Пластики, полученные из возобновляемых источников биомассы
Биоразлагаемая пластиковая посудаУпаковка для цветов из био-флекса из смеси PLA
Биопластики — это пластиковые материалы, производимые из возобновляемых источников биомассы . Исторически первыми пластиками были биопластики, изготовленные из природных материалов, таких как шеллак или целлюлоза . С конца 19 века их все больше вытесняют пластики из ископаемого топлива, полученные из нефти или природного газа ( ископаемая биомасса не считается возобновляемой в разумные короткие сроки). Сегодня, в контексте биоэкономики и круговой экономики , биопластики снова набирают интерес. Обычные полимеры на основе нефти все чаще смешивают с биопластиками для производства «био-атрибутивных» или «сбалансированных по массе» пластиковых изделий — поэтому разницу между био- и другими пластиками может быть трудно определить. [1]
биотехнологическое производство в микроорганизмах или генетически модифицированных растениях (например, полигидроксиалканоаты (PHA)). [3]
Одним из преимуществ биопластиков является их независимость от ископаемого топлива в качестве сырья, которое является конечным и глобально неравномерно распределенным ресурсом, связанным с нефтяной политикой и воздействием на окружающую среду . Биопластики могут использовать ранее неиспользованные отходы (например, солому , щепу , опилки и пищевые отходы ). Исследования анализа жизненного цикла показывают, что некоторые биопластики могут быть изготовлены с меньшим углеродным следом , чем их ископаемые аналоги, например, когда биомасса используется в качестве сырья, а также для производства энергии. Однако другие процессы биопластиков менее эффективны и приводят к большему углеродному следу, чем ископаемые пластики. [4] [5] [6] [7]
Является ли какой-либо вид пластика разлагаемым или неразлагаемым (долговечным), зависит от его молекулярной структуры, а не от того, окаменела ли биомасса, составляющая сырье. Существуют как прочные биопластики, такие как био-ПЭТ или биополиэтилен (аналоги полиэтилентерефталата и полиэтилена на биологической основе, полученные из ископаемых материалов ), так и разлагаемые биопластики, такие как полимолочная кислота , полибутиленсукцинат или полигидроксиалканоаты [ 8] . [9] [10] Биопластик необходимо перерабатывать так же, как и ископаемый пластик, чтобы избежать загрязнения пластиком ; «внедряемые» биопластики (такие как биополиэтилен) вписываются в существующие потоки переработки. С другой стороны, переработка биоразлагаемых биопластиков в текущих потоках переработки создает дополнительные проблемы, поскольку это может повысить стоимость сортировки и снизить выход и качество переработанного материала. Однако биодеградация — не единственный приемлемый способ утилизации биоразлагаемых биопластиков по окончании срока их службы, и механическая и химическая переработка часто являются предпочтительным выбором с точки зрения экологии. [11]
Биоразлагаемость может предложить путь к концу срока службы в некоторых приложениях, таких как сельскохозяйственная мульча, но концепция биоразложения не так проста, как многие полагают. Восприимчивость к биоразложению сильно зависит от химической структуры полимера, и разные биопластики имеют разные структуры, поэтому нельзя предполагать, что биопластик в окружающей среде будет легко распадаться. И наоборот, биоразлагаемые пластики также могут быть синтезированы из ископаемого топлива. [4] [12]
По состоянию на 2018 год биопластики составляли приблизительно 2% мирового производства пластика (>380 миллионов тонн). [13] В 2022 году наиболее важными с коммерческой точки зрения типами биопластиков были PLA и продукты на основе крахмала . [14] Благодаря продолжающимся исследованиям биопластиков, инвестициям в компании по производству биопластиков и растущему вниманию к пластику на основе ископаемых, биопластики становятся все более доминирующими на некоторых рынках, в то время как производство ископаемых пластиков также неуклонно растет.
Полимер на биологической основе, полученный из биомассы или произведенный из мономеров, полученных из биомассы, и который на определенном этапе его переработки в готовую продукцию может быть сформирован потоком.
Примечание 1 : Биопластик обычно используется как противоположность полимеру, полученному из ископаемых ресурсов.
Примечание 2 : Термин «биопластик» вводит в заблуждение, поскольку предполагает, что любой полимер, полученный из биомассы, является экологически чистым .
Примечание 3 : Использование термина «биопластик» не рекомендуется. Используйте выражение «полимер на биологической основе».
Примечание 4 : Полимер на биологической основе, аналогичный полимеру на нефтеоснове, не подразумевает какого-либо превосходства по отношению к окружающей среде, если сравнение соответствующих оценок жизненного цикла не является благоприятным. [15]
Предлагаемые приложения
Коробчатые изделия из биопластика и других биоразлагаемых пластиков
Существует мало коммерческих приложений для биопластиков. Стоимость и производительность остаются проблематичными. Типичным примером является Италия, где биоразлагаемые пластиковые пакеты являются обязательными для покупателей с 2011 года с введением специального закона. [16] Помимо конструкционных материалов, разрабатываются электроактивные биопластики, которые обещают проводить электрический ток . [17]
Биопластик используется для изготовления одноразовых предметов, таких как упаковка , посуда, столовые приборы, кастрюли, миски и соломинки. [18]
Биополимеры используются в качестве покрытий для бумаги, а не более распространённых нефтехимических покрытий. [19]
Биопластики, называемые drop-in биопластиками , химически идентичны своим аналогам из ископаемого топлива, но производятся из возобновляемых ресурсов. Примерами являются био-ПЭ , био-ПЭТ , био-пропилен , био-ПП , [20] и нейлоны на основе биоматериалов. [21] [22] [23] Drop-in биопластики легко реализовать технически, поскольку можно использовать существующую инфраструктуру. [24] Специальный биотехнологический путь позволяет производить продукты, которые невозможно получить с помощью традиционных химических реакций, и может создавать продукты, которые обладают уникальными и превосходными свойствами по сравнению с альтернативами на основе ископаемых. [23]
Термопластичный крахмал представляет собой наиболее широко используемый биопластик, составляя около 50 процентов рынка биопластиков. [25] Простую крахмальную биопластиковую пленку можно изготовить дома путем желатинизации крахмала и литья из раствора . [26] Чистый крахмал способен поглощать влагу и, таким образом, является подходящим материалом для производства капсул с лекарствами в фармацевтическом секторе. Однако чистый биопластик на основе крахмала является хрупким. Также можно добавлять пластификаторы, такие как глицерин , гликоль и сорбит , чтобы крахмал также можно было обрабатывать термопластически. [27] Характеристики полученного биопластика (также называемого «термопластичным крахмалом») можно адаптировать к конкретным потребностям, регулируя количество этих добавок. Для переработки крахмала в биопластик можно использовать обычные методы переработки полимеров, такие как экструзия, литье под давлением, компрессионное формование и литье из раствора. [27] Свойства крахмального биопластика во многом зависят от соотношения амилоза / амилопектин . Как правило, крахмал с высоким содержанием амилозы обеспечивает превосходные механические свойства. [28] Однако крахмал с высоким содержанием амилозы имеет меньшую перерабатываемость из-за более высокой температуры желатинизации [29] и более высокой вязкости расплава. [30]
