projekt se izvaja v sklopu programa central europe
TRANSCRIPT
Projekt se izvaja v sklopu programa CENTRAL EUROPE PROGRAMME in je sofinanciran s strani Evropskega sklada za
regionalni razvoj (ESRR).
Ta priročnik je bil pripravljen v okviru projekta PLASTiCE in je del
DS4 – Okvirni pogoji za spodbujanje povpraševanja na trgu,
DS4.2 Mednarodna svetovalna shema
4
5
Kazalo vsebine:
PREDGOVOR…………………………….………………………..……………...…….…………………....6
1. Uvod………………………………….……………………..………………….…..……………..….7
2. Polimerni materiali - osnove...……….…………………………………………...…..…………….11
3. Plastika…………………………………..…..…..…..………..………….….……………………….13
3.1. Razvrstitev plastike……...……….……….……………………………..……………...….....13
3.2. Običajna plastika………………………………………………………..…..……………….15
3.3. Biorazgradljiva plastika……………………………………………………..…..…………...19
3.3.1. Biorazgradljiva plastika iz obnovljivih virov…………………………………........…20
3.3.2. Biorazgradljiva plastika iz fosilnih virov………………….…..…….….….……....…21
3.3.3. Oxo-razgradljiva plastika………………………………………………………....…22
3.4 Bioosnovana plastika……………………………………………………………………..….23
3.5. Zmogljivosti za proizvodnjo bioplastike……………….……………………………….…...25
4. Plastični izdelki, načela trajnosti in merila vrednotenja……….………………………………...…27
4.1. Vrednotenje trajnostnega razvoja plastike………………………………………...………27
4.2 Ocenjevalna merila za okoljske vidike……………………………………………………..28
4.3. Ocenjevalna merila za družbene vidike…………………….……………………………..29
4.4. Ocenjevalna merila za ekonomske vidike……………..………...………………………...31
5. Sistem vrednotenja za izbrane lastnosti plastike……………………….……………………….…32
5.1. Certificiranje kompostirne plastike……………………….………………………………….32
5.2. Certificiranje bioosnovanih materialov……………………………...………………………35
5.3. Povzetek poglavja o certificiranju…………………………………….…………………….37
5.4. potrditev zmanjšanja emisij toplogrednih plinov……………………..…………………….38
6. Zaključek………………………………………………………..…….….……………………………41
Dodatki:
Dodatek A: Seznam različnih načinov uporabe bioplastike…………….………………………...42
Dodatek B: Mednarodna R&D (razvojno—raziskovalna) shema………….………………………54
Viri…………………………………………………………………………….………..……………………...61
6
PREDGOVOR
Težko si je predstavljati, da na svetu pred stoletjem praktično ni bilo plastike, 100 let pozneje
pa je prisotna praktično v vsakem trenutku našega življenja; uporablja se kot embalaža za
živila, za medicinske namene, kot tudi za izdelavo avtomobilskih delov in igrač. Plastika
omogoča, da naša hrana ostane sveža dalj časa ter da lahko prepotuje daljše razdalje, v
plastiko pakirani medicinske igle, fiziološka raztopina in kri ostanejo intaktni in sterilni,
zahvaljujoč plastiki so naši avtomobili lažji in porabijo manj goriva, plastika v obliki kock
Lego in Barbie punčk razveseljuje tudi naše otroke. To je samo nekaj primerov uporabe
plastike in pravzaprav gre za izjemen dosežek - predvsem zato, ker plastika predstavlja edi-
no veliko skupino materialov, ki so v celoti umetnega izvora.
Kljub temu da nam uporaba plastike prinaša številne prednosti, pa so z uporabo plastike
povezane tudi določene slabosti. Različne vrste plastike, ki jih uporabljamo, ter načini
njihovega odstranjevanja močno vplivajo na zdravje ljudi in stanje okolja. Bisfenol A (BPA), ki
se uporablja v proizvodnji embalaže za hrano in pijačo, deluje kot hormonski motilec in
povzroča motnje v razvoju ter je povezan z večanjem števila rakavih obolenj; v veliki pacifiški
zaplati odpadkov pa so odkrili ogromne količine plastike, ki prosto plava v oceanu. Oba
primera sta v javnosti sprožila dvome in skrbi o uporabi plastike. Knjige »Plastic – A toxic love story« (S. Freinkel), »Plastic Free – How I Kicked the Plastic Habit and How You Can Too« (B.
Terry) ali »Plastic Ocean: How a Sea Captain's Chance Discovery Launched a Determined Quest to Save the Oceans« (C. Moore in C. Phillips) izpostavljajo omenjene probleme in
dvomijo v uporabo – in zlorabo – plastike v današnjem času.
Ključno je, da začnemo uporabljati tako vrsto plastike, ki ne škoduje niti zdravju človeka ali
živali niti ne vpliva na stanje okolja, a hkrati še vedno zadovoljuje naše potrebe. Znanost,
industrija in politika si morajo prizadevati za uvajanje materialov ter sprejemanje smernic, ki
bodo te zahteve izpolnjevali. Od tega so lahko odvisna naša življenja in naše zdravje ter
okolje, v katerem živimo.
Projekt PLASTiCE predstavlja korak v to smer. Glavni cilj projekta je uveljavljanje in družbeno
sprejemanje novih plastičnih materialov, ki manj obremenjujejo okolje. S tem namenom v
okviru projekta PLASTiCE sodelujemo s številnimi partnerji iz različnih industrijskih panog, z
nevladnimi in vladnimi organizacijami ter z uporabniki, s trgovci in z znanstveniki. Po naših
izkušnjah vse te skupine kažejo zanimanje za sodelovanje pri iskanju nove prihodnosti
(ekonomsko učinkovite ter okolju neobremenjujoče) za plastiko. Ob tem se pojavi vprašanje,
kako na učinkovit način uskladiti njihove različne interese. Kot kaže si vsi deležniki želijo
jasnih in nepristranskih informacij o plastiki ter kontaktnih oseb ali organizacij, na katere se
lahko obrnejo z vprašanji o plastiki.
Ta priročnik je bil pripravljen z namenom izpolniti nekatere od teh želja ter z namenom
premostitve trenutnih ovir, ki nam onemogočajo uporabo plastičnih materialov, ki omogočajo
nove načine uporabe in hkrati manj obremenjujejo okolje in vplivajo na zdravje.
doc. dr. Andrej Kržan, koordinator projekta PLASTiCE
7
1. Uvod
Dragi bralec,
namen tega priročnika je na enem mestu zbrati obstoječe in objektivne informacije, ki vam
bodo pomagale bolje razumeti pojem trajnostne plastike ne glede na to, v katerem delu
vrednostne verige plastike delujete.
Avtorji tega priročnika, partnerji projekta PLASTiCE, imamo veliko izkušenj s trajnostno
plastiko, na nas se dnevno obračajo podjetja, ki so na kakršenkoli način povezana s plastiko.
Na podlagi teh izkušenj smo pripravili seznam desetih vprašanj, ki nam jih podjetja
najpogosteje zastavljajo.
Vprašanja
1. Katere izdelke lahko proizvajamo iz bioplastike?
2. Ali je proizvodnja izdelkov iz bioplastike izvedljiva z ekonomskega stališča?
3. Ali je proizvodnja izdelkov iz bioplastike tehnološko izvedljiva?
4. Ali ima moje podjetje ustrezna znanja?
5. Ali ima moje podjetje ustrezno opremo in proizvodne procese?
6. Zakaj certificirati izdelke iz bioplastike?
7. Kako prepričati stranke, da bi kupovale izdelke iz bioplastike?
8. Kje naj moje podjetje najde ustrezne surovine (polimere, pigmente, itd.)?
9. Kje poiskati partnerje?
10. Kako začeti?
Ta priročnik je zasnovan tako, da ponuja odgovore na vseh 10 vprašanj. Spodaj najdete
kratke odgovore na vsa izmed njih, skupaj z informacijami, kje v priročniku lahko najdete še
več podatkov.
Odgovori
Katere izdelke lahko proizvajamo iz bioplastike?
Bioplastiko lahko, tako kot običajno plastiko, uporabljamo za različne namene. Ima širok
spekter lastnosti, med drugim je nanjo enostavno tiskati, prepustnost za pline, vodno paro,
maščobe kot tudi ostale lastnosti lahko prilagajamo vsakemu namenu uporabe posebej. Več
podrobnosti o lastnostih bioplastike lahko najdete v 3. poglavju. Trenutno se bioplastika
najpogosteje uporablja za proizvodnjo embalaže in v prehrambni industriji za proizvodnjo
izdelkov kot so nakupovalne vrečke, pladnji za hrano, jogurtovi lončki, jedilni pribor itd.
Bioplastika je vedno bolj popularna tudi v medicini, kmetijstvu, za proizvodnjo zabavne
elektronike, pripomočkov za šport ter celo v avtomobilski industriji.
8
Pomembno je omeniti, da se sektor bioplastike šele razvija. Pričakovati je mogoče, da se bo
v naslednjih nekaj letih hitro razširil, s čimer se bo sočasno povečalo tudi število možnih vrst
uporabe bioplastike. V Dodatku A so navedeni najpogostejši načini uporabe bioplastike,
prisotne na tržišču v prvi polovici leta 2013.
2. Ali je proizvodnja izdelkov iz bioplastike izvedljiva z ekonomskega stališča?
Čeprav je bioplastika navadno dražja od običajne plastike, se je trg za bioplastiko v zadnjih
letih močno razvil in postal cenovno konkurenčen ter podprt z zakonodajo (pojav standardov
in certifikatov, v nekaterih državah celo prepoved uporabe običajne plastike za določene
načine uporabe, na primer za nakupovalne vrečke). Največje povpraševanje po bioplastiki
je opazno pri proizvajalcih embalaže, igrač, elektronske opreme in v avtomobilski industriji.
Veliko svetovnih korporacij je bioplastiko vključilo kot pomemben del njihovih dolgoročnih
razvojnih strategij. Bioplastika se razvija v več dimenzijah. Na eni strani proizvajalci
materialov razvijajo nove materiale in dodatke, proizvajalci končnih izdelkov pa so opazili
izjemen potencial za inovacije in razširitev svoje ponudbe, ki je pred tem temeljila na običajni
plastiki. Več o tej temi najdete v 4. in 5. poglavju, kjer so navedena različna merila za
ocenjevanje trajnosti.
