ПЭТ биоразлагаемость: факты vs мифы & устойчивые решения

Биоразлагаемость полимеров можно разделить на две категории:

(I) Биоразлагаемые полимеры

Эти полимеры имеют относительно нестабильные структуры молекулярных цепей и содержат сайты расщепления ферментов, которые могут быть использованы микроорганизмами. Они могут быть метаболизированы и разложены микроорганизмами в естественных условиях (почва, океан) или при определенных условиях (промышленное компостирование, анаэробное разложение).

К распространенным примерам относятся полимолочная кислота (PLA), полигидроксиалканоаты (PHA) и полибутиленсукцинат (PBS). PLA и PHA также являются биополимерами, полученными из растительных ресурсов, и соответствуют основному требованию скорости биоразлагаемости ≥90% в GB/T 41010-2021, "Требования к характеристикам разложения и маркировке биоразлагаемых пластиков и изделий."

(II) Небиоразлагаемые полимеры

Эти полимеры имеют молекулярные цепи, связанные сильными ковалентными связями, что приводит к стабильным структурам. Они не содержат сайты расщепления ферментов, которые могут быть распознаны микроорганизмами, и практически невозможно разложить их микроорганизмами в естественных условиях.

Они только фрагментируются под воздействием внешних сил, таких как ультрафиолетовое излучение и изменения температуры, образуя микропластики, которые сохраняются в течение длительного времени. Помимо ПЭТ, к распространенным примерам относятся полиэтилен (PE), полипропилен (PP) и поливинилхлорид (PVC). II. Подробное объяснение биоразлагаемости ПЭТ (полиэтилентерефталата)

ПЭТ является одним из наиболее широко используемых синтетических полимеров в мире, составляя 18% от общего мирового производства полимеров. Он широко используется в бутылках для напитков, упаковке продуктов питания, текстильных волокнах и других областях. Его основная характеристика заключается в том, что обычный ПЭТ не является биоразлагаемым; только небольшое количество специально модифицированного или лабораторного уровня разложения возможно. Конкретно:

(I) Обычный ПЭТ: Полностью небиоразлагаемый

Обычный ПЭТ имеет стабильную химическую структуру. Его молекулярные цепи образуются путем полимеризации политерефталевой кислоты и этиленгликоля через сильные ковалентные связи. Он не содержит сайты расщепления ферментов, доступные микроорганизмам, что затрудняет его разложение микроорганизмами, будь то в естественной почве, морской среде или в условиях промышленного компостирования.

Связанные исследования показывают, что для полного разложения обычных бутылок из ПЭТ в безвредные вещества требуется сотни лет или даже дольше. Даже при длительном воздействии естественной среды он только фрагментируется в микропластики, а не подвергается истинному разложению (разложение требует окончательного превращения в безвредные малые молекулы).

Важно различать "физическое разрушение" и "биоразложение": хотя некоторые "модифицированные ПЭТ" на рынке (с добавлением агентов разложения) могут ускорить его фрагментацию, оставшиеся в среде микропластики не могут быть далее метаболизированы и разложены микроорганизмами, и поэтому не являются истинно биоразлагаемыми материалами.

Кроме того, хотя биоосновный ПЭТ (изготовленный из этиленгликоля, полученного путем ферментации растительных материалов, таких как сахарный тростник и кукуруза) может снизить выбросы углерода (на 30%-50% по сравнению с ПЭТ на основе нефти), его химическая структура полностью идентична обычному ПЭТ, что делает его также небиоразлагаемым.

(II) Особые случаи биоразложения ПЭТ (не для массового применения)

В настоящее время научное сообщество обнаружило небольшое количество микроорганизмов и связанных с ними ферментов, которые могут разлагать ПЭТ, но промышленные применения еще не достигнуты; это только на стадии лабораторных исследований:

1. Разлагающие микроорганизмы и ферменты: В 2016 году японская исследовательская группа обнаружила бактерию Ideonella sakaiensis, которая может прикрепляться к поверхности ПЭТ и выделять гидролитические ферменты ПЭТ, разлагая ПЭТ на простые органические соединения, такие как этиленгликоль и терефталевую кислоту, которые затем могут быть далее метаболизированы и использованы.

Впоследствии команда из Института промышленной биотехнологии Тяньцзинь, Китайская академия наук, успешно разрешила высокоразрешающую структуру этого гидролазы ПЭТ, предоставив основу для модификации и оптимизации фермента. Однако каталитическая эффективность этого типа фермента все еще недостаточна для удовлетворения требований промышленного разложения.

2. Ограничения: Этот тип биоразложения требует специфических условий (таких как подходящая температура, влажность и концентрация фермента), и скорость разложения чрезвычайно медленная, что делает его непригодным для обработки огромных объемов отходов ПЭТ в мире.

Кроме того, подготовка и сохранение фермента стоят дорого, и технологический путь для массового применения еще не найден. Кроме того, "полностью разлагаемые частицы ПЭТ", упомянутые на платформах, таких как Douyin (TikTok), в основном ускоренное разрушение, достигнутое путем добавления специальных добавок, а не истинное биоразложение. Их конечные продукты могут все еще содержать микропластики, не соответствуя основному определению биоразлагаемости.

(III) Экологическое решение для ПЭТ: переработка, а не разложение

Хотя ПЭТ не является биоразлагаемым, это перерабатываемый пластик, и его экологическая ценность в основном зависит от переработки, а не разложения. В настоящее время глобальная ставка переработки бутылок из ПЭТ составляет примерно 30%, с более высокими показателями в регионах, таких как ЕС (достигнув 63% в 2022 году). Переработанный ПЭТ может быть обработан в волокна, упаковочные материалы и автомобильные детали, и некоторые регионы достигли переработки пищевого уровня "бутылка в бутылку".

Однако переработка ПЭТ все еще имеет ограничения: с каждым циклом переработки производительность материала ухудшается, в конечном итоге делая его непригодным для переработки (пониженная переработка); кроме того, процесс переработки потребляет энергию и несет расходы на сортировку и транспортировку, что делает его не нулевым углеродным процессом. Непереработанный ПЭТ попадает в естественную среду, образуя микропластики.

Ежегодно в океан попадает около 8 миллионов тонн пластика, при этом бутылки из ПЭТ составляют около 10%. Микропластики могут попадать в организм человека через пищевую цепь, нанося вред экосистемам и здоровью человека. Поэтому основа экологических решений для ПЭТ заключается в "эффективной переработке + сокращении источников", а не в стремлении к биоразлагаемости.

Наша платформа соединяет сотни проверенных китайских поставщиков химической продукции с покупателями по всему миру, способствуя прозрачным сделкам, лучшим бизнес-возможностям и высокоценным партнерствам. Независимо от того, ищете ли вы массовые товары, специальные химикаты или услуги по индивидуальному закупу, TDD-Global заслуживает доверия как ваш первый выбор.