Биопластики на основе крахмала часто смешивают с биоразлагаемыми полиэфирами для получения смесей крахмал/полимолочная кислота [31] , крахмал/ поликапролактон [32] или крахмал/Ecoflex [33] (полибутиленадипат-ко-терефталат, производимый BASF [34] ). Эти смеси используются для промышленных целей и также являются компостируемыми. Другие производители, такие как Roquette , разработали другие смеси крахмал/ полиолефин . Эти смеси не биоразлагаемы, но имеют меньший углеродный след, чем пластмассы на основе нефти, используемые для тех же целей. [35]
Крахмал дешев, доступен и возобновляем. [36]
Пленки на основе крахмала (в основном используемые для упаковки) изготавливаются в основном из крахмала, смешанного с термопластичными полиэфирами для образования биоразлагаемых и компостируемых продуктов. Эти пленки можно увидеть, в частности, в упаковке потребительских товаров, в виде журнальных оберток и пузырчатых пленок. В упаковке пищевых продуктов эти пленки можно увидеть в виде пакетов для выпечки или фруктов и овощей. Компостные мешки с этими пленками используются при селективном сборе органических отходов. [36] Кроме того, пленки на основе крахмала можно использовать в качестве бумаги. [37] [38]
Нанокомпозиты на основе крахмала широко изучались и показали улучшенные механические свойства, термостойкость, влагостойкость и газонепроницаемость. [39]
Целлюлоза может стать термопластичной при значительной модификации. Примером этого является ацетат целлюлозы, который является дорогим и поэтому редко используется для упаковки. Однако целлюлозные волокна, добавленные к крахмалам, могут улучшить механические свойства, проницаемость для газа и водостойкость, поскольку они менее гидрофильны, чем крахмал. [36]
Пластики на основе белков
Разработка съедобной казеиновой пленки в Министерстве сельского хозяйства США [40]
Биопластики могут быть сделаны из белков из разных источников. Например, пшеничный глютен и казеин показывают многообещающие свойства в качестве сырья для различных биоразлагаемых полимеров. [41]
Кроме того, соевый белок рассматривается как еще один источник биопластика. Соевые белки используются в производстве пластика уже более ста лет. Например, кузовные панели оригинального автомобиля Ford были сделаны из пластика на основе сои. [42]
Существуют трудности с использованием пластика на основе соевого белка из-за его чувствительности к воде и относительно высокой стоимости. Поэтому производство смесей соевого белка с некоторыми уже имеющимися биоразлагаемыми полиэфирами улучшает чувствительность к воде и стоимость. [43]
Полимолочная кислота (PLA) — это прозрачный пластик, производимый из кукурузы [44] или декстрозы . На первый взгляд он похож на обычные массовые пластики на основе нефтехимии, такие как PS . Он производится из растений и биоразлагается в условиях промышленного компостирования. К сожалению, он демонстрирует худшую ударную вязкость, термическую прочность и барьерные свойства (блокирует транспорт воздуха через мембрану) по сравнению с небиоразлагаемыми пластиками. [45] PLA и смеси PLA обычно выпускаются в форме гранул. PLA используется в ограниченных масштабах для производства пленок, волокон, пластиковых контейнеров, чашек и бутылок. PLA также является наиболее распространенным типом пластиковой нити , используемой для домашнего моделирования методом наплавления в 3D-принтерах.
Поли-3-гидроксибутират
Биополимер поли-3-гидроксибутират ( ПГБ ) представляет собой полиэфир, производимый определенными бактериями, перерабатывающими глюкозу, кукурузный крахмал [46] или сточные воды. [47] Его характеристики аналогичны характеристикам нефтепластикового полипропилена (ПП). Производство ПГБ увеличивается. Например, южноамериканская сахарная промышленность решила расширить производство ПГБ до промышленных масштабов. ПГБ отличается прежде всего своими физическими характеристиками. Его можно перерабатывать в прозрачную пленку с температурой плавления выше 130 градусов по Цельсию, и он биоразлагаем без остатка.
Полигидроксиалканоаты
Полигидроксиалканоаты (PHA) — это линейные полиэфиры , которые в природе производятся путем бактериальной ферментации сахара или липидов . Они производятся бактериями для хранения углерода и энергии. В промышленном производстве полиэфир извлекается и очищается от бактерий путем оптимизации условий ферментации сахара. Более 150 различных мономеров могут быть объединены в этом семействе для получения материалов с чрезвычайно разными свойствами. PHA более пластичен и менее эластичен, чем другие пластики, и он также биоразлагаем. Эти пластики широко используются в медицинской промышленности.
Полиамид 11
PA 11 — это биополимер, полученный из натурального масла. Он также известен под торговой маркой Rilsan B, коммерциализированной компанией Arkema . PA 11 относится к семейству технических полимеров и не является биоразлагаемым. Его свойства аналогичны свойствам PA 12 , хотя выбросы парниковых газов и потребление невозобновляемых ресурсов сокращаются при его производстве. Его термостойкость также превосходит таковую у PA 12. Он используется в высокопроизводительных приложениях, таких как автомобильные топливопроводы, пневматические тормозные трубки, антитермитная оболочка электрических кабелей, гибкие нефтяные и газовые трубы, шлангокабели для управляющей жидкости, спортивная обувь, компоненты электронных устройств и катетеры.
Похожий пластик — полиамид 410 (PA 410), на 70% состоящий из касторового масла , под торговой маркой EcoPaXX, продаваемый компанией DSM. [48]
PA 410 — это высокоэффективный полиамид, сочетающий в себе преимущества высокой температуры плавления (около 250 °C), низкого влагопоглощения и превосходной устойчивости к различным химическим веществам.
Биопроизводный полиэтилен
Основным строительным блоком ( мономером ) полиэтилена является этилен. Этилен химически похож на этанол и может быть получен из него, который может быть получен путем ферментации сельскохозяйственного сырья, такого как сахарный тростник или кукуруза. Биопроизводный полиэтилен химически и физически идентичен традиционному полиэтилену — он не биоразлагается, но может быть переработан. Бразильская химическая группа Braskem утверждает, что при использовании ее метода производства полиэтилена из сахарного тростника этанол улавливает (удаляет из окружающей среды) 2,15 тонны CO2 на тонну произведенного зеленого полиэтилена.
Генетически модифицированное сырье
Поскольку ГМ- кукуруза является распространенным сырьем, неудивительно, что из нее производят некоторые биопластики.
Конденсация полиаминов и циклических карбонатов приводит к образованию полигидроксиуретанов. [49] В отличие от традиционных сшитых полиуретанов, сшитые полигидроксиуретаны в принципе поддаются переработке и вторичной переработке посредством динамических реакций транскарбамоилирования. [50]
Полимеры на основе липидов
Ряд классов биопластиков были синтезированы из жиров и масел растительного и животного происхождения. [51] Полиуретаны , [52] [53] полиэфиры , [54] эпоксидные смолы [55] и ряд других типов полимеров были разработаны с сопоставимыми свойствами с материалами на основе сырой нефти. Недавнее развитие метатезиса олефинов открыло широкий спектр сырья для экономичного преобразования в биомономеры и полимеры. [56] С ростом производства традиционных растительных масел, а также недорогих масел, полученных из микроводорослей , [57] существует огромный потенциал для роста в этой области.
В 2024 году Ламанна и др. представили олеогели на основе этилцеллюлозы и растительных масел в качестве нового биопластика, названного OleoPlast. [58] Этот биопластик проявляет термопластичное поведение, предлагая как перерабатываемость, так и биоразлагаемость. К основным преимуществам OleoPlast относятся возможность настройки его механических и физических свойств, а также его совместимость с различными методами обработки, такими как литье под давлением , горячее прессование, экструзия и изготовление сплавленных нитей .