3. Ali je proizvodnja izdelkov iz bioplastike tehnološko izvedljiva?
Bioplastika, ki je že na voljo na trgu, ima širok spekter uporab. Predelovati jo je mogoče kot
običajno plastiko – s termoformiranjem, brizganjem, vpihavanjem itd. Do razlik pri predelavi
bioplastike (v primerjavi z običajno plastiko) pride pri izbiri parametrov, ki jih je treba
nastaviti na strojih za predelavo plastike. Ti parametri so navedeni med tehničnimi podatki o
materialu in so na voljo pri vseh proizvajalcih. Bioplastike z vidika tehnološke zapletenosti na
splošno ni težje predelati kot običajne plastike. Več o tem najdete v 3. poglavju.
4. Ali ima moje podjetje ustrezna znanja?
Sposobnosti se nanašajo na zmožnosti, zmogljivosti, spretnosti, znanja, strokovnost in
izkušnje. Obstajata dve vrsti sposobnosti/znanj: tehnične/a in netehnične/a. Sposobnosti,
potrebne za ravnanje z bioplastiko, so z vidika celotnega življenjskega kroga predelave,
industrijske rabe, potrošniške rabe in ravnanja z odpadki večinoma tehnične in zelo podobne
tistim, ki so potrebne za običajno plastiko. Bioplastiko se lahko predela z enakimi stroji kot
običajno plastiko; njeno industrijsko in potrošniško rabo določajo njene lastnosti, ki jih lahko
najdete med tehničnimi podatki o materialu in v ustrezni literaturi, ki je je na voljo vedno več.
Ravnanje z odpadki iz bioosnovane plastike je enako ravnanju z odpadki iz običajne
plastike, v primeru biorazgradljive plastike pa je ravnanje z odpadki drugačno. Kompostirno
bioplastiko se namreč lahko kompostira skupaj z organskimi odpadki v procesu industrijskega
kompostiranja.
Vsa bioplastika prav tako prinaša odlične možnosti za trženje, k kateremu pa je vseeno
potrebno pristopiti preudarno in oblikovati marktinško strategijo za vsak material in način
uporabe posebej.
Ta priročnik je zasnovan tako, da olajša prepoznavanje znanj, ki so potrebna za ravnanje z
9
bioplastiko, in usposablja na tistih področjih, kjer morda manjkajo določene netehnične
sposobnosti.
5. Ali ima moje podjetje ustrezno opremo in proizvodne procese?
Tako kot za katerikoli material je tudi za bioplastiko nujno, da se lastnosti materiala prilagodi
posameznemu namenu uporabe izdelka, ki ga podjetje želi proizvajati. Nekatere vrste
bioplastike (zlasti tako imenovana BIOOSNOVANA plastika iz obnovljivih virov) imajo
popolnoma enake lastnosti kot analogi iz fosilnih virov (PE in t.i. zeleni (green) PE). Druge
vrste bioplastike pa imajo lahko povsem drugačne lastnosti, ki jih lahko s kreativnim
pristopom uspešno izkoristite. Kot smo že zapisali v odgovoru na 3. vprašanje, se bioplastiko
lahko predeluje z enakimi stroji kot običajno plastiko.
6. Zakaj certificirati izdelke iz bioplastike?
Sodobnega sveta si ni mogoče predstavljati brez plastike. Vseeno pa je uporaba različnih
plastičnih materialov pogosto v nasprotju z vedno večjim zanimanjem širše javnosti za
življenjske sloge, ki so okolju prijaznejši. To vodi v iskanje alternativnih materialov, ki bodo
ustreznejši za nov življenjski slog. Bioplastika je ena najvidnejših in najbolj obetavnih rešitev.
Ker bioplastike ni mogoče enostavno razlikovati od običajne plastike, je potreben
mehanizem, ki zagotavlja kakovost proizvoda in uvaja označevanje. To je naloga sistemov
za standardizacijo in certificiranje. Čeprav je certificiranje materialov in proizvodov povsem
prostovoljno, prinaša številne prednosti. Proizvod ali material s certifikatom loči bioplastiko
od običajne plastike in je dokaz, da material ali proizvod izpolnjuje zahteve standarda. To je
očitna prednost pred drugimi izdelki, ki nimajo certifikata. Izdelki, na katerih je certifikacijska
oznaka, za potrošnike predstavljajo nedvomen dokaz o lastnostih izdelka/materiala. Logotip
certifikata za kompostirno plastiko omogoča preprostejše razvrščanje odpadkov in pravilno
ravnanje z njimi ter jamči za kakovosti izdelka.
Zelo podrobne in natančne informacije o različnih oblikah standardizacije bioplastike lahko
najdete v 5. poglavju.
7. Kako prepričati stranke, da bi kupovale izdelke iz bioplastike?
Bioplastika je skupina novih in inovativnih materialov, ki jih lahko uporabljamo za
proizvodnjo najrazličnejših izdelkov in predstavljajo nadomestilo za običajno plastiko.
Čeprav se izdelki iz bioplastike na videz praktično ne razlikujejo od izdelkov (namenjenih za
isti način uporabe) iz običajne plastike, jih lahko promovirate na drugačne načine z uporabo
najrazličnejših marketinških praks, praks za družbeno odgovornost gospodarskih družb in
praks za odnose z javnostjo. Večina bioplastike je narejena iz obnovljivih virov in ima številne
prednosti, ki jih je mogoče zelo preprosto in jasno tržiti na vseh ciljnih trgih. Lastnosti, ki so
značilne izključno za bioplastiko (na primer biorazgradnja), prav tako prinašajo konkurenčno
prednost, če jih pravilno tržimo.
Na splošno je bioplastika zelo uspešna v tržnih nišah, kot so organska hrana in luksuzni
izdelki, najpogosteje v povezavi z embalažo. Proizvajalci lahko prav tako izkoristijo dejstvo,
da je okoljsko ozaveščenih ljudi, ki zahtevajo drugačne izdelke, vedno več.
10
Bioplastika zelo dobro korelira s konceptom trajnosti. 4. poglavje je v celoti posvečeno
trajnostnemu razvoju; natančneje različnim ukrepom in metodam, ki lahko pomagajo oceniti
trajnost izdelkov iz bioplastike, kar lahko uporabite pri trženju, komunikaciji z javnostjo ter v
povezavi z družbeno odgovornostjo podjetja.
8. Od kod naj moje podjetje dobi ustrezne/potrebne surovine (polimere, pigmente itd.)?
Oba dodatka tega priročnika, Seznam možnosti za uporabo bioplastike in Shema za
raziskave in razvoj, vsebujeta veliko koristnih informacij o bioplastiki.
Brošuro Primeri uporabe bioplastike smo pripravili, da vam pomagamo najti ideje, kako
uporabiti bioplastiko v vašem podjetju, in da vam pokažemo, da bioplastiko lahko uporabite
na veliko več načinov kot samo za vrečke za biološke odpadke, kakor misli večina
uporabnikov. Izdelki so razdeljeni v različne skupine ter opremljeni s kratkim opisom možne
uporabe in razlago o prednostih uporabe bioplastike.
Drugi dodatek – Shema za raziskave in razvoj je rezultat sodelovanja sedmih institucij za
raziskave in razvoj (vse so partnerji projekta) iz štirih držav srednje Evrope. Skupna Shema za raziskave in razvoj nudi prilagojene rešitve za podjetja v srednji Evropi, ki sodelujejo pri
uvajanju novih načinov uporabe biorazgradljivih polimerov na trg. V shemi najdete tudi
kontaktne podatke institucij v vaši bližini, ki vam lahko pomagajo pri različnih vprašanjih, ki
so povezana z bioplastiko. Shema za raziskave in razvoj je eden od glavnih rezultatov
projekta PLASTiCE.
9. Kje poiskati partnerje?
Na industrijski ravni, zlasti v sektorju za raziskave materialov in testiranja, sodeluje veliko
podjetij. Zato mora imeti vsako podjetje, ki se želi ukvarjati z bioplastiko, veliko poslovnih
kontaktov in partnerjev. Shema za raziskave in razvoj (eden od dodatkov tega priročnika) je
dokument, ki vam bo v pomoč pri iskanju posameznih podjetij in inštitutov, ki vam lahko
pomagajo pri določenih vprašanjih o bioplastiki in vam nudijo strokovno pomoč, da boste
vaš izdelek najbolje prilagodili njegovemu načinu uporabe.
10. Kako začeti?
Prvi korak do novega izdelka, je ideja, ki se rodi kot odgovor na trenutne zahteve na trgu.
Bioplastika nudi nove in inovativne možnosti za nove izdelke in za modifikacijo obstoječih
izdelkov. Številčnejše možnosti za uporabo bioplastike so posledica povečane potrebe po
trajnostnih in okolju prijaznih načinih uporabe.
Bioplastika – priložnost za prihodnost je brošura, zasnovana tako, da vam ponudi vse
informacije o bioplastiki in vam je v pomoč pri vaših prvih korakih, ko se spoznavate s temi
novimi materiali.
11
2. Polimerni materiali – osnove Preden podamo definicijo in razložimo načine razvrščanja plastike, moramo razumeti, iz česa plastika
je oz. kaj jo sestavlja. Gradniki plastike so polimeri.
Enostavno povedano so polimeri makromolekule iz ponavljajočih se enot, imenovanih monomeri.
Polimeri imajo lahko linearno, razvejano ali zamreženo strukturo. Linearni polimeri so pogosto
termoplasti, kar pomeni, da se talijo pri določenih temperaturah in so topni v nekaterih organskih
topilih. Zamreženi polimeri se ne talijo in niso topni v organskih topilih.
Polimeri so v naravi precej razširjeni. So gradniki rastlin in živali. Polimeri so škrob, celuloza,
beljakovine in hitin ter mnogi drugi. Druga velika skupina polimerov so polimeri, umetno pridobljeni iz
petrokemičnih virov, zemeljskega plina in premoga. Vse skupine polimerov se uporabljajo v številnih
industrijskih panogah.
