Mik azok a biopolimerek? Miért érdemlik ki a „bio” előtagot? Valóban megoldhatják a műanyagszennyezéssel kapcsolatos egyre súlyosabb problémákat? És ha nem, annak mi az oka? Hogy lehet valami csak félig biopolimer?A Körkörös.hu legfrissebb összeállításából kiderül.

A görög eredetű polimer szó (poli:sok, mer:rész) azokra a nagyszámú atomcsoportból felépülő vegyületekre vonatkozik, amelyeket kovalens kötések kapcsolnak össze, végtelen sok ismétlődő egységből állhatnak, szemben az oligomerekkel. A Wikipédia internetes lexikon kiemeli, hogy a polimer kifejezés a közhiedelemmel ellentétben nem ekvivalens a műanyag kifejezéssel. A Greendex definíciója alapján ugyanis a „műanyag az a polimer, amelyben már benne vannak a különböző segédanyagok, tehát – elnagyoltan fogalmazva – a polimer a műanyag úgynevezett „nyersanyaga”. A műanyagok okozta globális problémákról, az emberi egészségre vonatkozó veszélyeiről a Körkörös.hu korábbi, Szuperanyag, szuperprobléma című összeállításában olvashat.

A két legfontosabb természetes polimerünk a cellulóz és a keményítő, mindkét polimer alapanyagát, a glükózt (C6H12O6), azaz szőlőcukrot a növények a fotoszintézis során alkotják meg – olvassuk dr. Tábi Tamás, a BME Polimertechnika Tanszékének egyetemi docense, az MTA-BME Kompozittechnológiai Kutatócsoportjának tudományos munkatársa tudományos cikkében.

A kutató összefoglalásából kiderül, hogy nem csak a növények hoznak létre természetes polimereket, hanem az állatok és az ember is, elég, ha csak a fehérjére gondolunk: az izomszövetet, a bőrt, az erek falát és az inakat alkotó úgynevezett struktúrfehérjék ugyancsak polimerek tehát.

A mesterséges polimerek kőolajszármazékokból hozzák létre, ezek az óriásmolekulák többek között szénből, hidrogénből, oxigénből, nitrogénből állnak, így összetevőkben, szerkezetükben, sőt tulajdonságokban is nagy hasonlóságot mutatnak a természetes polimerekkel, legyen az éppen növényi vagy állati (emberi).

A biopolimerek alatt a megújuló erőforrásból előállított és/vagy biológiai úton lebontható polimerek összességét értjük – olvassuk Tábi Tamás írásában, amelyből az is kiderül, hogy nem minden bioplimer teljesíti a fenntarthatóság és a körforgásos gazdaság alapelvének megfelelő mindkét feltételt: a megújuló erőforrásból való előállíthatóság és a biológiai úton való bonthatóság ugyanis két egymástól teljesen független tulajdonság.

Tátraaljai Dóra és Pukánszky Béla (BME FKAT Műanyag- és Gumiipari Laboratórium, TTK AKI Polimerfizikai Kutatócsoport) A műanyagipar és a műanyag-felhasználás környezeti hatásainak csökkentése című, a Magyar Kémikusok Lapjában megjelent tanulmányukban leszögezik: a világ műanyagtermelésének jelenleg pusztán 1%-át teszik ki a bioműanyagok, de előállításuk és felhasználásuk folyamatosan nő.

Elképzelhető a természetes és a mesterséges polimereknek kombinálása?

Igen, a szerzők szerint ilyen keverékek például a fa-műanyag kompozitok (WPC), amelyek manapság elsősorban kültéri burkolatként terjedtek el, szénlábnyomuk közel nulla, hátrányuk azonban, hogy biológiailag nem lebonthatók, mikroorganizmusok által előidézett bomlásra nem képesek.

A politejsav (PLA) előállítási lehetőségei. Forrás: Magyar Kémikusok Lapja

Politejsav: a legjobb polimer?

A legígéretesebb biopolimer a politejsav (PLA), amely biológiai alapú, szintetikus úton előállított polimer, de egyben biológiailag le is bontható – írja Tátraaljai és Pukánszky. Mivel jó merevséggel és szilárdsággal rendelkezik, széles termékválasztékot tesz lehetővé, emellett átlátszó termékek is készíthetők belőle. Hátránya, hogy nedvességérzékeny, hőállósága és ütésállósága gyenge, és az ára is magas.

A politejsav (PLA) előállítási lehetőségei. Forrás: Magyar Kémikusok Lapja

A PLA azonban a megfelelően vízmentes környezetben újra feldolgozható, depolimerizáció után a monomerek újra felhasználhatók (kémiai újrahasznosítás), és ipari körülmények között a PLA komposztálható (60–80 °C, magas páratartalom, oxigén jelenléte) Életútelemzések szerint az üvegházhatású gázok kibocsátása 40%-kal csökkenthető, ha a hagyományos fosszilis alapú műanyagokat (PE, PET) PLA-val helyettesítjük, ráadásul a PLA előállításához 25%-kal kevesebb nem megújuló energiára van szükség – olvasható a Magyar Kémikusok Lapjában.

Mit jelent pontosan a biológiai lebonthatóság?

A biológiai lebonthatóságot a DIN EN 13432 szabvány határozza meg. Mikroorganizmusok vagy gombák jelenlétében meghatározott hőmérséklet, oxigén- és páratartalom mellett 6 hónap alatt az anyag 90%-ának vízre, széndioxidra és biomasszára kell bomlani – írja a Transpack Magazin. A biológiai lebomlás azonban szigorúan csak víz, hő, baktériumok és gombák jelenlétében történik. A mikroorganizmusok, az exo-enzimekokozzák a polimer láncok rövidülését, vagyis monomerekre való szétesését.

A Körkörös.hu hamarosan megjelenő cikkeiben részletesen is bemutatja a biopolimerek fajtáit és tulajdonságait. Mivel a műanyagszennyezés korunk egyik legfontosabb környezetvédelmi problémája, mindent el kell követni annak érdekében, hogy rámutassunk a műanyagszennyezéssel kapcsolatos problémákra, a globális törekvésekre és arra, mi mindent tehetünk mi magunk a megoldásért. Az egyszer használatos eszközök csökkentésére, kiváltására van lehetőség. A Körkörös.hu célja, hogy felhívja a figyelmet a fenntartható fejlődés, a körforgásos gazdaság, a visszaválthatóság és az edénymegosztás fontosságára.