Такие материалы, как крахмал, целлюлоза, древесина, сахар и биомасса, используются в качестве заменителя ископаемых топливных ресурсов для производства биопластиков; это делает производство биопластиков более устойчивой деятельностью по сравнению с традиционным производством пластика. [59] [60] Воздействие биопластиков на окружающую среду часто является предметом споров, поскольку существует множество различных показателей «зелености» (например, использование воды, использование энергии, вырубка лесов, биодеградация и т. д.). [61] [62] [63] Следовательно, воздействие биопластиков на окружающую среду подразделяется на использование невозобновляемой энергии, изменение климата , эвтрофикацию и подкисление . [64] Производство биопластиков значительно сокращает выбросы парниковых газов и снижает потребление невозобновляемой энергии. [59] Фирмы по всему миру также смогут повысить экологическую устойчивость своей продукции, используя биопластики [65]
Хотя биопластики экономят больше невозобновляемой энергии, чем обычные пластики, и выделяют меньше парниковых газов по сравнению с обычными пластиками, биопластики также оказывают негативное воздействие на окружающую среду, такое как эвтрофикация и закисление. [64] Биопластики вызывают более высокий потенциал эвтрофикации, чем обычные пластики. [64] Производство биомассы в ходе промышленных методов ведения сельского хозяйства приводит к тому, что нитраты и фосфаты фильтруются в водоемы; это вызывает эвтрофикацию, процесс, при котором водоем приобретает чрезмерное богатство питательных веществ. [64] Эвтрофикация представляет собой угрозу водным ресурсам во всем мире, поскольку она вызывает вредоносное цветение водорослей, которое создает мертвые зоны кислорода, убивая водных животных. [66] Биопластики также усиливают закисление. [64] Высокий рост эвтрофикации и закисления, вызванный биопластиками, также вызван использованием химических удобрений при выращивании возобновляемого сырья для производства биопластиков. [59]
Другие воздействия биопластиков на окружающую среду включают в себя меньшую человеческую и наземную экотоксичность и канцерогенный потенциал по сравнению с обычными пластиками. [64] Однако биопластики оказывают более высокую водную экотоксичность, чем обычные материалы. [64] Биопластики и другие биоматериалы увеличивают истощение стратосферного озона по сравнению с обычными пластиками; это является результатом выбросов закиси азота во время внесения удобрений во время промышленного земледелия для производства биомассы. [64] Искусственные удобрения увеличивают выбросы закиси азота, особенно когда урожаю не нужен весь азот. [67] Незначительные воздействия биопластиков на окружающую среду включают токсичность из-за использования пестицидов на культурах, используемых для производства биопластиков. [59] Биопластики также вызывают выбросы углекислого газа от уборочных машин. [59] Другие незначительные воздействия на окружающую среду включают высокое потребление воды для выращивания биомассы, эрозию почвы, потери углерода в почве и потерю биоразнообразия , и они в основном являются результатом землепользования, связанного с биопластиками. [64] Использование земель для производства биопластика приводит к потере связывания углерода и увеличивает затраты на углерод, одновременно отвлекая землю от ее текущего использования [68]
Хотя биопластики чрезвычайно выгодны, поскольку они сокращают невозобновляемое потребление и выбросы парниковых газов, они также негативно влияют на окружающую среду за счет потребления земли и воды, использования пестицидов и удобрений, эвтрофикации и подкисления; поэтому предпочтение, которое вы отдаете биопластикам или обычным пластикам, зависит от того, что вы считаете наиболее важным воздействием на окружающую среду. [59]
Другая проблема с биопластиками заключается в том, что некоторые биопластики производятся из съедобных частей сельскохозяйственных культур. Это заставляет биопластики конкурировать с производством продуктов питания, поскольку сельскохозяйственные культуры, которые производят биопластики, также могут использоваться для кормления людей. [69] Эти биопластики называются «биопластиками из сырья 1-го поколения». Биопластики из сырья 2-го поколения используют непищевые культуры (целлюлозное сырье) или отходы из сырья 1-го поколения (например, отработанное растительное масло). Биопластики из сырья третьего поколения используют в качестве сырья водоросли . [70]
Биодеградация биопластиков
Упаковочная воздушная подушка из био-флекса из смеси PLA
Биодеградация любого пластика — это процесс, который происходит на границе раздела твердое тело/жидкость, при котором ферменты в жидкой фазе деполимеризуют твердую фазу. [71] Некоторые типы биопластиков, а также обычные пластики, содержащие добавки, способны к биодеградации. [72] Биопластик способен к биодеградации в различных средах, поэтому он более приемлем, чем обычные пластики. [73] Биоразлагаемость биопластиков происходит в различных условиях окружающей среды, включая почву, водную среду и компост. [73] Как структура, так и состав биополимера или биокомпозита оказывают влияние на процесс биодеградации, поэтому изменение состава и структуры может повысить биодеградируемость. [73] Почва и компост как условия окружающей среды более эффективны в биодеградации из-за их высокого микробного разнообразия. [73] Компостирование не только эффективно биодеградирует биопластик, но и значительно снижает выбросы парниковых газов. [73] Биоразлагаемость биопластиков в компостных средах можно повысить, добавив больше растворимого сахара и повысив температуру. [73] С другой стороны, почвенные среды характеризуются большим разнообразием микроорганизмов, что облегчает биодеградацию биопластиков. [73] Однако биопластикам в почвенных средах требуются более высокие температуры и более длительное время для биодеградации. [73] Некоторые биопластики более эффективно биодеградируют в водоемах и морских системах; однако это создает опасность для морских экосистем и пресной воды. [73] Следовательно, можно сделать верный вывод о том, что биодеградация биопластиков в водоемах, которая приводит к гибели водных организмов и нездоровой воде, может быть отмечена как одно из негативных воздействий биопластиков на окружающую среду.
Биопластики для строительных материалов
Концепция биопластика восходит к началу 20 века. Однако значительный прогресс произошел в 1980-х и 1990-х годах, когда исследователи начали разрабатывать биоразлагаемые пластики из природных источников. Строительная отрасль начала обращать внимание на потенциал биопластика в конце 2000-х годов, что было обусловлено глобальным стремлением к более экологичным методам строительства.
В последние годы биопластики достигли значительных успехов в плане долговечности, экономической эффективности и производительности. Инновации в области биополимерных смесей и композитов сделали биопластики более подходящими для применения в строительстве, от изоляции до структурных компонентов.
Применение в строительстве
Изоляция
Биопластики могут быть использованы для создания эффективных и экологически чистых изоляционных материалов. Полимолочная кислота (PLA) и полигидроксиалканоаты (PHA) обычно используются для этой цели из-за их термических свойств и биоразлагаемости. [74]
Напольное покрытие
Биопластичные композиты, такие как те, что сделаны из PLA и натуральных волокон, предлагают прочные и устойчивые альтернативы традиционным напольным материалам. Они особенно ценятся за низкий углеродный след и пригодность к вторичной переработке.
Панели и облицовка
Биопластиковые панели, изготовленные из смесей натуральных волокон и биополимеров, являются экологически чистым вариантом для облицовки стен и перегородок. Эти материалы легкие, прочные и могут быть спроектированы так, чтобы имитировать традиционные материалы, такие как дерево или камень.
Опалубка
Биопластики все чаще используются в опалубке для литья бетона. Они предлагают преимущества с точки зрения повторного использования, снижения веса и снижения воздействия на окружающую среду по сравнению с обычными материалами. [75]
Укрепление
Биопластичные композиты, армированные натуральными волокнами или другими материалами, могут использоваться в строительных конструкциях, предлагая устойчивую альтернативу стали или стекловолокну.
Преимущества биопластика в строительстве Воздействие на окружающую среду
Сокращение углеродного следа
Биопластики производятся из возобновляемых источников, что значительно сокращает углеродный след строительных материалов.
Биоразлагаемость
Многие биопластики биоразлагаемы, что помогает сократить отходы и загрязнение окружающей среды в конце их жизненного цикла. [76] [77]
Энергоэффективность
Производство биопластиков, как правило, требует меньше энергии по сравнению с производством обычных пластиков, что еще больше снижает их воздействие на окружающую среду.
Экономические выгоды
Эффективность использования ресурсов
Использование биопластика может снизить зависимость от ископаемого топлива и способствовать более эффективному использованию природных ресурсов.
Рост рынка
Рынок биопластиков расширяется, что обусловлено ростом спроса на устойчивые строительные материалы. Этот рост открывает новые экономические возможности для производителей и поставщиков. [78]
Проблемы и ограничения
Расходы
Биопластики часто дороже в производстве, чем традиционные пластики, что может стать препятствием для их широкого внедрения в чувствительной к затратам строительной отрасли. Однако, как ожидается, текущие исследования и технологические достижения со временем снизят затраты.
