai helyzet

SZVKI
KKKI
KLTE
KÉKI
BME MGT poliolefin/keményítõ por keverékek
poliolefin/TPS keverékek – Flunteraplast
poliészter uretánok
?keményítõ?
módosított keményítõ
alifás poliészter-cellulóz kopolimer 1989–91
1987–92
1998–
????
1999–
1999–

9. Jövõ – lehetõségek, feltételek

A mezõgazdasági termékek felhasználhatók.
Fontosságuk növekszik – l. környezetvédelem – politika.
Gyorsan fejlõdnek – gazdasági jelentõségük nõ.
Komolyabb kutatás-fejlesztés szükséges.
Összehangolt munka és támogatás.

Tisztelt Olvasó! A vázlat alapján felmerülõ kérdéseit a következõ címen teheti fel a szerzõnek: pukanszky.mua@chem.bme.hu

Kémiai Tudományok Osztálya
Olvasóterem

http://www.kfki.hu/chemonet/ http://www.ch.bme.hu/chemonet/