Polimere lahko razvrstimo na različne načine (odvisno od tega kaj vzamemo kot merilo za razvrščanje)
– spodaj so našteti nekateri od njih:
Razvrstitev glede na fizikalno-kemijske lastnosti:
Termoplasti – materiali, ki se zmehčajo, če jih segrevamo in se strdijo, če znižamo
temperaturo. Na primer akrilonitril butadien stiren – ABS, polikarbonat – PC, polietilen – PE,
polietilen tereftalat – PET, polivinil klorid – PVC, poli(metil metakrilat) – PMMA (pleksi steklo),
polipropilen – PP, polistiren – PS, ekspandirana polistirenska pena – EPS (stiropor).
Termoseti (duroplasti) – po oblikovanju ostanejo trdi in se ne zmehčajo z dviganjem
temperature. Na primer poliepoksid – EP, fenol formaldehidne smole – PF.
Elastomeri – materiali, ki jih lahko raztezamo in stiskamo; po prenehanju delovanja sile se
povrnejo v izvorno obliko.
Razvrstitev glede na izvor:
Sintetični polimeri – nastanejo s kemijsko sintezo (adicijska polimerizacija, polikondenzacija,
kopolimerizacija).
Naravni polimeri – nastajajo in razgrajujejo se v naravi; na primer celuloza, beljakovine,
nukleinske kisline.
Spremenjeni naravni polimeri – to so naravni polimeri, ki so kemijsko predelani, da dobijo nove
funkcionalne lastnosti, na primer acetatna celuloza, modificirane beljakovine, termoplastični
škrob.
Razvrstitev glede na izvor surovin, iz katerih so polimeri narejeni:
Obnovljivi viri (rastlinski in živalski viri)
Neobnovljivi/fosilni viri (nafta, zemeljski plin, premog)
Razvrstitev glede na način uporabe polimerov:
Embalaža
Gradbeništvo
Avtomobilizem
Električna in elektronska oprema
Medicina
Razvrstitev glede na dovzetnost za razgradnjo z mikroorganizmi/encimi:
Biorazgradljivi (polilaktid – PLA, polihidroksialkanoati – PHA, regenerirana celuloza, škrob,
linearni poliestri)
Nebiorazgradljivi (polietilen – PE, polipropilen – PP, polistiren – PS)
12
Obstaja seveda še veliko načinov za razvrščanje polimerov, predvsem pa se je pomembno zavedati,
da za industrijsko uporabo polimeri sami pogosto niso zadosti. Večina plastičnih materialov vsebuje
tudi druge organske ali anorganske spojine. Te se imenujejo aditivi, zaradi njih pa ima plastika lahko
povsem drugačne lastnosti.
Torej:
plastika = polimer + aditivi
Količina aditivov lahko variira od nekaj odstotkov (na primer za plastiko za zavijanje živil) do več kot
50 % za določene načine uporabe. Polimerom z aditivi v tehnični in industrijski rabi pravijo plastika.
Nekateri primeri primesi so: plastifikatorji - oljne spojine, ki izboljšajo reologijo; polnila, ki izboljšajo
splošno učinkovitost in zmanjšajo stroške proizvodnje; stabilizatorji, ki zavirajo določene kemijske
reakcije, na primer zaščitna sredstva proti gorenju – aditivi, ki zmanjšujejo vnetljivost, antistatična
sredstva, lubrikanti in mnogi drugi.
Svet plastike in polimerov je obsežen, kar je razumljivo, če vemo, koliko najrazličnejših polimerov in
aditivov lahko spajamo. To daje tudi veliko možnosti za preoblikovanje in predelavo plastike.
Najosnovnejše tehnike za predelavo plastike so: ekstrudiranje, ekstrudiranje s pihanjem, brizganje,
kompaktiranje/stiskanje, prešanje, oblikovanje plošče, valjanje in kalandiranje ter ulivanje.
13
3. Plastika
3.1. Razvrstitev plastike
Zgodovina plastike in premik k trajnosti
Prvi plastični materiali so bili proizvedeni ob koncu 19. in na začetku 20. stoletja. Celuloid in celofan
sta bila prva, izdelana sta bila iz naravnih virov – bioosnovana. Po drugi svetovni vojni je plastika
postala zelo priljubljena. Od 60. do 90. let prejšnjega stoletja so jo proizvajali predvsem iz fosilnih
virov. V 80. letih je bilo proizvedene več plastike kot jekla.
V 90. letih so na družbeno-kulturni in politični ravni postale pomembne politike varstva okolja ter
koncept trajnosti. Izumljene (in v praksi uporabljene) so bile nove tehnologije, na primer proizvodnja
bioosnovane plastike in proizvodnja biorazgradljivih materialov.
Raziskave novih materialov in načini njihove proizvodnje so bili (in še vedno so) tesno povezani z:
razvojem znanja in vprašanji o varstvu okolja – zlasti upoštevanje življenjskega kroga sistema
(tj. proizvodnja, uporaba in postopki ob koncu življenjskega kroga, vložki materialov in emisije);
izboljšanjem metod vrednotenja vpliva plastike na okolje, zlasti z uporabo pristopa LCA (Life
Cycle Asseessment – analiza življenjskega kroga) – analiza, ki upošteva kaj se dogaja z
določenim izdelkom »od zibelke do groba« ang. »from cradle to grave«;
razvojem trajnostnih razvojnih politik, kar v proizvodni in tržni praksi pomeni, da se upošteva
okoljska, družbena in ekonomska vprašanja, povezana s plastiko.
Plastiko, ki je proizvedena z uporabo novih tehnologij in ob proizvodnji katere so imeli v mislih ta
vprašanja, imenujemo bioplastika. Ta izraz so skovali pri Evropskem združenju za bioplastiko
(European Bioplastics Association), njegov pomen pa najdete v spodnjem okvirčku.
Za ponazoritev te razlike med bioosnovanostjo in biorazgradljivostjo je Evropsko združenje za
bioplastiko izdelalo preprost dvoosni diagram, ki zajema vse vrste plastike in vse možne kombinacije.
Ogledate si ga lahko na sliki 1 na naslednji strani.
Bioplastika – po definiciji Evropskega združenja za bioplastiko
Izraz bioplastika obsega celotno družino materialov, ki so bioosnovani, biorazgradljivi ali oboje.
Bioosnovanost pomeni, da je material ali izdelek (delno) narejen iz biomase (rastlin). Biomasa,
uporabljena za proizvodnjo bioplastike, je pridobljena na primer iz koruze, sladkornega trsa ali
celuloze.
Biorazgradnja je kemijski proces, med katerim mikroorganizmi (brez da bi človek dodal umetne
aditive), ki so prisotni v okolju, materiale razgradijo v naravne snovi, kot so voda, ogljikov dioksid in
kompost . Proces biorazgradnje je odvisen od razmer v okolju (na primer lokacija ali temperatura),
materiala in načina uporabe.
Vir: en.european-bioplastics.org
14
Slika 1: Razvrstitev plastike (Evropsko združenje za bioplastiko)
Kot je razvidno iz slike 1, plastiko lahko razdelimo v štiri skupine. Vodoravna os prikazuje
biorazgradljivost plastike, navpična os pa kaže, ali je material narejen iz fosilnih ali obnovljivih
surovin. Posledično ločimo štiri skupine:
1. Plastika, ki ni biorazgradljiva in je narejena iz fosilnih virov – v to kategorijo sodi vse, kar
nam je znano kot klasična ali običajna plastika (čeprav običajna petrokemična plastika
predstavlja samo eno skupino plastike, vanjo (na svetovnem nivoju) sodi skupno več kot
90 % vse proizvedene plastike).
2. Bioosnovana biorazgradljiva plastika – plastika, ki je narejena iz obnovljivih surovin in je
biorazgradljiva.
3. Biorazgradljiva plastika iz fosilnih virov – plastika, ki je biorazgradljiva, proizvedena iz
fosilnih virov.
4. Nebiorazgradljiva plastika, ki je bioosnovana – plastika, proizvedena iz obnovljivih
surovin, ki pa ni biorazgradljiva.
V tem priročniku bodo posamično obravnavane vse štiri skupine.
15
3.2 Običajna plastika
Klasična plastika, proizvedena iz fosilnih virov, je primerna za izjemno veliko načinov uporabe.
Plastične izdelke v primerjavi z izdelki iz drugih materialov odlikuje predvsem njihova lahkost. Plastični
izdelki so lahki zaradi relativno majhne gostote. Prav tako je plastika odličen toplotni in električni
izolator ter je odporna na korozijo. Veliko vrst plastike je prozornih, zato zelo primernih za uporabo v
optičnih napravah.
Plastiko lahko oblikujemo v različne oblike in mešamo z drugimi materiali. Poleg tega lahko lastnosti
materialov preprosto spreminjamo in jih prilagajamo z dodajanjem polnil za ojačanje, pigmentov,
sredstev za penjenje in plastifikatorjev.
Plastiko lahko zaradi univerzalnih lastnosti uporabljamo na skoraj vseh področjih življenja. Največje
povpraševanje po plastiki je za proizvodnjo embalaže, v gradbeništvu, transportu, električni in
elektronski industriji, kmetijstvu, medicini in športu. Ker so možnosti uporabe plastike skoraj neomejene
in ker je lastnosti materialov možno prilagoditi kakršnim koli zahtevam, je plastika vir inovacij skoraj
povsod.
Vse to je mogoče zaradi velikega števila različnih vrst plastike, ki so na voljo na trgu.
»Veliko šesterico« plastike na trgu sestavljajo:
polietilen (PE),
polipropilen (PP),
polivinilklorid (PVC),
polistiren (trden – PS in ekspandiran/penjen – EPS),
polietilen tereftalat (PET),
poliuretan (PUR).
Slika 2: Povpraševanje po plastiki v Evropi - glede na vrsto materiala
Vir: Plastics – The Facts 2012
16
Osemdeset odstotkov povpraševanja po plastiki v Evropi je vezanega na teh 6 vrst plastike. Kot lahko
razberete iz slike 2 so prve tri skupine plastike na trgu: polietilen (29 %), polipropilen (19 %) in
polivinilklorid (12 %). (Vir: Plastics Europe – The Facts 2012).