Производительность
Хотя биопластики достигли значительных успехов, некоторые их типы все еще отстают от традиционных материалов с точки зрения прочности, долговечности и устойчивости к факторам окружающей среды, таким как воздействие ультрафиолета и влаги. [79]
Ограниченное применение
В настоящее время биопластики подходят для ограниченного спектра применений в строительстве. Расширение их использования для более сложных структурных ролей потребует дальнейшей разработки и тестирования.
Перспективы на будущее
Будущее биопластиков в строительстве выглядит многообещающим, поскольку постоянные исследования и инновации, вероятно, расширят их применение и улучшат их характеристики. [80] Поскольку строительная отрасль все больше ориентируется на устойчивое развитие, биопластики готовы сыграть решающую роль в разработке экологически чистых строительных материалов. [81]
Биопластики предлагают устойчивую и универсальную альтернативу традиционным строительным материалам со значительными экологическими и экономическими преимуществами. Хотя проблемы остаются, особенно с точки зрения стоимости и производительности, продолжающиеся достижения в области технологии биопластиков [82] обладают потенциалом для преобразования строительной отрасли и внесения вклада в более устойчивое будущее.
В то время как пластмассы на основе органических материалов производились химическими компаниями на протяжении всего XX века, первая компания, сосредоточенная исключительно на биопластике — Marlborough Biopolymers — была основана в 1983 году. Однако Marlborough и другие последовавшие за ней предприятия не смогли добиться коммерческого успеха, а первой такой компанией, которая добилась долгосрочного финансового успеха, стала итальянская компания Novamont, основанная в 1989 году. [83]
Биопластики остаются менее чем одним процентом от всех производимых в мире пластиков. [84] [85] Большинство биопластиков пока не сокращают выбросы углерода больше, чем требуется для их производства. [86] Подсчитано, что замена 250 миллионов тонн пластика, производимого каждый год, на биопластики потребует 100 миллионов гектаров земли, или 7 процентов пахотных земель на Земле. А когда биопластики достигают конца своего жизненного цикла, те, которые разработаны как компостируемые и продаются как биоразлагаемые, часто отправляются на свалки из-за отсутствия надлежащих установок для компостирования или сортировки отходов, где они затем выделяют метан при анаэробном разложении. [87]
COPA (Комитет сельскохозяйственных организаций Европейского союза) и COGEGA (Генеральный комитет по сельскохозяйственному сотрудничеству Европейского союза) провели оценку потенциала биопластиков в различных секторах европейской экономики:
История и развитие биопластиков
1855: Произведена первая (худшая) версия линолеума.
1862: На Большой Лондонской выставке Александр Паркес демонстрирует Паркезин , первый термопластик. Паркезин изготавливается из нитроцеллюлозы и обладает очень хорошими свойствами, но проявляет чрезвычайную воспламеняемость. (White 1998) [88]
1897: Галалит, который производится и по сей день, представляет собой биопластик на основе молока, созданный немецкими химиками в 1897 году. Галалит в основном содержится в пуговицах. (Тилен, 2014) [89]
1907: Лео Бакеланд изобрел бакелит , который получил статус Национального исторического химического памятника за его непроводимость и термостойкость. Он используется в корпусах радио и телефонов, кухонных принадлежностях, огнестрельном оружии и многих других продуктах. (Pathak, Sneha, Mathew 2014)
1912: Бранденбергер изобретает целлофан из древесины, хлопка или пеньковой целлюлозы. (Тилен 2014) [89]
1920-е годы: Уоллес Карозерс находит пластик из полимолочной кислоты (PLA). Производство PLA невероятно дорогое, и его массовое производство началось только в 1989 году. (Whiteclouds 2018)
1925: Полигидроксибутират был выделен и охарактеризован французским микробиологом Морисом Лемуанем.
1926: Морис Лемуан изобретает полигидроксибутират (ПГБ), который является первым биопластиком, полученным из бактерий. (Тилен, 2014) [89]
1930-е годы: Генри Форд изготовил первый биопластиковый автомобиль из соевых бобов. (Тилен, 2014) [89] [90]
1940-1945: Во время Второй мировой войны наблюдается рост производства пластика, поскольку он используется во многих военных материалах. Благодаря государственному финансированию и контролю производство пластика в США (в целом, а не только биопластика) утроилось в 1940-1945 годах (Rogers 2005). [91] Короткометражный фильм правительства США 1942 года «Дерево в пробирке» иллюстрирует важную роль, которую биопластик сыграл в победе во Второй мировой войне и в американской экономике того времени.
1950-е годы: Успешно выведен сорт амиломази (кукуруза с содержанием амилозы >50%), и началось изучение возможностей коммерческого использования биопластика. (Лю, Молт, Лонг, 2009) [92] Наблюдается спад в разработке биопластика из-за низких цен на нефть, однако разработка синтетических пластиков продолжается.
1970-е годы: Экологическое движение стимулировало дальнейшее развитие биопластиков. (Роджерс, 2005) [91]
1983: Основана первая компания по производству биопластиков, Marlborough Biopolymers, которая использует биопластик на основе бактерий, называемый биопал. (Федер, 1985) [93]
1989: Дальнейшее развитие PLA осуществляется доктором Патриком Р. Грубером, когда он выясняет, как создавать PLA из кукурузы. (Whiteclouds 2018). Создается ведущая компания по производству биопластика под названием Novamount. Novamount использует биопластик matter-bi в различных приложениях. (Novamount 2018) [94]
Конец 1990-х: Разработка крахмала TP и BIOPLAST в ходе исследований и производства компании BIOTEC привела к созданию пленки BIOFLEX. Пленка BIOFLEX может быть классифицирована как экструзия раздувной пленки, экструзия плоской пленки и линии литья под давлением. Эти три классификации имеют следующие области применения: экструзия раздувной пленки - мешки, пакеты, мусорные пакеты, мульчирующая фольга, средства гигиены, пленки для подгузников, воздушно-пузырьковая пленка, защитная одежда, перчатки, двухребристые пакеты, этикетки, барьерные ленты; плоские пленки - лотки, цветочные горшки, продукты и упаковка для заморозки, чашки, фармацевтическая упаковка; литье под давлением - одноразовые столовые приборы, банки, контейнеры, выполненные изделия, лотки для компакт-дисков, предметы кладбища, ти для гольфа, игрушки, письменные принадлежности. (Lorcks 1998) [95]
1992: В журнале Science сообщается, что PHB может вырабатываться растением Arabidopsis thaliana. (Poirier, Dennis, Klomparens, Nawrath, Somerville 1992) [96]
2001: Metabolix Inc. покупает биопол-бизнес Monsanto (первоначально Zeneca), который использует растения для производства биопластиков. (Барбер и Фишер, 2001) [97]
2001: Ник Такер использует слоновую траву в качестве биопластиковой основы для изготовления пластиковых деталей автомобилей. (Такер 2001) [98]
2005: Cargill and Dow Chemicals переименована в NatureWorks и становится ведущим производителем PLA. (Pennisi 2016) [99]
2007: Metabolix Inc. проводит испытания своего первого полностью биоразлагаемого пластика под названием Mirel, изготовленного путем ферментации кукурузного сахара и генетически модифицированных бактерий. (Digregorio 2009) [100]
2012: Биопластик разработан из морских водорослей, доказавших, что это один из самых экологически чистых биопластиков на основе исследований, опубликованных в журнале фармацевтических исследований. (Раджендрана, Пуппала, Снеха, Анджелина, Раджам 2012) [101]
2013: Патент выдан на биопластик, полученный из крови и сшивающего агента, такого как сахара, белки и т. д. (иридоидные производные, диимидаты, дионы, карбодиимиды, акриламиды , диметилсуберимидаты, альдегиды, фактор XIII, дигомобифункциональные эфиры NHS, карбонилдиимид, глиоксилы [ так в оригинале ], проантоцианидин, реутерин). Это изобретение может быть применено с использованием биопластика в качестве ткани, хряща, сухожилий, связок, костей и использоваться при доставке стволовых клеток. (Кэмпбелл, Берджесс, Вайс, Смит 2013) [102] [103]
2014: В исследовании, опубликованном в 2014 году, установлено, что биопластик можно производить путем смешивания растительных отходов (стебли петрушки и шпината, шелуха какао, шелуха риса и т. д.) с растворами чистой целлюлозы в ТФА, что создает биопластик. (Bayer, Guzman-Puyol, Heredia-Guerrero, Ceseracciu, Pignatelli, Ruffilli, Cingolani и Athanassiou 2014) [104]
2016: Эксперимент показал, что бампер автомобиля, который соответствует нормам, может быть изготовлен из биопластиковых биоматериалов на основе наноцеллюлозы с использованием банановой кожуры. (Хоссейн, Ибрагим, Алейсса 2016) [105]
2017: Новое предложение по биопластикам, изготовленным из лигноцеллюлозных ресурсов (сухого растительного материала). (Бродин, Малин, Вальехос, Опедал, Ареа, Чинга-Карраско 2017) [106]
2018: Происходит множество событий, включая запуск IKEA промышленного производства мебели из биопластика (Barret 2018), проект «Эффективный», направленный на замену нейлона бионейлоном (Barret 2018), и первую упаковку, изготовленную из фруктов (Barret 2018). [107]
2019: Пять различных типов хитиновых наноматериалов были извлечены и синтезированы «Корейским научно-исследовательским институтом химической технологии» для проверки сильных индивидуальных и антибактериальных эффектов. При захоронении под землей 100% биодеградация была возможна в течение шести месяцев. [108]
*Это не полный список. Эти изобретения показывают универсальность биопластиков и важные прорывы. Новые применения и изобретения биопластиков продолжают появляться.
