Şu anda, AB çevre politikaları öncelikli olarak geri dönüştürülmüş plastiklerin kullanımına odaklanmakta olup, pazarın ilgisi geri dönüştürülmüş malzemelere, biyo{0}}tabanlı malzemelere ve son olarak biyolojik olarak parçalanabilen malzemelere öncelik vermektedir. Biyo-bazlı plastikler, PLA (polilaktik asit) ve Biyo-PE gibi biyokütleden türetilen plastikleri ifade eder; biyolojik olarak parçalanabilen plastikler ise PLA ve PHA dahil olmak üzere mikroorganizmalar tarafından parçalanabilen plastikleri ifade eder. İkisi birbirini dışlayan değil.
Biyo-bazlı ve Biyobozunur Plastiklere Giriş
AB'nin plastiğin döngüsel ekonomisine ilişkin mevcut bakış açısına göre, son AB politikaları öncelikle geri dönüştürülmüş plastiklerin ömrünü uzatmak için kullanımının teşvik edilmesini savunuyor. Pazar açısından bakıldığında, Avrupa ve Amerika pazarlarında çevre dostu plastik kullanımına ilişkin öncelik sırası şu şekildedir:
1. Geri dönüştürülmüş malzemeler
2. Biyo-tabanlı malzemeler
3. Biyolojik olarak parçalanabilen malzemeler – biyolojik olarak parçalanabilen malzemeler arasında denizdeki bozulmaya özellikle vurgu yapılmaktadır.
AB Çevre Ajansı'nın tanımına göre:
(1) Biyo-bazlı plastikler, petrol yerine (kısmen) şeker, nişasta veya bitkisel materyaller gibi biyokütle kullanılarak üretilen plastikleri ifade eder.
(2) Biyobozunur plastikler, belirli koşullar altında organizmalar tarafından doğal olarak ayrıştırılabilen plastikleri ifade eder, ancak ayrışma için gerekli koşullar ve süre farklılık gösterir.
Bu sınıflandırmalar birbirini dışlamaz. Biyokütleden yapılan plastiklerin biyolojik olarak parçalanabilirliği garanti edilmez; biyolojik olarak parçalanabilen plastikler aynı zamanda petrolü hammadde olarak kullanabilir.
Yukarıdakilere ek olarak, endüstriyel olarak gübreleşebilen plastikler, evde gübreleşebilen plastikler ve oksidatif olarak bozunabilen plastikler gibi çeşitli başka kategoriler de vardır.
Biyolojik-bazlı, biyolojik olarak-bozunmayan plastikler, hammaddeleri kısmen veya tamamen biyokütleden elde edilen bir plastik sınıfını ifade eder. Bu plastikler yenilenebilir kaynaklardan yapılmış olsalar da biyolojik olarak parçalanmaları şart değildir. Bir şeyin biyolojik olarak parçalanabilir olup olmadığı, onun nasıl yapıldığına değil, moleküllerinin kimyasal yapısına bağlıdır.
Örneğin:
Biyo-tabanlı plastikler: Bu plastikler mısır, şeker kamışı, selüloz, balık derisi ve ayçiçeği çekirdeği kabukları gibi yenilenebilir kaynaklardan yapılır. Ancak %100 biyolojik-bazlı plastiklerin bile biyolojik olarak parçalanması şart değildir. Örneğin, PET (polietilen tereftalat) biyosentezlenebilir ancak biyolojik olarak parçalanamazken PLA (polilaktik asit) hem biyosentezlenebilir hem de biyolojik olarak parçalanabilir. Bu nedenle biyo-tabanlı plastikler öncelikli olarak ham madde sorununu ele alır.
Biyolojik olarak parçalanabilen plastikler: Bu plastikler, mikroorganizmaların etkisi altında doğal olarak ayrışabilir. Biyobozunma, ortamdaki mikroorganizmaların, maddeleri yapay katkı maddeleri olmadan su, karbondioksit ve gübrelenebilir malzemeler gibi doğal malzemelere dönüştürdüğü kimyasal bir işlemdir. Biyolojik bozunma süreci esas olarak çevresel koşullar (sıcaklık veya konum gibi), malzeme özellikleri ve uygulamalar tarafından belirlenir. PLA, PHA ve PBS'nin tümü biyolojik olarak parçalanabilen plastiklerdir. Bu plastikler atık yönetimini kolaylaştırır ve ürün ömrünün sonunda "beyaz kirliliği" azaltır.
Biyo{0}}tabanlı Plastikler
Biyo{0}}tabanlı plastikler, fosil yakıtlardan (petrol gibi) ziyade kısmen veya tamamen yenilenebilir biyolojik hammaddelerden (bitkiler ve mikroorganizmalar gibi) üretilen plastiklerdir. Bu plastiklerde ham madde olarak mısır şekeri, şeker kamışı, bitkisel yağ ve selüloz gibi biyolojik hammaddeler kullanılmakta ve bunlar kimyasal veya biyolojik işlemlerle plastiğe dönüştürülmektedir. Aşağıdakiler dahil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere biyo-bazlı plastiklerin pek çok türü vardır:
1. Polilaktik asit (PLA): En yaygın biyo-bazlı plastiklerden biri olup, mısır şekerinin veya diğer bitki şekerlerinin fermantasyonu ile üretilen laktik asitten polimerize edilir. PLA ambalaj, tek kullanımlık sofra takımı, tekstil vb. alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
2. Biyo-bazlı polietilen (Bio-PE): Hammadde olarak şeker kamışı gibi mahsullerden elde edilen, etilen üretmek için kurutulan ve daha sonra polimerize edilen etanolü kullanır.