Druge vrste plastike, po katerih je veliko povpraševanja, so:
akrilonitril butadien stiren (ABS),
polikarbonat (PC),
polimetil metakrilat (PMMA),
epoksidne smole (EP),
fenolformaldehidne smole (PF),
politetrafluoroetilen - teflon (PTFE).
V letu 2011 je bilo na svetu proizvedenih 280 milijonov ton plastike. Proizvodnja stalno narašča vse od
50-ih let 20. stoletja, v povprečju za približno 9 % na leto. V letu 2011 je bilo v Evropi proizvedenih 58
milijonov ton plastike (kar predstavlja 21 % svetovne proizvodnje). Na Kitajskem proizvedejo največ
plastike na svetu, pokrijejo kar 23 % celotne svetovne proizvodnje. Dolgoročno se predvideva, da bo
poraba plastike narasla za 4 % na prebivalca. Kljub veliki porabi plastike v Aziji in novih državah
članicah EU, pa je raven porabe v teh državah še vedno precej nižja kot v dobro razvitih državah.
(Vir: Plastics Europe – The Facts 2012)
Slike 3–6 kažejo primerjave v proizvodnji plastike ter v povpraševanju v različnih državah in sektorjih.
Slika 3 prikazuje svetovno in evropsko rast proizvodnje plastike med letoma 1950 in 2011. Iz grafa je
lepo razvidna neprestana rast v industriji plastike v zadnjih 60-ih letih. Svetovna proizvodnja je z
1,7 milijona ton leta 1950 zrasla na 280 milijonov ton v letu 2011, medtem ko je v Evropi zrasla z
0,35 milijona na 58 milijonov ton. Trenutno smo priča hitri selitvi proizvodnje plastike v azijske države.
Slika 3: Svetovna in evropska proizvodnja plastike med letoma 1950 in 2011
Vir: Plastics – The Facts 2012
17
Slika 4 kaže povpraševanje po plastiki v evropskih državah, pri čemer je povpraševanje največje v
Nemčiji, Italiji in Franciji.
Slika 4: Povpraševanje po plastiki v različnih evropskih državah (tisoč ton/leto)
Vir: Plastics – The Facts 2012
Slika 5 kaže porabo plastike v Evropi v letih 2010 in 2011. Poraba je zrasla s 46,4 milijona ton v letu
2010 na 47 milijonov ton v letu 2011. V letu 2010 je bil največji delež (39 %) porabljen za embalažo,
sledijo gradbeništvo (20,6 %), avtomobilska industrija (7,5 %) ter električna in elektronska oprema
(5,6 %). Panoge, v katerih je povpraševanje manjše, so: šport, rekreacija, kmetijstvo in proizvodnja
strojev. V letu 2011 je bil največji delež spet porabljen za embalažo (39,4 %), delež je celo nekoliko
večji kot leto prej. Sledijo gradbeništvo (20,5 %), avtomobilska industrija (8,3 %) in industrija električne
in elektronske opreme (5,4 %). Panoge z manjšim povpraševanjem so: šport, zdravstvo in varnost,
zabava in sprostitev, kmetijstvo, industrija strojev, gospodinjskih aparatov in pohištva.
Slika 5: Poraba plastike v Evropi po panogah v letih 2010 (levo) in 2011 (desno)
Vir: Plastics – The Facts 2012
18
Slika 6 kaže porabo plastike glede na posamezno vrsto polimera in panoge.
Slika 6: Poraba plastike po vrstah in panogah v letu 2010
Vir: Plastics – The Facts 2012
Dodatne informacije o industriji klasične plastike lahko najdete na spletni strani Evropskega združenja
za plastiko (Plastics Europe):
http://www.plasticseurope.org/plastics-industry/market-and-economics.aspx.
19
3.3 Biorazgradljiva plastika
Med iskanjem razlage termina biorazgradljiva plastika lahko najdemo več nasprotujočih si
opredelitev. Najbolj preprosto in najbolj natančno pojasnilo biorazgradljive plastike je, da je
biorazgradljiva plastika dovzetna za biorazgradnjo. Biorazgradnja temelji na dejstvu, da
mikroorganizmi, prisotni v okolju (na primer bakterije, glive, alge), prepoznajo biorazgradljivo plastiko
kot vir hranil ter jo zaužijejo in prebavijo (umetni aditivi NISO potrebni). Biorazgradnja poteka pod
vplivom različnih biotskih in abiotskih dejavnikov, nujno pa MORA vključevati tudi proces biološke
mineralizacije. Prvi korak biorazgradnje je fragmentacija, ki ji sledi mineralizacija. Mineralizacija je
proces pretvorbe organskega ogljika v anorganske oblike. Slika 7 kaže razliko med razgradnjo in
biorazgradnjo. Če pride samo do fragmentacije, to pomeni, da material samo fizično razpade (ne
moremo govoriti o biorazgradnji), če pa fragmentaciji sledi še mineralizacija, je material
biorazgradljiv.
Slika 7: Razlika med razgradnjo in biorazgradnjo
Kot je razvidno iz slike 7, mikroorganizmi pri biorazgradnji fragmentirani material popolnoma
asimilirajo kot vir hrane. Če smo povsem natančni, moramo izpostaviti, da izraz biorazgradljivost ne
daje točnega odgovora o okoljih in pogojih, v katerih proces biorazgradnje poteka, temveč samo
opredeli, da pride do popolne asimilacije organskega ogljika. Če za časovni okvir vzamemo
neskončnost, je biorazgradljivo pravzaprav vse. Bolj natančen termin je kompostirnost, ki pomeni
biorazgradnjo v kompostirnem okolju tekom enega kompostirnega cikla.
Kot smo že omenili, biorazgradnja lahko poteka v aerobnih ali anaerobnih okoljih. Produkti
biorazgradnje v aerobnih pogojih so ogljikov dioksid, voda in biomasa, produkti anaerobne
biorazgradnje pa so metan, voda in biomasa, kar je v poenostavljeni obliki prikazano na spodnji sliki.
Slika 8: Produkti biorazgradnje pod aerobnimi in anaerobnimi pogoji
20
Kompostiranje je eden izmed procesov biorazgradje. Opišemo ga lahko kot organski postopek
recikliranja, način nadzorovane obdelave organskih odpadkov, ki poteka pod aerobnimi pogoji (v
prisotnosti kisika) in pri katerem se organski material spremeni v kompost pod vplivom naravno
prisotnih mikroorganizmov. Biorazgradljiva plastika je kompostirna, če v pogojih industrijskega
kompostiranja v 180 dneh pride do njene popolne presnove. Temperatura v kompostni kopici lahko
med industrijskim kompostiranjem doseže temperature do 70 °C, kompostiranje pa poteka v vlažnih
pogojih. Kompostirna plastika je opredeljena z vrsto državnih in mednarodnih standardov. Da za
bioplastiko lahko rečemo, da je kompostirna. mora ustrezati zahtevam, ki so zapisane v standardih
(na primer standard EN 13432, ASTM D6400 in drugi). Več informacij o standardih lahko najdete v 5.
poglavju.
Dovzetnost polimera ali plastičnega materiala za biorazgradnjo je odvisna izključno od kemijske
strukture polimera. Iz stališča biorazgradljivosti zato ni pomembno, ali je polimer izdelan iz obnovljivih
(biomase) ali neobnovljivih (fosilnih) virov, pomembna je končna struktura polimerne verige.
Biorazgradljivi polimeri so torej lahko sintetizirani iz obnovljivih ali neobnovljivih virov.
3.3.1 Biorazgradljiva plastika iz obnovljivih virov
Vedno nova znanja o varstvu okolja, trajnosti in izkoriščanju svetovnih zalog fosilnih virov so
spodbudila znanstvenike, da so začeli iskati alternativne vire energije. Eno področje raziskav se
osredotoča na biorazgradljive polimere iz obnovljivih virov. Biorazgradljiva plastika iz obnovljivih
virov ima podobne lastnosti kot običajna plastika in bi jo lahko tudi nadomestila.
Prva manjša proizvodnja biorazgradljive plastike iz obnovljivih virov se je začela leta 1995. Danes sta
njena uporaba in obseg predelave veliko širša. Leta 2009 je svetovna proizvodnja biorazgradljive
plastike znašala 226 tisoč ton, leta 2011 pa približno 486 tisoč ton (proizvodnja se je v dveh letih
podvojila).
Glavne vrste biorazgradljivih polimerov, proizvedenih iz obnovljivih virov (vključno s tistimi,
proizvedenimi s kemijsko sintezo bioosnovanih monomerov, in s tistimi, pridobljenimi s pomočjo
mikroorganizmov ali modificiranih bakterij), so naslednje:
polimlečna kislina (polilaktid) (PLA);
termoplastični škrob (TPS)
poliestri mikrobiološkega izvora – polihidroksialkanoati; PHA skupaj s kopolimeri butirne,
valerenske in heksanojske kisline, PHBV, PHBH;
celulozni estri, regenerirana celuloza;
les in drugi naravni materiali.
Slika 9: Primeri biorazgradljivih embalaž na trgu Vir: European Bioplastics
21
Na trgu je veliko različnih vrst biorazgradljive plastike. Tiste, ki si zaslužijo največ pozornosti, so:
polilaktidi (PLA), polimerni kompoziti ki vsebujejo škrob, termoplastični škrob, polihidroksialkanoati
(PHA) in nova generacija celuloznih filmov. Lastnosti teh vrst plastike so dobre in primerljive z
lastnostmi običajne plastike, proizvodne zmožnosti stalno naraščajo, cene pa so primerljive s cenami
običajne plastike. Na sliki 9 vidite primere biorazgradljive plastike.
Polimlečna kislina (polilaktid) (PLA)
PLA, polilaktid, je alifatski poliester, proizveden s polikondenzacijo mlečne kisline (proizvedene iz
koruznega škroba z metodo bakterijske fermentacije). PLA lahko uporabljamo za proizvodnjo:
prožne embalaže (dvoosno usmerjeni filmi, večslojni filmi z zatesnilnim slojem),
ekstrudirane trajne in termoformirane folije
brizgane embalaže,
plastificiranega papirja.