Центр разработки биопластиков - Массачусетский университет ЛоуэллаРучка из биопластика (полилактид, PLA )
Процедуры тестирования
Биопластиковая бутылка для шампуня , изготовленная из смеси PLA и био-флекса
Промышленная компостируемость – EN 13432, ASTM D6400
Для того чтобы заявить, что пластиковый продукт является компостируемым на европейском рынке, необходимо соблюдать промышленный стандарт EN 13432. Подводя итог, можно сказать, что он требует проведения множества испытаний и устанавливает критерии «прошел/не прошел», включая распад (физическое и визуальное разрушение) готового изделия в течение 12 недель, биодеградацию (превращение органического углерода в CO2 ) полимерных ингредиентов в течение 180 дней, токсичность для растений и тяжелые металлы. Стандарт ASTM 6400 является нормативной базой для Соединенных Штатов и имеет схожие требования.
Многие пластики на основе крахмала , пластики на основе PLA и некоторые алифатические - ароматические сополиэфирные соединения, такие как сукцинаты и адипаты , получили эти сертификаты. Биопластики на основе добавок, продаваемые как фоторазлагаемые или оксо-биоразлагаемые, не соответствуют этим стандартам в их нынешнем виде .
Компостируемость – ASTM D6002
Метод ASTM D 6002 для определения компостируемости пластика определяет слово «компостируемый» следующим образом:
то, что способно подвергаться биологическому разложению в компостной яме таким образом, что материал визуально не различим и распадается на углекислый газ, воду, неорганические соединения и биомассу со скоростью, соответствующей известным компостируемым материалам. [109]
Это определение вызвало много критики, поскольку, в отличие от традиционного определения этого слова, оно полностью отделяет процесс «компостирования» от необходимости его приведения к гумусу /компосту как конечному продукту. Единственный критерий, который описывает этот стандарт, заключается в том, что компостируемый пластик должен выглядеть так же быстро, как и что-то другое, что уже установлено как компостируемое в соответствии с традиционным определением.
Отзыв ASTM D 6002
В январе 2011 года ASTM отменил стандарт ASTM D 6002, который предоставлял производителям пластика юридическое право маркировать пластик как компостируемый . Его описание следующее:
В этом руководстве рассматриваются предлагаемые критерии, процедуры и общий подход к установлению компостируемости экологически разлагаемых пластиков. [110]
ASTM еще не заменил этот стандарт.
На биологической основе – ASTM D6866
Метод ASTM D6866 был разработан для сертификации биологически полученного содержания биопластиков. Космические лучи, сталкивающиеся с атмосферой, означают, что часть углерода представляет собой радиоактивный изотоп углерода-14 . CO2 из атмосферы используется растениями в фотосинтезе , поэтому новый растительный материал будет содержать как углерод-14, так и углерод-12 . При правильных условиях и в течение геологических временных масштабов останки живых организмов могут быть преобразованы в ископаемое топливо . Примерно через 100 000 лет весь углерод-14, присутствующий в исходном органическом материале, подвергнется радиоактивному распаду, оставив только углерод-12. Продукт, изготовленный из биомассы, будет иметь относительно высокий уровень углерода-14, в то время как продукт, изготовленный из нефтехимических продуктов, не будет содержать углерода-14. Процент возобновляемого углерода в материале (твердом или жидком) можно измерить с помощью ускорительного масс-спектрометра . [111] [112]
Существует важное различие между биоразлагаемостью и биооснованным содержанием. Биопластик, такой как полиэтилен высокой плотности (HDPE) [113], может быть на 100% биооснованным (т. е. содержать 100% возобновляемого углерода), но при этом не биоразлагаемым. Эти биопластики, такие как HDPE, тем не менее играют важную роль в борьбе с выбросами парниковых газов, особенно когда они сжигаются для производства энергии. Биооснованный компонент этих биопластиков считается углеродно-нейтральным, поскольку их происхождение происходит из биомассы.
Анаэробныйбиоразлагаемость– ASTM D5511-02 и ASTM D5526
ASTM D5511-12 и ASTM D5526-12 — это методы испытаний, соответствующие международным стандартам, таким как ISO DIS 15985, по биоразлагаемости пластика.
^ "Отчет о рынке биопластиков: анализ отрасли, прогноз 2032". Ceresana Market Research . Получено 28.10.2024 .
^ Маричелвам, МК; Джаваид, Мохаммад; Асим, Мохаммад (2019). «Биопластики на основе кукурузного и рисового крахмала как альтернативные упаковочные материалы». Волокна . 7 (4): 32. doi : 10.3390/fib7040032 .
^ Шах, Манали; Раджханс, Санджукта; Пандя, Химаншу А.; Манкад, Арчана У.; Шах, Манали; Раджханс, Санджукта; Пандя, Химаншу А.; Манкад, Арчана У. (2021). «Биопластик будущего: обзор тогда и сейчас». Всемирный журнал перспективных исследований и обзоров . 9 (2): 056–067. дои : 10.30574/wjarr.2021.9.2.0054 .
^ ab Rosenboom, Jan-Georg; Langer, Robert; Traverso, Giovanni (2022-02-20). «Биопластики для экономики замкнутого цикла». Nature Reviews Materials . 7 (2): 117–137. Bibcode : 2022NatRM...7..117R. doi : 10.1038/s41578-021-00407-8. ISSN 2058-8437. PMC 8771173. PMID 35075395 .
^ Ди Бартоло, Альберто; Инфурна, Джулия; Динчева, Надька Цанкова (2021). «Обзор биопластиков и их внедрение в круговую экономику». Полимеры . 13 (8): 1229. doi : 10.3390 /polym13081229 . hdl : 10447/538077 . PMC 8069747. PMID 33920269.
^ Уокер, С.; Ротман, Р. (2020-07-10). «Оценка жизненного цикла биопластика и пластика на основе ископаемых: обзор». Журнал чистого производства . 261 : 121158. Bibcode : 2020JCPro.26121158W. doi : 10.1016/j.jclepro.2020.121158. hdl : 10871/121758 . ISSN 0959-6526. S2CID 216414551.
^ Пеллис, Алессандро; Малинконико, Марио; Гварнери, Элис; Гардосси, Люсия (25.01.2021). «Возобновляемые полимеры и пластики: производительность за пределами зеленого». New Biotechnology . 60 : 146–158. doi :10.1016/j.nbt.2020.10.003. ISSN 1871-6784. PMID 33068793. S2CID 224321496.
