Od 1 stycznia w krajach UE wprowadzony został zakaz sprzedaży słomek wykonanych z tworzyw sztucznych. Alternatywą dla nich mogą być słomki wykonane z materiałów biodegradowalnych.Nad takim rozwiązaniem pracują młodzi naukowcy z PWr.

Z danych dostępnych na stronie Stowarzyszenia Producentów Tworzyw Sztucznych wynika, że w Polsce zapotrzebowanie na tworzywa sztuczne w latach 2018 i 2019 wynosiło ponad 3,5 mln ton, a ilość wytworzonych odpadów opakowaniowych z tworzyw sztucznych wynosiła aż 1 047 mln ton.

Żegnamy materiały jednorazowe z tworzyw sztucznych

Tymczasem w marcu 2019 r. Parlament Europejski poparł wprowadzenie do 2021 r. zakazu sprzedaży jednorazówek z tworzyw sztucznych. Żegnamy się więc z wykonanymi z tych materiałów sztućcami, kubeczkami, talerzykami, patyczkami higienicznymi czy słomkami. Doktoranci z Wydziału Inżynierii Środowiska, mgr inż. Karolina Sobczyk i mgr inż. Maciej Borowczak, postanowili zmierzyć się z tymi ostatnimi. Pracują nad dopracowaniem technologii, a także wykonali już pierwsze prototypy słomekz polimerów biodegradowalnych oraz ich kompozytów.

– Ten temat to dla nas nowe zadanie badawcze. Chcemy przyczynić się do zmniejszenia udziału tradycyjnych tworzyw sztucznych wykorzystywanych jako opakowania i produkty jednorazowe. Trzeba przy tym podkreślić, że udział opakowań jednorazowych w strumieniu odpadów, pomimo rozmaitych akcji proekologicznych, z roku na rok wzrasta – mówi mgr inż. Karolina Sobczyk. – W czasie pandemii nastąpił nawet gwałtowny wzrost zużycia produktów jednorazowych. Ponieważ są one masowo stosowane m.in. w sektorze gastronomii, najczęściej do dostarczania posiłków dla klientów poza terenem lokalu – zauważa mgr inż. Maciej Borowczak.

Młodzi naukowcy chcieliby zastąpić przynajmniej część z wykorzystywanych obecnie produktówz tworzyw sztucznych produktami z tworzyw biodegradowalnych oraz biokompozytami na bazie włókien roślinnych, które pod względem swojej ceny i właściwości nie różniłyby się znacząco od swoich klasycznych, dużo bardziej oddziałujących na środowisko, odpowiedników.

– Największą zaletą zastosowania takich materiałów jest ich biodegradowalność, czyli podatność do biologicznego rozkładu oraz możliwość skierowania ich po użyciu do procesu kompostowania. Pozwala to na znaczące zmniejszenie strumienia generowanych odpadów oraz ograniczenie śladu węglowego – tłumaczy mgr inż. Karolina Sobczyk.

Trzeba przy tym pamiętać, że materiały biodegradowalne rozkładają się najszybciej w ściśle określonych warunkach – przy odpowiedniej temperaturze, wilgotności i w obecności właściwych szczepów bakterii. Wówczas mogą ulec rozkładowi nawet po kilku tygodniach, natomiast w normalnym otoczeniu trwa to zazwyczaj od kilku do kilkunastu miesięcy. Należy również podkreślić, że tradycyjne stosowane tworzywa sztuczne w zasadzie się nie rozkładają. Na przykład folia polietylenowa, która trafi do środowiska naturalnego , może zostać rozdrobniona nawet na elementy niewidoczne gołym okiem, ale nie zniknie z dnia na dzień, ponieważ czas jej rozkładu jest bardzo długi.

Koszty a ekologia?

Niestety zazwyczaj przy tego typu badaniach kluczowym aspektem jest cena materiałów. O ile surowce do wytworzenia tworzyw biodegradowalnych są zazwyczaj tanie, to już proces ich przetworzenia bywa skomplikowany i kosztowny. Dobrym przykładem są opakowania z poli(kwasu mlekowego) (PLA), biodegradowalnego tworzywa pochodzącego z surowców odnawialnych, np. z mączki kukurydzianej.

Poli(kwas mlekowy), dzięki jego specyficznym właściwościom, używany jest obecnie również m.in. do celów medycznych, np. produkcji implantów dentystycznych czy nici chirurgicznych. Produkowane są z niego także butelki i jednorazowe naczynia. Jest więc to materiał spełniający założone w pracach wymagania a dodatkowo może być wykorzystywany do przechowywania każdego typu żywności.

Wyższa cena biomateriałów (średnia cena granulatu PLA oscyluje w granicy 4 euro/kg, natomiast granulatu szeroko stosowanego i rozpowszechnionego polietylenu to średnio koszt ok. 0,50 euro/kg) wynika nie z wysokiej ceny surowców wykorzystywanych do produkcji biotworzyw, ale z ich odmiennych, znacząco odbiegających od tworzyw konwencjonalnych właściwości wytrzymałościowych. Na świecie można zauważyć już rosnący trend do zastępowania tworzyw sztucznych przyjaznymi dla środowiska materiałami bio, co prowadzi do ciągłego rozwijania tych materiałów w celu poprawy ich parametrów, a co za tym idzie zwiększenia zastosowania oraz ich rozpowszechnienia – wyjaśnia mgr inż. Karolina Sobczyk.

– Użycie do prowadzonych przez nas badań komponentów pochodzenia roślinnego pozwala na obniżenie ceny otrzymywanych materiałów i tym samym w efekcie może wpływać na obniżenie ceny  samych tworzyw biodegradowalnych na rynku, ponieważ znajdują one wówczas coraz większe zastosowanie co równocześnie wpływa na ich rozpowszechnienie. Zatem produkty z nich wykonane stają się tym samym dużo bardziej konkurencyjne w stosunku do oferowanych obecnie artykułówz tworzyw konwencjonalnych – podkreśla mgr inż. Maciej Borowczak.

To niejedyny projekt związany z biodegradowalnymi opakowaniami prowadzony na PWr. Naukowcy z Wydziału Inżynierii Środowiska pracują także nad biodegradowalnymi opakowaniami do przechowywania głęboko mrożonej żywności. Mają one być bezpieczne dla użytkowników, wytrzymałe i przyjazne dla środowiska.

mic