Polimerni kompoziti, ki vsebujejo škrob
Pomemben napredek lahko prav tako opazimo na področju kompozitov iz biorazgradljivih polimerov
in škroba. Kompozite uporabljajo za izdelavo termoformiranih prožnih in vzdržljivih folij, pladnjev,
posod, penastih polnil in embalaže za transport, trajne embalaže, oblikovane z brizganjem, ter
premaze za papir in karton.
Polihidroksialkanoati (PHA)
Polihidroksialkanoati so velika skupina kopolimerov z različnimi lastnostmi, ki jih lahko prilagajamo s
spreminjanjem kemijske sestave kopolimera. Če PHA zmešamo z drugimi biorazgradljivimi polimeri,
dobimo različne biorazgradljive zmesi. PHA predelujejo v valjane (kalandrirane) pole in brizgane
izdelke.
Nova generacija celuloznih filmov
Nova generacija kompostirnih celuloznih filmov je vedno bolj razširjena. Najpomembnejše lastnosti
teh filmov so:
odlične optične lastnosti,
neprepustnost za kisik in arome,
prilagodljiva prepustnost za vodno paro,
toplotna odpornost, odpornost na maščobo, odpornost na kemikalije,
naravne antistatične lastnosti.
3.3.2 Biorazgradljiva plastika iz fosilnih virov
Glede na izvor sestavin za biorazgradljivo plastiko lahko ločimo dve glavni skupini:
polimeri, proizvedeni iz obnovljivih virov – ti so bili opisani v prejšnjem podpoglavju;
poliestri izdelani iz fosilnih virov.
Razlika med temi materiali je izključno v izvoru surovin. Ker so vsi ti materiali biorazgradljivi, potencial-
no obstaja možnost, da jih kompostiramo. To ponuja nove možnosti za ravnanje z izdelkom po koncu
njegove uporabe.
Pomembno pa se je zavedati, da je omenjena razvrstitev glede na izvor materiala le teoretična, saj
veliko proizvajalcev uporablja mešanice polimerov – tj. mešanice biorazgradljivih polimerov, ki izvira-
jo iz obnovljivih in fosilnih virov.
Primeri biorazgradljivih polimerov iz fosilnih virov so:
sintetični alifatski poliestri – polikaprolakton (PCL), polibutilen sukcinat (PBS);
sintetični alifatski aromatični kopolimeri, kot so polietilen tereftalat/sukcinat (PETS);
polivinil alkohol (PVOH), biorazgradljiv vodotopen polimer.
22
3.3.3 Oksorazgradljiva plastika
Oksoragradljiva plastika je eden od materialov, ki ga zelo pogosto oglašujejo kot biorazgradljiv
material. Oksorazgradljiva plastika je dostopna na trgu in pogosto nepravilno označena kot okolju
prijazna, biorazgradljiva plastika.
Ob proizvodnji oksorazgradljive plastike proizvajalci običajni, nerazgradljivi plastiki dodajo posebne
razgradljive aditive. Oksorazgradljivi materiali zato kasneje razpadejo na majhne kose in jih v okolju
ni mogoče zaznati s prostim očesom. Vendar to dokazuje samo prvi korak razgradnje, fragmentacijo.
Drugi korak, ki je potreben, da material lahko označimo kot biorazgradljiv, je MINERALIZACIJA, ki pa
v primeru oksorazgradljive plastike ni dokazana. Več informacij o oksorazgradljivi plastiki lahko
najdete na naslednjih spletnih straneh:
Združenje za industrijo plastike, Svet za bioplastiko (The Society of the Plastics Industry,
Bioplastics Council) – Mnenje o razgradljivih aditivih (http://goo.gl/WK8UMD);
Evropsko združenje za bioplastiko (European Bioplastics) – Izjava in informacije o britanskem
standardu za oksorazgradljivo plastiko (http://goo.gl/uFTzV2);
Evropsko združenje za bioplastiko (European Bioplastics) – Mnenje o oksorazgradljivi plastiki
(http://goo.gl/aZU9d0);
Evropsko združenje za bioplastiko (European Bioplastics) – Mnenje o oceni življenjskega cikla
oksorazgradljivih, kompostirnih in običajnih plastičnih vrečk (http://goo.gl/tpwyN).
Slika 10: Primerjava kompostirnih materialov (vzorca 1 in 2) in oksorazgradljivih materialov
(vzorca 3 in 4) po laboratorijskem preizkušanju razgradnje po treh mesecih.
Opomba: Oksorazgradljivi material ni razpadel.
Vir: COBRO
2
1
3 4
23
3.4 Bioosnovana plastika
Do zdaj smo obravnavali le bioplastiko, ki kaže lastnosti biorazgradnje. Druga skupine bioplastike, ki
je vse bolj priljubljena in prepoznavna, je nebiorazgradljiva plastika, ki je proizvedena iz obnovljivih
(in ne fosilnih) virov. Ti materiali so po lastnostih enaki običajnim plastičnim materialom, izdelanih iz
fosilnih virov.
Odličen primer tovrstne bioplastike je tako imenovani »zeleni polietilen«, pri katerem etilen
polimerizirajo iz etanola, ki ga proizvajajo s fermentacijo organskih materialov. Obstaja več različic
»zelenega polietilena« – večje in manjše gostote (HDPE, LDPE). Slika 11 kaže proces proizvodnje
»zelenega polietilena«.
Slika 11: Proizvodnja »zelenega polietilena«
Drug primer uporabe obnovljivih virov so PET plastenke, imenovane »Plant bottle«. Te plastenke so
izdelane iz PET, ki je proizveden iz tereftalne kisline (70 % mase) in etilen glikola (30 % mase).
Tereftalno kislino pridobivajo iz nafte, glikol pa je proizveden iz etanola, ki ga pridobivajo s
fermentacijo rastlinskih surovin. Plastenke je mogoče preprosto reciklirati in jih lahko zbiramo skupaj z
drugimi (običajnimi) PET plastenkami. Uporaba delno bioosnovanega PET manjša porabo zalog
fosilnih virov in hkrati zmanjšuje emisije CO2. Delež obnovljivih virov v »Plant bottle« plastenki je 20 %
(20 % ogljika v materialu je iz obnovljivih virov), medtem ko je masni delež obnovljivih virov 30 %
(30% mase materiala je iz obnovljivih virov). Preprosta shema na sliki 12 kaže, kako izdelujejo te
plastenke.
24
Slika 12: PET plastenke, delno izdelane iz obnovljivih virov
Trenutno razvoj poteka v smeri izdelave 100 % bioosnovane PET plastenke. Te PET plastenke bodo
izdelane iz organskih materialov (na primer trava, lubje), ki niso namenjeni za proizvodnjo hrane. V
prihodnosti bodo uporabljali še stranske produkte, ki nastajajo v živilski industriji (kot so krompirjevi
olupki) in druge biološke odpadke. Za izdelavo popolnoma bioosnovane plastenke je potrebno
proizvesti tereftalno kislino iz obnovljivih virov. Obstaja že nekaj kemijskih postopkov za proizvodnjo
tereftalne kisline iz p-ksilena, vendar trenutno 100 % bioosnovanega PET na trgu še ni na voljo.
Drugo možnost za izdelavo popolnoma bioosnovane plastenke predstavlja polietilen furanoat (PEF), ki
se mu trenutno namenja veliko pozornosti. PEF je popolnoma bioosnovan poliester, primeren za enake
načine uporabe kot PET za pakiranje hrane pa ima še celo boljše lastnost.
Ker je tehnološki razvoj na področju biopolimerov hiter, bi lahko v bližnji prihodnosti nekatere
polimere, ki jih trenutno proizvajajo iz fosilnih virov, pridobivali iz obnovljivih virov.
25
3.5 Zmogljivosti za proizvodnjo bioplastike
Leta 2011 je bilo na svetu proizvedenih približno 1,161 milijonov ton bioplastike, kar je veliko manj kot je
bilo proizvedene običajne plastike (265 milijonov ton). Vendar napovedi za leto 2016 kažejo, da bo
proizvedenih skoraj 6 milijonov ton bioplastike na leto. Slika 13 kaže ločene podatke za
biorazgradljivo in nebiorazgradljivo plastiko iz obnovljivih virov.
Slika 13: Svetovne zmogljivosti za proizvodnjo bioplastike in napovedi za leto 2016
Vir: Evropsko združenje za bioplastiko
Slika 14 kaže zmogljivosti za proizvodnjo bioplastike v letu 2011 in napovedi za leto 2016 po različnih
regijah. Leta 2011 je bila zmogljivost največja v Aziji (34,6 %), sledile so Južna Amerika (32,8 %),
Evropa (18,5 %) in Severna Amerika (13,7 %). Napovedi za leto 2016 kažejo, da bo največ bioplastike
proizvedene v Aziji (46,3 %) in Južni Ameriki (45,1 %), ki jima bosta sledili Evropa (4,9 %) in Severna
Amerika (3,5 %).
Slika 14: Zmogljivosti za proizvodnjo bioplastike v letu 2011 (levo) in napovedi za leto 2016 (desno) po
posameznih regijah Vir: Evropsko združenje za bioplastiko
26
Slika 15 kaže zmogljivosti za proizvodnjo bioplastike glede na vrsto bioplastike leta 2011, slika 16 pa
napovedi za leto 2016. Najbolj pomembna in opazna razlika je v napovedi uporabe bioosnovanega
PET. Evropsko združenje za bioplastiko napoveduje, da bo proizvodnja bioosnovanega PET leta 2016
obsegala več kot 80 % tržnega deleža bioplastike. Napovedi temeljijo na sporočilih za javnost, ki so
jih objavili vodilni proizvajalci pijač, v katerih sporočajo, da nameravajo običajne PET plastenke
nadomestiti s plastenkami, izdelanimi iz bioplastike (bioosnovani PET in PEF).