^ Томас, Анджали П.; Каса, Вара Прасад; Дубей, Браджеш Кумар; Сен, Рамкришна; Сармах, Аджит К. (2023). «Синтез и коммерциализация биопластиков: органические отходы как устойчивое сырье». Science of the Total Environment . 904 : 167243. Bibcode : 2023ScTEn.90467243T. doi : 10.1016/j.scitotenv.2023.167243. PMID 37741416.
^ Piemonte, Vincenzo (2013). «Внутри мира биопластиков: альтернатива пластикам на основе нефти». Sustainable Development in Chemical Engineering Innovative Technologies (1-е изд.). Wiley . С. 181–198. doi :10.1002/9781118629703.ch8. ISBN9781119953524.
^ Фреди, Джулия; Доригато, Андреа (01.07.2021). «Переработка отходов биопластика: обзор». Advanced Industrial and Engineering Polymer Research . 4 (3): 159–177. doi : 10.1016/j.aiepr.2021.06.006 . hdl : 11572/336675 . S2CID 237852939.
^ "Биопластики (PLA) - World Centric". worldcentric.org . Архивировано из оригинала 2019-03-09 . Получено 2018-07-15 .
^ Чинтапалли, Радж; Скочзински, Пиа; Карус, Михаэль; Балтус, Вольфганг; де Гусман, Дорис; Кеб, Харальд; Рашка, Ахим; Равенштейн, Ян (01.08.2019). «Биооснованные строительные блоки и полимеры — мировые мощности, производство и тенденции, 2018–2023». Промышленная биотехнология . 15 (4): 237–241. doi :10.1089/ind.2019.29179.rch. ISSN 1550-9087. S2CID 202017074.
^ "Отчет о рынке биопластиков: анализ отрасли, прогноз 2032". Ceresana Market Research . Получено 28.10.2024 .
^ Vert, Michel (2012). «Терминология биосвязанных полимеров и их применение (рекомендации ИЮПАК 2012 г.)» (PDF) . Pure and Applied Chemistry . 84 (2): 377–410. doi :10.1351/PAC-REC-10-12-04. S2CID 98107080. Архивировано из оригинала (PDF) 2015-03-19 . Получено 2013-07-17 .
^ "Consiglio dei Ministri conferma lamessa albando dei sacchetti di Plastica Non biodegradable - Ministryo dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare" . minambiente.it .
^ Suszkiw, Jan (декабрь 2005 г.). «Электроактивные биопластики напрягают свои промышленные мускулы». Новости и события . Служба сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США . Получено 28 ноября 2011 г.
^ Чен, Г.; Патель, М. (2012). «Пластики, полученные из биологических источников: настоящее и будущее: технический и экологический обзор». Chemical Reviews . 112 (4): 2082–2099. doi :10.1021/cr200162d. PMID 22188473.
^ Khwaldia, Khaoula; Elmira Arab-Tehrany; Stephane Desobry (2010). «Биополимерные покрытия на бумажных упаковочных материалах». Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety . 9 (1): 82–91. doi :10.1111/j.1541-4337.2009.00095.x. PMID 33467805.
^ "Био-основанные drop-in, smart drop-in и специализированные химикаты" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2020-11-02 . Получено 2020-10-30 .
^ Биопластики Duurzame на основе hernieuwbare grondstoffen
^ Что такое биопластики?
^ ab Снижение биопластика
^ "Био-основанные drop-in, smart drop-in и специализированные химикаты" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2020-11-02 . Получено 2020-10-30 .
^ ab Liu, Hongsheng; Xie, Fengwei; Yu, Long; Chen, Ling; Li, Lin (2009-12-01). «Термическая обработка полимеров на основе крахмала». Progress in Polymer Science . 34 (12): 1348–1368. doi :10.1016/j.progpolymsci.2009.07.001. ISSN 0079-6700.
^ Ли, Мин; Лю, Пэн; Цзоу, Вэй; Юй, Лонг; Се, Фэнвэй; Пу, Хуайинь; Лю, Хуншэнь; Чэнь, Лин (2011-09-01). «Обработка экструзией и характеристика съедобных крахмальных пленок с различным содержанием амилозы». Журнал пищевой инженерии . 106 (1): 95–101. doi :10.1016/j.jfoodeng.2011.04.021. ISSN 0260-8774.
^ Лю, Хуншэн; Ю, Лонг; Сье, Фэнвэй; Чэнь, Лин (2006-08-15). «Желатинизация кукурузного крахмала с различным содержанием амилозы/амилопектина». Углеводные полимеры . 65 (3): 357–363. doi :10.1016/j.carbpol.2006.01.026. ISSN 0144-8617. S2CID 85239192.
^ Xie, Fengwei; Yu, Long; Su, Bing; Liu, Peng; Wang, Jun; Liu, Hongshen; Chen, Ling (2009-05-01). "Реологические свойства крахмалов с различным соотношением амилозы/амилопектина". Journal of Cereal Science . 49 (3): 371–377. doi :10.1016/j.jcs.2009.01.002. ISSN 0733-5210.
^ Халид, Сауд; Ю, Лонг; Мэн, Линхан; Лю, Хуншэн; Али, Амджад; Чэнь, Лин (2017). «Композиты поли(молочная кислота)/крахмал: влияние микроструктуры и морфологии гранул крахмала на производительность». Журнал прикладной полимерной науки . 134 (46): 45504. doi :10.1002/app.45504.
^ "Производители и поставщики биопластика на основе крахмала". bioplasticsonline.net . Архивировано из оригинала 14 августа 2011 г.
^ Шерман, Лилли Манолис (1 июля 2008 г.). «Улучшение биополимеров: добавки необходимы для прочности, термостойкости и технологичности». Технология пластмасс . Архивировано из оригинала 17 апреля 2016 г.
^ "BASF объявляет о крупном расширении производства биопластиков". Архивировано из оригинала 2012-03-31 . Получено 2011-08-31 .
^ «Рокетта, новый актер на марше пластика, копье GAÏALENE®: инновационная игра растительного пластика» . Архивировано из оригинала 31 марта 2012 г. Проверено 31 августа 2011 г.
^ abc Avérous, Luc; Pollet, Eric (2014), «Нанобиокомпозиты на основе пластифицированного крахмала», Starch Polymers , Elsevier, стр. 211–239, doi :10.1016/b978-0-444-53730-0.00028-2, ISBN978-0-444-53730-0
^ Avant, Sandra (апрель 2017 г.). «Better Paper, Plastics With Starch» (Лучшая бумага, пластик с крахмалом). USDA. Архивировано из оригинала 2018-12-14 . Получено 2018-12-14 .
^ Кейт, Питер (январь 2017 г.). «Сотрудничество дает лучшие результаты». Армированные пластики . 61 (1): 51–54. doi :10.1016/j.repl.2016.09.002. ISSN 0034-3617.
^ Xie, Fengwei; Pollet, Eric; Halley, Peter J.; Avérous, Luc (2013-10-01). «Нанобиокомпозиты на основе крахмала». Прогресс в науке о полимерах . Прогресс в бионанокомпозитах: от зеленых пластиков до биомедицинских приложений. 38 (10): 1590–1628. doi :10.1016/j.progpolymsci.2013.05.002. ISSN 0079-6700.
^ OBrien (февраль 2018 г.). «Это обертка: съедобные пищевые обертки от ARS». Сельскохозяйственные исследования Министерства сельского хозяйства США : 22. Получено 4 декабря 2021 г.
^ Song, JH; Murphy, RJ; Narayan, R.; Davies, GBH (2009-07-27). «Биоразлагаемые и компостируемые альтернативы обычным пластикам». Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences . 364 (1526): 2127–2139. doi :10.1098/rstb.2008.0289. ISSN 0962-8436. PMC 2873018. PMID 19528060 .
