В статье представлена методология создания биоразлагаемого пластика на основе промышленных отходов.
Ключевые слова: пластик, отходы, крахмал, кислота лимонная, материал биоразлагаемый, сырье вторичное, подход экологический, экология, среда окружающая.
Биопластик — это пластик созданный на основе биоразлагаемых, природных компонентов [1]. Существует огромное множество разных способов и рецептов для получения биоразлагаемого пластика. Полимеры на биооснове, то есть сделанные полностью из природных материалов (крахмала, целлюлозы и т. д.). Традиционные полимеры с биоразлагаемыми добавками, ускоряющими процесс разложения в естественных условиях [2].
В отдельную группу можно записать пластики с оксобиоразлагаемыми добавками (эта добавка разрушает полимерную цепь полиэтилена при определенных условиях, что способствует его разложению), где главным катализатором выступает кислород. Для разложения ему нужны определенные условия окружающей среды [3].
Для разработки собственного пластика я решила использовать в качестве основных компонентов производственные отходы такие как: глицерин (отходный материал с косметических производств) и крахмал (отход с хлебобулочных производств).
В результате приготовления пробных образцов пластика было установлено, что пластик на основе картофельного крахмала имеет однородную структуру, не подвергается процессу образования плесени и прекрасно формируется в формы, образуя при этом достаточно прочную структуру.
Для разработки собственного биопластика я использовала: кастрюлю и электрическую плиту. Чуть ниже вы можете более подробно узнать о способе приготовления, компонентах и их пропорциях. В таблице 1 представлен компонентный состав материала.
Таблица 1
Состав материала
|
Компонент |
Масса |
|
Картофельный крахмал |
50 г |
|
Глицерин |
5 г |
|
Лимонная кислота |
5 г |
|
Вода |
50 г |
Методика приготовления:
- Налить определенное количество воды в кастрюлю.
- Добавить и смешать все компоненты.
- Поставить кастрюлю на средний огонь и постоянно помешивая, ждать пока загустеет масса, затем убрать с плиты.
- Получившуюся массу нужно остудить, затем залить в формочку и оставить сушиться на несколько дней.
Производство и использование биопластиков обычно считается экологически устойчивым видом деятельности по сравнению с производством пластика из нефти, поскольку оно меньше полагается на ископаемое топливо, а также вызывает меньший чистый парниковый эффект в процессе биоразложения. Они также значительно сокращают распространение опасных отходов, вызванных полученными из нефти пластиками, которые остаются твердыми в течение сотен лет, и, таким образом, открывают новую эру в технологии упаковки и промышленности.
Исследование воздействия на компоненты окружающей среды производили с образцом пластика на основе картофельного крахмала. Разработанный пластик при размещении в почве спустя 60 дней разложился до микрочастиц (рисунок 1), а тестовый образец материала расположенный в воде начал активно подвергаться процессу деструкции (рисунок 2).
Рис. 1. Оценка воздействия на литосферу
Рис. 2. Оценка воздействия на гидросферу
Полученный материал достаточно тонкий, легкий и прочный. Такой материал применим для создания обложек, ковриков для мыши, бейджиков и многослойных контейнеров. Но на данный момент мы решили остановиться на разработке украшений, одним из которых как раз является наш продукт — биоразлагаемые сережки со сменной основой. Изображение которых вы можете увидеть ниже на рисунке 3.
Рис. 3. Биоразлагаемые сережки
Изучены методологии создания биоразлагаемого пластика и составлен сравнительный анализ, разработан рецепт биоразлагаемого пластика на основе крахмала, изготовлен оригинальный продукт на основе получившегося материала, определены эксплуатационные характеристики биопластика. Исследовано воздействие материала на окружающую среду. В конечном итоге получен оригинальный, экологичный продукт в основе которого лежат отходы промышленных производств и природные компоненты. Наша глобальная цель — добиться того, чтобы пластик из нефтесодержащих продуктов был запрещен и заменен экологичными альтернативами из возобновляемого сырья. Поэтому с помощью наших продуктов мы хотим вдохновлять и мотивировать других быть активными в защите окружающей среды.
Литература:
- Базунова, М. В. Изучение биодеструкции биоразлагаемых полимерных композитов на основе первичных и вторичных полиолефинов и природных наполнителей растительного происхождения / М. В. Базунова, Э. Р. Бакирова, А. А. Базунова, Е. И. Кулиш, В. П. Захаров // Вестник Технологического университета. — 2018. — Т. 21. — № 1. — С. 43–46.
- Закирова, А. Ш. Биодеградируемые пленочные материалы часть 2. Биодеградируемые пленочные материалы на основе природных, искусственных и химически модифицированных полимеров / А. Ш. Закирова, З. А. Канарская, О. С. Михайлова, С. В. Василенко // Вестник Казанского технологического университета. — 2017. — С. 114–119.
- Власова, Г. Биоразлагаемые пластики в индустрии / Г. Власова, А. Макаревич// [Электронный ресурс] URL: www.himhelp.ru (дата обращения: 23.12.2021)