Slika 15: Svetovna zmogljivost za proizvodnjo bioplastike v letu 2011 glede na vrsto bioplastike
Vir: Evropean Bioplastics
Slika 16: Napovedi za svetovno zmogljivost za proizvodnjo bioplastike za leto 2016 glede na vrsto
plastike Vir: Evropean bioplastics
27
4. Plastični izdelki, načela trajnosti in merila vrednotenja
4.1 Vrednotenje trajnostnega razvoja plastike
Trajnostni razvoj je razvoj, ki izpolnjuje trenutne potrebe človeštva, pri čemer pa ne ogroža možnosti
zadovoljevanja potreb prihodnjih generacij. Trajnostni razvoj temelji na treh sistemih: ekonomskem,
družbenem in naravnem, ki jih je treba vedno enakovredno upoštevati, tudi ob sprejemanju političnih
odločitev. Strategija trajnostnega razvoja, sprejeta leta 2001 in dopolnjena leta 2005, predvideva,
da se ob sprejemanju evropskih politik upoštevajo tudi možni vplivi na okolje.
Koncept trajnosti se lahko prenese tudi v poslovno okolje, kar pomeni, da podjetja tako vsakodnevno
kot ob sklepanju dolgoročnih odločitev gledajo širše ter pomislijo na različna gospodarska, okoljska in
družbena vprašanja. V industriji plastike to pomeni odgovornost (upoštevanje vseh treh sistemov) ob
uvajanju novih izdelkov na trg. To pomeni, da je za nove izdelke potrebno ovrednotiti, kakšne vplive
lahko imajo na naravno okolje, družbo in gospodarstvo. Takšno vrednotenje enakovredno upošteva
vse tri stebre trajnostnega razvoja in ga je potrebno izvajati v vseh stopnjah življenjskega kroga
proizvoda (zasnova, proizvodnja, uporaba in recikliranje). Na sliki 17 je prikazana shema trajnostnega
razvoja.
Slika 17: Shema trajnostnega razvoja Vir: Wikipedija
Merila trajnostnega razvoja je potrebno upoštevati v vseh stopnjah življenjskega kroga izdelka
(proizvodnja, dobavna veriga, povpraševanje po virih, predelovalne metode, embalaža, distribucija,
uporaba, ravnanje z odpadki in transport). Hkrati si morajo podjetja tudi prizadevati, da so vsaj
enakovredna ostalim ponudnikom na trgu, ali da konkurenco celo prekašajo. To dosežejo tako, da
ponujajo bolj funkcionalne in bolj kakovostne izdelke, izpolnjujejo standarde za varstvo okolja ter
prispevajo k sistemu ravnanja z odpadki.
V povezavi s trajnostjo plastike naj opozorimo, da vsa plastika že izpolnjuje višje okoljske,
gospodarske in družbene standarde, kot jih steklo, kovine ali papir. Na bioplastiko lahko zato
gledamo kot na materiale, ki z običajno plastiko tekmujejo v preseganju navedenih standardov.
28
Plastiko se uporablja v številnih industrijskih panogah, zato je težko določiti enake standarde ter
dodatno za vsako panogo posebej natančno opredeliti politiko trajnostnega razvoja. Zato bi morali
za vse izdelke iz plastike določiti osnovne standarde, za različne skupine plastik namenjene določenim
načinom uporabe pa specifične standarde trajnosti.
V spodnjih podpoglavjih so predstavljena različna merila in koncepti, ki jih lahko uporabljamo za
preverjanje trajnosti v okviru glavnih treh sistemov – naravnega, družbenega in ekonomskega. Vsako
merilo in/ali skupine meril se lahko uporabi za različne plastične izdelke. Za zagotavljanje čim bolj
objektivnega vrednotenja trajnosti pa je potrebno izbrati čim več ustreznih meril.
4.2 Ocenjevalna merila za okoljske vidike
Ocena življenjskega kroga (LCA)
LCA je metoda, ki jo lahko uporabljamo za ocenjevanje in primerjavo izdelka z drugim izdelkom,
namenjenim za podobno uporabo, s stališča njegovega vpliva na okolje tekom njegovega
življenjskega kroga. Metoda LCA zajema različna merila za vrednotenje vsake od stopenj
življenjskega kroga izbranega izdelka. Študija življenjskega kroga omogoča celostno oceno vpliva
določenega izdelka na okolje od samega začetka (pridobivanje virov) do konca (recikliranje ali drug
način ravnanja z odpadkom). Morebitni vpliv na okolje vsake stopnje življenjskega kroga izbranega
izdelka je kvantitativno ovrednoten po različnih kategorijah (na primer zdravje, vpliv na ekosistem in
raba virov). Izdelek ima na okolje lahko različne vplive: je rakotvoren, povzroča emisije organskih in
anorganskih spojin, vpliva na podnebne spremembe, seva, povzroča tanjšanje ozonska plast, je
ekotoksičen, povzroča zakisanje in/ali evtrofikacijo ekosistemov, ter porablja naravne vire in fosilna
goriva.
Sliki 18 in 19 na preprost način prikazujeta, kaj se upošteva pri oceni življenjskega kroga ter kateri
postopki in stopnje v življenjskem krogu embalaže so pomembni.
Slika 18: Koraki LCA
Vir: COBRO
Slika 19: Poenostavljen prikaz
proizvodnje embalaže s primeri
okoljskih vplivov, ki se lahko
pojavijo v življenjskem krogu Vir:
COBRO
29
Odgovorna uporaba virov v proizvodnji
Zaradi trenutnega obsega in hitrosti izrabljanja neobnovljivih virov (premog, olje, zemeljski plin) bodo
ti nekega dne dokončno izčrpani. To bo imelo katastrofalne posledice za prihodnje generacije. Da bi
se temu izognili, politike (skladno z načeli trajnostnega razvoja) priporočajo manjšo porabo materialov
za izdelavo izdelkov ter uporabo obnovljivih virov, kadarkoli je to le mogoče. Skupaj z mislijo na
odgovorno uporabo virov je potrebno upoštevati še emisije toplogrednih plinov, ki so posledica
proizvodnje, in njihov vpliv na povečan učinek tople grede. Kazalnik, imenovan ogljični odtis, zajema
vse emisije toplogrednih plinov, ki neposredno in posredno nastanejo v vseh stopnjah življenjskega
kroga določenega izdelka. Enota, uporabljena v ogljičnem odtisu, je običajno tona ali kilogram
ekvivalenta ogljikovega dioksida. Po mnenju profesorja R. Narayana z državne univerze v Michiganu
je pri obravnavanju ogljičnega odtisa zelo priporočljivo uporabiti obnovljive materiale rastlinskega
izvora, vključno z biorazgradljivimi polimeri kot je polilaktid (PLA), saj rastline med fotosintezo
porabljajo CO2. V tem primeru znanstveniki za proizvodne procese tovrstnih materialov predvidevajo
ničto ali negativno stopnjo ogljičnega odtisa. Več o tem najdete v 5. poglavju.
Izpolnjevanje višjih zahtev, kot jih določa trenutna zakonodaja, vključno z neobveznim certificiranjem
za varstvo okolja
V Evropski uniji obstaja veliko neobveznih sistemov certificiranja za področje okolja. Mednje spadajo:
certificiranje izdelkov iz obnovljivih virov,
certificiranje kompostirnih izdelkov,
izdaja potrdil o zmanjšanju emisij toplogrednih plinov.
Za vsak certifikat obstaja poseben simbol. Sistemi certificiranja in omenjeni simboli so podrobno
opisani v 5. poglavju.
4.3 Ocenjevalna merila za družbene vidike
Obstoječi sistemi za zbiranje odpadkov in možnosti za recikliranje
Pri uvajanju novih izdelkov na trg je potrebno upoštevati tudi že obstoječe sisteme za zbiranje
odpadkov in možnosti za recikliranje na območju. Izdelek je lahko trajnosten z okoljskega vidika, a je
hkrati težaven, ko postane odpadek, če na območju niso na razpolago ustrezne tehnike ravnanja s
takšno vrsto odpadkov. Kompostirni plastični odpadki, ki niso zbrani skupaj z organskimi odpadki,
temveč jih odlagajo na odlagališčih, imajo negativen družbeno-okoljski učinek.
Slika 20 kaže organizacijska in tehnična področja, ki bi jih moral imeti delujoči sistem recikliranja. Pri
uvajanju novega izdelka na trg je koristno proučiti ta model in ugotoviti/preveriti, kako dobro
posamezna enota deluje na območju, kjer želimo tržiti izdelek.
30
Slika 20: Model sistema recikliranja Vir: COBRO
Znanje strank in raven izobraževanja
Ali bo družba dobro sprejela neko novo tehnično ali tehnološko rešitev, je navadno odvisno tudi od
ozaveščenosti širše javnosti, ki pa je pogojena tudi s stopnjo izobrazbe in gmotnim stanjem. Ob
uvajanju sprememb je navadno pomembno, kako visoko stopnjo znanja imajo ljudje in kakšna je
splošna družbena klima; res pa je, da lahko na ta dva dejavnika vplivamo tudi z reklamnimi akcijami,
publiciteto, različnimi izobraževalnimi programi (izobraževanja v šolah, na univerzah, seminarji,
konference, itd.), podjetja tudi z dobrimi odnosi z javnostjo,…
Izpolnjevanje pričakovanj strank
Glede na trenutno stanje na trgu, mora izdelek izpolniti veliko zahtev, če ga želimo uspešno tržiti.
Izdelki morajo biti privlačnega izgleda, enostavni za uporabo, ergonomsko oblikovani, obstojni, itd.
Povedano drugače – tudi če ob zasnovi in oblikovanju izdelka upoštevamo načela trajnosti (npr. za
njegovo izdelavno uporabimo obnovljive vire ali če izdelek po končani rabi lahko kompostiramo),
izdelek ne sme biti nič manj privlačen za potrošnika ali imeti slabših lastnosti. Ko se spopadate s tem
problemom, vam lahko pomagajo različne tržne raziskave.
Vrednotenje vpliva na družbo – skriti stroški ob koncu življenjskega kroga
Odločitve, ki jih proizvajalci in potrošniki sprejemajo na mikroekonomski ravni, imajo lahko za
posledico ti. »zunanje stroške« ali »družbene stroške«. Glede na učinek, ki ga določeno dejanje ima
(prinaša koristi ali slabosti), ločimo:
pozitivne družbene učinke (družbena korist),
negativne družbene učinke (družbena cena).
Do pozitivnega družbenega učinka pride, kadar dejanja proizvajalca ali potrošnika družbi kot celoti
prinašajo koristi. Te koristi se proizvajalcem in potrošnikom ne povrnejo neposredno.