3. Biyo-bazlı polietilen (Bio-PET), geleneksel polietilen ile aynı kimyasal yapıya sahiptir ancak hammaddeleri yenilenebilir kaynaklardan elde edilir.
4. Biyo-bazlı polietilen tereftalat (Biyo-PET), fosil yakıtlar yerine biyo-bazlı hammaddeler (şeker kamışından elde edilen etanol gibi) kullanılarak üretilir. Uygulamalar arasında plastik şişelerin ve ambalaj malzemelerinin imalatı yer almaktadır.
5. Biyo-bazlı polipropilen (Bio-PP), Bio-PE ve Bio-PET'e benzer, ancak ham madde olarak yenilenebilir kaynakları kullanır. Ambalajlamada, otomotiv parçalarında ve diğer çeşitli uygulamalarda kullanılır.
6. Polihidroksialkanoatlar (PHA'lar), fermantasyon işlemi yoluyla doğrudan mikroorganizmalar tarafından üretilen, biyolojik olarak parçalanabilen bir plastik türüdür. PHA tamamen biyolojik olarak parçalanabilir ve ambalajlama, tarımsal filmler ve biyomedikal malzemeler için uygundur.
7. Biyo-bazlı naylon (Biyo-Naylon), bazı petrokimyasal hammaddeler yerine biyo-bazlı hammaddeler (hint yağı gibi) kullanılarak üretilir. Tekstil ve mühendislik plastiklerinde kullanılır. Bu biyo{6}}tabanlı plastikler, fosil yakıtlara olan bağımlılığın azaltılması ve sera gazı emisyonlarının azaltılması gibi çevresel faydalar sunar, ancak bunların üretimi ve uygulanması hâlâ ham maddelerin sürdürülebilir bulunabilirliği ve bunların yaşam döngüleri boyunca çevresel etkileri gibi faktörlerin dikkate alınmasını gerektirir. Teknolojik gelişmeler ve artan pazar talebiyle birlikte, daha fazla biyo{8}}bazlı plastik türü geliştirilmekte ve ticarileştirilmektedir.
Biyobozunur Plastikler
Biyobozunur plastikler, belirli koşullar altında bakteri, mantar, alg gibi doğadaki mikroorganizmalar tarafından su, karbondioksit veya metan ve biyokütleye parçalanabilen plastiklerdir. Bu plastikler yenilenebilir biyolojik kaynaklardan (biyo-tabanlı) veya fosil yakıtlardan elde edilebilir. Biyobozunur plastiklerin pek çok türü vardır; bazı yaygın örnekler şunlardır:
1. Polilaktik asit (PLA), yenilenebilir kaynaklardan (mısır şekeri gibi) fermantasyon işlemi yoluyla üretilen laktik asitten yapılır. PLA, ambalaj malzemeleri, tek kullanımlık sofra takımları, tekstil ürünleri vb. için uygun, en yaygın kullanılan biyolojik olarak parçalanabilen plastiklerden biridir.
2. Polihidroksialkanoatlar (PHA), belirli besin koşulları altında mikroorganizmalar tarafından doğal olarak üretilen bir polyester türüdür. PHA tamamen biyolojik olarak parçalanabilir ve okyanus dahil çeşitli ortamlarda ayrışabilir.
3. Polibütilen süksinat (PBAT), biyolojik olarak parçalanabilen alışveriş torbaları ve tarım filmlerinin üretiminde yaygın olarak kullanılan sentetik, tamamen biyolojik olarak parçalanabilen bir plastiktir. PBAT, mekanik özelliklerini ve bozunma oranını iyileştirmek için genellikle PLA veya nişasta gibi diğer biyolojik olarak parçalanabilen plastiklerle harmanlanır.
4. Polikaprolakton (PCL), kaprolakton monomerlerinin halka-açılması polimerizasyonu yoluyla elde edilen, biyolojik olarak parçalanabilen sentetik bir polyesterdir. PCL'nin biyolojik bozunma hızı daha yavaştır ancak bu, biyolojik olarak daha fazla bozunabilen diğer malzemelerle harmanlanarak geliştirilebilir.
5. Nişasta-bazlı plastikler, öncelikle yaygın olarak bulunabilen doğal bir polimer olan nişastadan yapılan plastiklerdir. Nişasta- bazlı plastiklerin işlenebilirliklerini ve fiziksel özelliklerini geliştirmek için genellikle diğer biyolojik olarak parçalanabilir polimerlerle (PLA veya PBAT gibi) harmanlanması gerekir.
6. Polivinil alkol (PVOH, PVA), suda-çözünebilen ve su ortamlarında hızla ayrışan bir plastiktir. PVOH genellikle çamaşır deterjanı poşetleri gibi suda-çözünür ambalaj poşetleri yapmak için kullanılır.
Biyolojik olarak parçalanabilen plastiklerin kullanılması, geleneksel plastiklerin çevrede birikmesini azaltarak plastik kirliliği sorunlarının hafifletilmesine yardımcı olur. Bununla birlikte biyolojik olarak parçalanabilirlikleri sıcaklık, nem ve mikrobiyal aktivite gibi belirli çevresel koşullara bağlıdır; bu nedenle pratik uygulamalarda bu faktörlerin dikkatle dikkate alınması gerekir. Ayrıca biyolojik olarak parçalanabilen plastiklerin üretimi ve kullanımında, hammaddelerin sürdürülebilirliği, üretim sırasındaki enerji tüketimi ve nihai ürünün imhası da dahil olmak üzere yaşam döngüleri boyunca çevresel etkileri de dikkate alınmalıdır.