^ Ралстон, Брайан Э.; Оссвальд, Тим А. (февраль 2008 г.). «История материалов будущего: биополимеры на основе белков». Plastics Engineering . 64 (2): 36–40. doi :10.1002/j.1941-9635.2008.tb00292.x. ISSN 0091-9578.
^ Чжан, Цзиньвэнь; Цзян, Лонг; Чжу, Линьюн; Джейн, Джей-линь; Мунгара, Перминус (май 2006 г.). «Морфология и свойства смесей соевого белка и полилактида». Биомакромолекулы . 7 (5): 1551–1561. doi :10.1021/bm050888p. ISSN 1525-7797. PMID 16677038.
^ «История, Путешествия, Искусство, Наука, Люди, Места». smithsonianmag.com .
^ "Mirel: Марки PHA для жестких листов и термоформования". Архивировано из оригинала 2012-03-31 . Получено 2011-08-31 .
^ "Micromidas использует тщательно сконструированные популяции бактерий для преобразования органических отходов в биоразлагаемый пластик". Архивировано из оригинала 23 октября 2011 г.
^ Фортман, Дэвид Дж.; Джейкоб П. Брутман; Кристофер Дж. Крамер ; Марк А. Хиллмайер; Уильям Р. Дихтель (2015). «Механически активированные, не содержащие катализатора полигидроксиуретановые витримеры». Журнал Американского химического общества . 137 (44): 14019–14022. doi : 10.1021/jacs.5b08084 . PMID 26495769.
^ Мейер, Михаэль АР; Мецгер, Юрген О.; Шуберт, Ульрих С. (2007-10-02). «Возобновляемые ресурсы растительного масла как зеленые альтернативы в науке о полимерах». Chemical Society Reviews . 36 (11): 1788–802. doi :10.1039/b703294c. ISSN 1460-4744. PMID 18213986.
^ Флорос, Майкл; Ходжабри, Лейла; Абрахам, Элдхо; Хосе, Джесми; Томас, Сабу; Потан, Лали; Леао, Алсидес Лопес; Нарине, Суреш (2012). «Повышение термической стабильности, прочности и растяжимости полиуретанов на основе липидов с помощью нановолокон на основе целлюлозы». Деградация и стабильность полимеров . 97 (10): 1970–1978. doi :10.1016/j.polymdegradstab.2012.02.016.
^ Пиллаи, Прасант КС; Флорос, Майкл К.; Нарине, Суреш С. (2017-07-03). «Эластомеры из возобновляемых метатезированных полиолов пальмового масла». ACS Sustainable Chemistry & Engineering . 5 (7): 5793–5799. doi :10.1021/acssuschemeng.7b00517.
^ Can, E.; Küsefoğlu, S.; Wool, RP (2001-07-05). «Жесткие термореактивные жидкие формовочные смолы из возобновляемых ресурсов. I. Синтез и полимеризация соевых моноглицеридмалеатов». Журнал прикладной полимерной науки . 81 (1): 69–77. doi :10.1002/app.1414. ISSN 1097-4628.
^ Stemmelen, M.; Pessel, F.; Lapinte, V.; Caillol, S.; Habas, J.-P.; Robin, J.-J. (2011-06-01). "Полностью биооснованная эпоксидная смола из растительных масел: от синтеза прекурсоров с помощью реакции тиол-ена до изучения конечного материала" (PDF) . Journal of Polymer Science Часть A: Полимерная химия . 49 (11): 2434–2444. Bibcode :2011JPoSA..49.2434S. doi :10.1002/pola.24674. ISSN 1099-0518. S2CID 78089334.
^ Мейер, Майкл АР (2009-07-21). «Метатезис с олеохимическими веществами: новые подходы к использованию растительных масел в качестве возобновляемых ресурсов в полимерной науке». Macromolecular Chemistry and Physics . 210 (13–14): 1073–1079. doi : 10.1002/macp.200900168 . ISSN 1521-3935.
^ Мата, Тереза М.; Мартинс, Антониу А.; Каэтано, Нидия. С. (2010). «Микроводоросли для производства биодизеля и других применений: обзор». Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 14 (1): 217–232. Bibcode : 2010RSERv..14..217M. doi : 10.1016/j.rser.2009.07.020. hdl : 10400.22/10059 . S2CID 15481966.
^ Ламанна, Леонардо; Корильяно, Габриэле; Нарайанан, Атира; Виллани, Стефания; Фриули, Марко; Кьетера, Франческо П.; Станка, Бенедетта Ди Кьяра; Джаннотти, Лаура; Сикуелла, Луиза; Колелла, Риккардо; Катаринуччи, Лука; Афанассиу, Афанасия; Катальди, Пьетро; Дмитрий, Кристиан; Кайрони, Марио (15 октября 2024 г.). «За пределами пластика: олеогель как биоразлагаемые термопласты в гелеобразном состоянии». Химико-технический журнал . 498 : 154988. Бибкод : 2024ChEnJ.49854988L. дои : 10.1016/j.cej.2024.154988 . ISSN 1385-8947.
^ abcdef Gironi, F.; Piemonte, V. (2011). «Биопластики и пластики на основе нефти: сильные и слабые стороны». Источники энергии, часть A: восстановление, использование и воздействие на окружающую среду . 33 (21): 1949–1959. doi :10.1080/15567030903436830.
^ Ативеш, Гада; Михаэль, Абануб; Пэрриш, Кристофер К.; Бануб, Джозеф; Ле, Тует-Ань Т. (2021). «Воздействие использования биопластика на окружающую среду: обзор». Heliyon . 7 (9): e07918. Bibcode :2021Heliy...707918A. doi : 10.1016/j.heliyon.2021.e07918 . PMC 8424513 . PMID 34522811.
^ Йейтс, Мадлен Р.; Барлоу, Клэр Й. (2013). «Оценка жизненного цикла биоразлагаемых коммерческих биополимеров — критический обзор». Ресурсы, сохранение и переработка . 78 : 54–66. doi :10.1016/j.resconrec.2013.06.010.
^ «Биоразлагаемые пластики лучше для окружающей среды?». Axion. 6 февраля 2018 г. Получено 14 декабря 2018 г.
^ Майлз, Линдси (22 марта 2018 г.). «Биоразлагаемый пластик: действительно ли он экологичен?» . Получено 14 декабря 2018 г.
^ abcdefghi Вайс, Мартин; Хауфе, Джулиана; Карус, Майкл; Брандао, Мигель; Брингезу, Стефан; Герман, Барбара; Патель, Мартин К. (2012). «Обзор воздействия биоматериалов на окружающую среду». Журнал промышленной экологии . 16. doi :10.1111/j.1530-9290.2012.00468.x.
^ Брокхаус, Себастьян; Петерсен, Мориц; Керстен, Вольфганг (2016). «Перекресток для биопластиков: изучение проблем разработчиков продуктов, стремящихся выйти за рамки пластиков на основе нефти». Журнал более чистого производства . 127 : 84–95. doi :10.1016/j.jclepro.2016.04.003.
^ Синха, Э. и др. «Эвтрофикация усилится в 21 веке в результате изменений осадков». Science, т. 357, № июль 2017 г., стр. 405–08.
^ Росас, Франциско; Бабкок, Брюс А.; Хейс, Дермот Дж. (2015). «Сокращение выбросов закиси азота за счет сокращения чрезмерного внесения азотных удобрений». Изменение климата . 132 (2): 353–367. doi :10.1007/s10584-015-1426-y.
^ Пьемонте, Винченцо; Джирони, Фаусто (2011). «Выбросы, связанные с изменением землепользования: насколько экологичны биопластики?». Environmental Progress & Sustainable Energy . 30 (4): 685–691. doi :10.1002/ep.10518.
^ Чо, Рене. «Правда о биопластиках». phys.org . Получено 31 октября 2021 г.
^ Биопластичное сырье 1-го, 2-го и 3-го поколений
^ Degli-Innocenti, Francesco (2014). «Биодеградация пластика и тестирование экотоксичности: когда это следует делать». Frontiers in Microbiology . 5 : 475. doi : 10.3389/fmicb.2014.00475 . PMC 4155774. PMID 25250023.