Do negativnega družbenega učinka pa pride, ko proizvajalec ali potrošnik s svojimi dejanji ustvarita
dodatne stroške za družbo, zaradi katerih je družba na slabšem, kot je bila pred tem, a hkrati sama
ne nosita nobenih stroškov. Ti stroški se imenujejo »zunanji ali družbeni stroški«.
31
4.4 Ocenjevalna merila za ekonomske vidike
Povpraševanje po polimernih materialih
Ob uvedbi novega izdelka na trg in pri določanju njegove cene bi se morali odločati na podlagi
skupnih stroškov proizvodnje, vključno s stroški polimernih materialov. Ti pa bi morali biti določeni na
podlagi tržnih analiz o potencialnih potrošnikih na določenem trgu. Ugotovitve analize embalirne
industrije na Poljskem, ki jo je izvedel Raziskovalni inštitut za embalažo COBRO, kažejo, da so
najpomembnejši dejavniki, ki vplivajo na odločitve, povezane s proizvodnjo, cena, lastnosti polimera
in njegova razpoložljivost. Kar 52 % proizvajalcev je za »trajnostne« polimere pripravljenih plačati isto
ceno, kot jo plačajo za klasične polimerne materiale. Samo 22 % proizvajalcev pa si lahko privošči
100 – 150 % višje stroške.
Spodnji graf prikazuje značilni krivulji ponudbe in povpraševanja in kaže področji primanjkljaja (kadar
je povpraševanje po izdelkih večje od ponudbe) in presežka (kadar je ponudba izdelkov na trgu večja
od povpraševanja). Ko pride do presežkov ali primanjkljajev ponudbe ali povpraševanja, trg ni več v
ravnovesju in ga zato ni več mogoče vzdrževati. Da bi lahko dosegli ustrezno ravnovesje, je treba
ceno izdelka zvišati ali znižati. Ta preprosti koncept ima zelo pomembno vlogo pri izbiri strategije za
določanje cen plastičnih izdelkov.
Slika 21: Značilni krivulji ponudbe in pov-
praševanja z označenima območjema presežka in
primanjkljaja
Ekonomsko podprta izbira polimerov
Pri izbiranju vira polimerov si lahko pomagamo z:
analizo trga,
analizo tveganja (študija izvedljivosti),
analizo portfeljev proizvajalcev in dobaviteljev (analiza konkurence).
Ocena stroškov življenjskega kroga (Life Cycle Costs Evaluation LCC) – stroški postopkov, ki se izvršijo
tekom celotnega življenjskega kroga izdelka
Oceno stroškov v vseh stopnjah življenjskega kroga lahko opravimo z analizo življenjskega kroga
(LCA), pri čemer upoštevamo stroške postopkov. Ta korak vključuje popolno okoljsko študijo
življenjskega kroga z dodatnimi informacijami o stroških vsakega posameznega postopka. S tem
pristopom k analizi življenjskega kroga je mogoče analizirati prispevke ločenih postopkov, vodje pa
lahko svoje odločitve sklepajo na podlagi stroškov.
32
5. Sistem vrednotenja za izbrane lastnosti plastike
5.1 Certificiranje kompostirne plastike
Ker je o t.i. »zeleni plastiki« krožilo veliko napačnih in zavajajočih informacij, so organizacije,
zadolžene za standardizacijo, razvile standarde za področje bioplastike. Evropska komisija je sredi
devetdesetih let 20. stoletja Evropskemu odboru za standardizacijo naročila, da mora razviti
standardne zahteve za kompostirno embalažo. Rezultat njihovega dela je standardna specifikacija EN
13432, ki je usklajena z Direktivo 94/62/ES o embalaži.
Standard je spisek zahtev, ki jih mora izdelek ali storitev izpolnjevati. Obstajata dve glavni skupini
standardov:
Standardna specifikacija je spisek/skupina/seznam zahtev ali določenih vrednosti, ki jim mora
posamezen izdelek zadostiti, da se mu lahko dodeli določeno oznako. Primer standardne
specifikacije za kompostirno plastiko je standard EN 13432. Podlaga za zahteve standardne
specifikacije EN 13432 je bila naknadno razširjena na plastiko s standardno specifikacijo EN
14995. V skupino standardnih specifikacij za kompostirno plastiko pa spadajo tudi druge
standardne specifikacije, na primer ASTM D6400, ISO 17088 in druge.
Analizne metode, ocene ali prakse. Analizne metode opisujejo postopek po katerem je treba
preveriti posamezno lastnost izdelka ter določajo kako validirati posamezno analizo. V
standardni specifikaciji je za preverjanje skladnosti določenih lastnosti kompostirnega izdelka s
standardom navedena ustrezna analizna metoda, ki jo je treba uporabiti za testiranje.
Kot osnova za certifikacijski sistem/shemo najpogosteje služijo standardne specifikacije, vendar to ne
velja vedno (certifikacijska shema za bioosnovano plastiko). Certifikat je potrdilo, da izdelek ali
storitev izpolnjuje posebne zahteve. Preverjanje in preizkušanje izdelkov poteka na podlagi analiznih
metod, ki so opisane v standardih.
Specifikacije za kompostirno plastiko
Najbolj poznana specifikacija za kompostirno plastiko je prej omenjena standardna specifikacija EN
13432, ki za kompostiranje določa naslednje zahteve:
vsebnost težkih kovin in drugih elementov, navedenih v Prilogi A standardne specifikacije EN
13432. morajo biti pod mejo, navedeno v standardu;
analiza razgradnje med biološko obdelavo – trimesečna (12-tedenska) analiza pod pogoji
industrijskega ali polindustrijskega kompostiranja mora pokazati ustrezno stopnjo razgradnje
(nad dvomilimetrskim sitom sme ostati največ 10 % suhe snovi);
analiza biorazgradnje – najmanj 90 % organskega ogljika SE MORA v 180 dneh spremeniti v
ogljikov dioksid (mineralizacija);
analiza okoljske toksičnosti, ki potrdi, da biološka obdelava ne zmanjša kakovosti komposta –
to se določi s testom rasti rastlin.
Kompostiranje, ki mu pravimo tudi organsko recikliranje, v bistvu označuje predelavo biorazgradljivih
odpadkov v prisotnosti kisika. Ta postopek v strogo nadzorovanih pogojih opravljajo mikroorganizmi,
ki organski ogljik spreminjajo v ogljikov dioksid. Po končanem postopku dobimo organsko snov -
kompost.
Da je izdelek zares kompostiren, tj. dovzeten za biološki razkroj pod pogoji (pol)industrijskega
kompostiranja, dokazuje s certifikatom, ki se dodeli končnim izdelkom, če izpolnjujejo predpisane
zahteve. Prav tako je mogoče registrirati surovine (polimere), polizdelke in aditive . Proizvajalci mate-
rialov torej ne morejo pridobiti takega certifikata, ki se ga podeljuje končnim izdelkom, lahko pa
opravijo omenjeno registracijo skladnosti s standardno specifikacijo EN 13432. To olajša proces
33
certifikacije za proizvajalce končnih izdelkov iz surovin, ki so bile registrirane. Z uporabo registriranih
surovin se namreč lahko izognejo dragemu in dolgotrajnemu preizkusnemu postopku za ta material
(morajo pa biti pozorni na debelino, ki je bila registrirana in debelino materiala v končnem izdelku).
Nemčija je bila ena od prvih držav, ki je začela certificirati biorazgradljivo plastiko. Osnove za
kriterije certificiranja je pripravilo mednarodno združenje za biorazgradljive materiale
(Interessengemeinschaft Biologisch Abbaubare Werkstoffe - IBAW), ki se je leta 2006 preoblikovalo v
Evropsko združenje za bioplastiko (European Bioplastics Association). Slika 22 prikazuje različne
evropske oznake za kompostirno plastiko in plastiko, ki je biorazgradljiva v vodnem okolju ter v zemlji.
Slika 22: Različne evropske oznake za kompostirno plastiko in plastiko, ki je biorazgradljiva v vodnem
okolju in zemlji (Vir: PLASTiCE)
Glavni certifikacijski organizaciji v Evropi, ki sta uvedli sistem certificiranja, sta DIN CERTCO (član
nemškega inštituta za standardizacijo DIN) in Vinçotte. DIN CERTCO ima nacionalne partnerje v
Nemčiji, Švici, Veliki Britaniji, na Nizozemskem in Poljskem, Vinçotte pa omogoča certificiranje
izdelkov v sodelovanju z mednarodnima pisarnama v Belgiji in Italiji. Italija ima svojo certifikacijsko
organizacijo za certificiranje kompostirne plastike – Italijansko združenje za kompostiranje (Consorzio
Italiano Compostatori - CIC) skupaj z inštitutom Certiquality. Tako DIN CERTCO kot Vinçotte
podeljujeta lastnikom certifikatov pravico do uporabe certifikacijske oznake kalček (Seedling), ki pa je
v lasti Evropskega združenja za bioplastiko (European Bioplastics) in potrošniku sporoča, da je treba
izdelek odvreči skupaj z drugimi kompostirnimi organskimi odpadki. Poleg tega imata organizaciji DIN
CERTCO in Vinçotte lastne oznake za kompostirno plastiko, ki jih proizvajalci ob podelitvi certifikata
lahko dodajo na izdelek. Združenje CIC kompostirnim izdelkom dodeljuje izključno lastno oznako za
kompostiranje. Slika 23 kaže različne certifikacijske oznake za kompostiranje, ki jih izdelkom s
certifikati dodelijo organizacije DIN CERTCO, Vinçotte in CIC.
Slika 23: Logotip »SeedlingTM« in posebni logotipi organizacij DIN CERTCO – »Geprüft«, Vinçotte –
»OK COMPOST« in CIC. Vir: Spletne strani certifikacijskih organov DIN CERTCO, Vinçotte in CIC
34
Izdelek je kompostiren, kadar so izpolnjeni naslednji pogoji:
Vsi materiali, iz katerih je izdelek, morajo biti primerni za kompostiranje, razen če jih je mogoče
brez težav ločiti od kompostirnega dela izdelka, kot na primer lahko enostavno ločimo jogurtov
lonček in njegov pokrovček.