^ Гомес, Эдди Ф.; Мишель, Фредерик К. (2013). «Биоразлагаемость обычных и биопластиков и композитов на основе натуральных волокон во время компостирования, анаэробного сбраживания и длительной инкубации в почве». Разложение и стабильность полимеров . 98 (12): 2583–2591. doi :10.1016/j.polymdegradstab.2013.09.018.
^ abcdefghi Emadian, S. Mehdi; Onay, Turgut T.; Demirel, Burak (2017). «Биодеградация биопластиков в естественных средах». Waste Management . 59 : 526–536. doi :10.1016/j.wasman.2016.10.006. PMID 27742230.
^ «Биоразлагаемые биопластики — страхование от отходов или рискованный путь?».
^ «Экологические преимущества пластиковой опалубки». 2 сентября 2021 г.
^ Наранчич, Таня; Серроне, Федерико ; Биган, Ниалл; О'Коннор, Кевин Э. (2020). «Последние достижения в области биопластиков: применение и биодеградация». Полимеры . 12 (4): 920. doi : 10.3390/polym12040920 . PMC 7240402. PMID 32326661.
^ Ekawardhani, YA; Pasaribu, CY; Rohmah, AN; Salsabila, O. (2021). «Биопластическая технология как инновация в упаковке». Серия конференций IOP: Материаловедение и инженерия . 1158 (1): 012008. Bibcode : 2021MS&E.1158a2008E. doi : 10.1088/1757-899X/1158/1/012008 .
^ Барретт, Аксель (5 сентября 2018 г.). «История и наиболее важные инновации в области биопластиков». Новости биопластиков .
^ «Готовы к росту: рынок биоразлагаемых полимеров». Plastics Engineering . 72 (3): 1–4. Март 2016. doi :10.1002/j.1941-9635.2016.tb01489.x. ISSN 0091-9578.
^ Дарби, Дебра (август 2012 г.). «Отчет о биопластмассовой промышленности». BioCycle . 53 (8): 40–44.
^ Руйнич-Сокеле, Майя; Пилипович, Ана (сентябрь 2017 г.). «Проблемы и возможности биоразлагаемых пластиков: мини-обзор». Waste Management & Research . 35 (2): 132–140. Bibcode : 2017WMR....35..132R. doi : 10.1177/0734242x16683272. PMID 28064843. S2CID 23782848.
^ Долфен, Джулия. «Биопластики — возможности и проблемы». Совет США по компостированию. Симпозиум по компостируемым пластикам 2012 г., январь 2012 г., Остин, Техас, https://compostingcouncil.org/admin/wp-content/uploads/2012/01/Dolfen.pdf Архивировано 26 сентября 2018 г. в Wayback Machine
^ Уайт, Дж. Л. (декабрь 1998 г.). «Четвертый в серии: пионеры полимерной обработки Александр Паркс». International Polymer Processing . 13 (4): 326. doi :10.3139/217.980326. ISSN 0930-777X. S2CID 137545344.
^ abcd Рашка, Ахим; Карус, Майкл; Пиотровски, Стефан (2013-10-04), «Возобновляемое сырье и исходные материалы для биопластиков», Биопластики , John Wiley & Sons Ltd, стр. 331–345, doi :10.1002/9781118676646.ch13, ISBN978-1-118-67664-6
^ "Соевый автомобиль - Генри Форд". www.thehenryford.org . Получено 2020-12-09 .
^ ab "Краткая история пластика". The Brooklyn Rail . Май 2005. Получено 27 сентября 2018 г.
^ "Новое волокно может сделать более прочные детали". Армированные пластмассы . 39 (5): 17. Май 1995. doi :10.1016/0034-3617(95)91746-2. ISSN 0034-3617.
^ Lörcks, Jürgen (январь 1998). «Свойства и применение компостируемого пластикового материала на основе крахмала». Polymer Degradation and Stability . 59 (1–3): 245–249. doi :10.1016/s0141-3910(97)00168-7. ISSN 0141-3910.
^ Пуарье, Ив; Деннис, Дуглас; Кломпаренс, Карен; Наврат, Кристиан; Сомервилл, Крис (декабрь 1992 г.). «Перспективы производства полигидроксиалканоатов в растениях». FEMS Microbiology Letters . 103 (2–4): 237–246. doi : 10.1111/j.1574-6968.1992.tb05843.x . ISSN 0378-1097.
^ "Monsanto находит покупателя для нефтегазовых активов". Chemical & Engineering News . 63 (48): 5. 1985-12-02. doi :10.1021/cen-v063n048.p005a. ISSN 0009-2347.
^ "История и наиболее важные инновации биопластиков". Новости биопластиков . 2018-07-05 . Получено 2018-09-27 .
^ ДиГрегорио, Барри Э. (январь 2009 г.). «Биопластик с высокими эксплуатационными характеристиками на основе биоматериалов: Mirel». Химия и биология . 16 (1): 1–2. doi :10.1016/j.chembiol.2009.01.001. ISSN 1074-5521. PMID 19171300.
^ Раджам, Манчикатла В.; Йогиндран, Снеха (2018), «Создание устойчивости томатов к насекомым с помощью трансгенных подходов», Устойчивое управление членистоногими вредителями томатов , Elsevier, стр. 237–252, doi : 10.1016/b978-0-12-802441-6.00010-3, ISBN978-0-12-802441-6
^ "Технология нанотрубок получает патент США". Reinforced Plastics . 48 (10): 17. Ноябрь 2004. doi :10.1016/s0034-3617(04)00461-8. ISSN 0034-3617.
^ Кэмпбелл, Фил Г.; Берджесс, Джеймс Э.; Вайс, Ли Э.; Смит, Джейсон (18 июня 2015 г.). «Методы и аппаратура для производства плазменных пластиков и биопластиков, полученных из них».
^ Шариф Хоссейн, ABM; Ибрагим, Насир А.; Аль-Эйсса, Мохаммед Саад (сентябрь 2016 г.). «Данные о биопластиковом биоматериале, полученном из наноцеллюлозы, для биобампера транспортного средства из биомассы отходов банановой кожуры». Data in Brief . 8 : 286–294. Bibcode :2016DIB.....8..286S. doi :10.1016/j.dib.2016.05.029. ISSN 2352-3409. PMC 4906129 . PMID 27331103.
^ Бродин, Малин; Вальехос, Мария; Опедаль, Михаэла Танасе; Район, Мария Кристина; Чинга-Карраско, Гэри (сентябрь 2017 г.). «Лигноцеллюлоза как устойчивый ресурс для производства биопластиков – обзор». Журнал чистого производства . 162 : 646–664. Бибкод : 2017JCPro.162..646B. дои : 10.1016/j.jclepro.2017.05.209. hdl : 20.500.12219/4447 . ISSN 0959-6526.
^ "26. Биотопливо и биопластики". Промышленная химия . 2015. стр. 141–148. doi :10.1515/9783110351705.141. ISBN978-3-11-035169-9.
^ Tran TH, Nguyen HL, Hwang DS, Lee JY, Cha HG, Koo JM, Hwang SY, Park J, Oh DX (2019). «Пять различных хитиновых наноматериалов из одинакового источника с различными полезными функциями и характеристиками». Углеводные полимеры . 205. Elsevier Science BV, Амстердам.: 392–400. doi :10.1016/j.carbpol.2018.10.089. ISSN 0144-8617. PMID 30446120. S2CID 53569630.
^ "Компостируемый.info".
^ "ASTM D6002 - 96(2002)e1 Стандартное руководство по оценке компостируемости экологически разлагаемых пластиков (отозвано в 2011 г.)". astm.org . Архивировано из оригинала 2019-12-21 . Получено 2012-09-05 .
^ "ASTM D6866 - 11 Стандартные методы испытаний для определения содержания биоматериалов в твердых, жидких и газообразных образцах с использованием радиоуглеродного анализа". Astm.org . Получено 14.08.2011 .