Debelina materiala mora biti manjša od največje debeline (ali njej enaka) pri kateri je potekla
biorazgradnja (in za katero je bil material registriran).
Embalaža ne sme vsebovati kakršnihkoli okolju škodljivih aditivov. Za vsak izdelek mora biti
podrobno opisano, čemu je namenjen in za kakšne namene se ga lahko uporablja. Izdelkom, v
katerih so aditivi, zaradi katerih bi bila lahko kakovost komposta manjša, se certifikata ne
dodeli.
Certifikacijski organizaciji DIN CERTCO in Vinçotte poleg certifikatov za plastiko, ki je primerna za
industrijsko kompostiranje, dodeljujeta tudi certifikate za plastiko, ki je primerna za domače
kompostiranje. Certifikacijski oznaki za DOMAČE kompostiranje sta prikazani na sliki 24. Zaradi
manjše količine odpadkov in zaradi izpostavljenosti naravnim pogojem (npr. zelo nizke temperature
zraka pozimi) so, v primerjavi z industrijskim komposiranjem, temperature na domačem (vrtnem)
kompostu bistveno nižje in se bolj spreminjajo. Prav zato je domače kompostiranje počasnejši
postopek, na nek način morda tudi zahtevnejši, saj mikroorganizmi niso stalno izpostavljenim
optimalnim pogojem; prav tako proces kompostiranja ni nadzorovan. Certifikacijska oznaka »OK
HOME compost« zagotavlja, da se bo izdelek na domačem (vrtnem) kompostu popolnoma
biorazgradil.
Slika 24: Certifikacijske oznake za izdelke, ki so
namenjeni domačemu kompostiranju
Vir: Spletne strani certifikacijskih organov DIN
CERTCO in Vinçotte
Certifikacijska organizacija Vinçotte certifikacijske oznake dodeljuje tudi izdelkom, ki se biorazgradijo
v zemlji ali vodi (oznaki sta prikazani na sliki 25). Podobno kot v primeru oznake za domače
kompostiranje, certifikacijski oznaki za biorazgradnjo v zemlji ali vodi jamčita, da se bodo izdelki s to
oznako popolnoma razgradili v zemlji ali sladki vodi ter pri tem ne bodo imeli škodljivih vplivov na
okolje. Pomembno je, da vemo, da certifikat za biorazgradljivost v zemlji ali vodi ne jamči, da bo
razgradnja izdelka potekla tudi v morskem okolju (slani vodi).
Slika 25: Oznaki certifikatov za izdelke, ki so biorazgradljivi v zemlji ali vodi
Vir: Spletna stran certifikacijskega organa Vinçotte
V ZDA certificiranje biorazgradljive plastike temelji na standardu ASTM D6400. Na sliki 26 je
certifikacijska oznaka za kompostirno plastiko, ki jo podeljujeta Svet ZDA za kompostiranje in Inštitut
za biorazgradljive izdelke.
Slika 26: Biorazgradljivost in kompostirnost izdelkov potrjujeta Svet ZDA za kompostiranje in Inštitut za
biorazgradljive izdelke.
Vir: Spletna stran certifikacijskega organa, Inštituta za biorazgradljive izdelke
35
5.2 Certificiranje bioosnovanih materialov
Material je bioosnovan, če je del ogljika v materialu iz obnovljivih virov. Določanje vsebnosti deleža
ogljika iz obnovljivih virov temelji na merjenju aktivnosti izotopa 14C. Materiali (tako tisti, ki so narejeni
iz fosilnih virov, kot tudi tisti iz obnovljivih virov) so v glavnem sestavljeni iz ogljika, ki ga v naravi
najdemo v treh izotopih: 12C, 13C in 14C. Izotop 14C je nestabilen, počasi razpada in je naravno prisoten
v vseh živih organizmih. Vsebnost izotopa 14C v vseh živih organizmih je stabilna, saj je povezana s
koncentracijo izotopa 14C v okolju, ki je skoraj popolnoma konstantna. Ko organizem umre, iz okolja
preneha absorbirati izotop 14C. Od tega trenutka naprej začne koncentracija 14C upadati zaradi
naravnega razpada izotopa. Razpolovna doba izotopa 14C je približno 5.700 let. V primerjavi s
povprečno življenjsko dobo enega človeka to sicer ni opazno, če pa kot časovni okvir vzamemo
50.000 let, pa bo vsebnost izotopa 14C upadla na raven, ki je ni več mogoče izmeriti. To pomeni, da
je koncentracija izotopa 14C v fosilnih virih zanemarljiva.
Osnova za certificiranje bioosnovanih materialov, polizdelkov, aditivov in izdelkov je standard
ASTM D6866, ki je napisan upoštevajoč značilnosti in dejstva, opisana v prejšnjem odstavku.
Obe certifikacijski organizaciji, Vinçotte in DIN CERTCO, sta uvedli sistem certificiranja deleža
obnovljivega ogljika v materialih in izdelkih iz plastike. Takšen sistem certificiranja določa razmerje
med »starim« (fosilnim) in »novim« (obnovljivim/bioosnovanim) ogljikom. Slika 27 prikazuje razliko med
»starim« in »novim« ogljikom. »Starost ogljika« je čas, potreben za pridobitev ogljika za proizvodnjo
izdelka. Klasične/običajne vrste plastike so izdelane iz fosilnih virov, ki vsebujejo več milijonov let star
ogljik. Po drugi strani pa bioosnovane vrste plastike, ki so izdelane iz obnovljivih virov (koruza,
sladkorni trs, krompir ter odpadki, ki nastanejo v kmetijstvu in pri pridelavi hrane), vsebujejo največ
nekaj let star ogljik. »Starost ogljika« v lesenih izdelkih je nekaj desetletij.
Slika 27: Starost ogljika
V EU je prvi sistem certificiranja plastike iz obnovljivih virov uvedla belgijska družba AIB-VINÇOTTE
International S.A. Certifikat o vsebnosti bioosnovanega ogljika lahko pridobijo izdelki, ki vsebujejo
najmanj 20 odstotkov bioosnovanega (obnovljivega) ogljika, certifikacijska shema, ki temelji na osnovi
deleža bioosnovanega ogljika v materialu, pa loči štiri skupine:
20- do 40-odstotni delež ogljika iz obnovljivih virov,
40- do 60-odstotni delež ogljika iz obnovljivih virov,
60- do 80-odstotni delež ogljika iz obnovljivih virov,
več kot 80-odstotni delež ogljika iz obnovljivih virov.
36
Ta certifikacijski sistem omogoča certificiranje veliko izdelkov, ki so v celoti ali delno izdelani iz
obnovljivih materialov/polimerov/virov (razen za trdna, tekoča ali plinasta goriva). Merila
vrednotenja, ki so osnova za pridobitev tega certifikata, so javno dostopna. Merila vključujejo
naslednje osnovne zahteve: izdelek mora za pridobitev certifikata vsebovati vsaj 30 % organskega
ogljika, izmerjenega v suhi snovi, od katerega mora biti vsaj 20 % bioosnovanega organskega
ogljika. Analiza temelji na metodi B ali C iz standarda ASTM D6866. Certifikat podeljujejo samo za
materiale, ki niso strupeni in se ne uporabljajo v medicini.
Število zvezdic na certifikacijski oznaki označuje odstotek obnovljivih virov v določenem izdelku. Na
sliki 28 sta certifikacijska oznaka, ki potrjuje, da je izdelek narejen iz obnovljivih virov, ter razlage
pomenov določenih delov certifikacijske oznake.
Slika 28: Certifikacijska oznaka AIB-Vinçotte za izdelke iz obnovljivih virov
Vir: Spletna stran certifikacijske organizacije Vinçotte
Certifikacijska organizacija DIN CERTCO podeljuje certifikate za bioosnovane polimere za številne
panoge in izdelke (razen za medicinske, petrokemične in strupene izdelke). Pridobitev certifikata proi-
zvajalcu omogoča, da na izdelek natisne certifikacijsko oznako z odstotkom vsebnosti obnovljivih virov
v materialu ali izdelku. Lestvica certificiranja ima tri stopnje:
od 20 do 50 %,
od 50 do 85 %,
več kot 85 % obnovljivega ogljika.
Slika 29 kaže certifikacijske oznake z odstotkom vsebnosti obnovljivih virov.
Slika 29: Certifikacijske oznake DIN CERTCO za izdelke iz obnovljivih virov
Vir: Spletna stran certifikacijske organizacije DIN CERTCO
Če je izdelek sestavljen iz več sestavnih delov, mora podjetje, ki zaprosi za pridobitev certifikata, pre-
dložiti vlogo za vsak sestavni del izdelka posebej. Po drugi strani pa je mogoče pridobiti certifikat za
skupino izdelkov, ki so izdelani iz istega materiala in imajo podobno obliko, razlikujejo pa se samo po
velikosti.
37
5.3 Povzetek poglavja o certificiranju
Slika 30: Standardizacija in certificiranje bioplastike
Slika 30 kaže, kako je urejeno področje standardizacije in certificiranja bioplastike. Bioplastika je
lahko bioosnovana, biorazgradljiva ali oboje (opredelitev European Bioplastics). Certifikacijske sheme
za biorazgradljivo in bioosnovano plastiko so ločene. Za bioosnovano plastiko (plastika iz obnovljivih
virov) obstajajo samo testne metode, standardnih specifikacij pa ni, ker je merilo za pridobitev
certifikata delež obnovljivega ogljika v primerjavi s fosilnim ogljikom, kar ugotovijo z meritvami. Na
podlagi rezultata meritve vsebnosti bioosnovanega ogljika v izdelku/materialu certifikacijska
organizacija dodeli certifikat.
Biorazgradljiva plastika je razdeljena v naslednje skupine:
plastika, biorazgradljiva v vodi – obstajajo standardna specifikacija in testne metode, razvita je
certifikacijska shema;
plastika, biorazgradljiva v zemlji – razvite so samo testne metode, standardne specifikacije ni,
prav tako je razvita certifikacijska shema;
plastika, biorazgradljiva pod anaerobnimi pogoji – razvite so samo testne metode, standardne
specifikacije in certifikacijske sheme ni;
plastika, primerna za kompostiranje, ki je dodatno razdeljena v dve skupini:
plastika, primerna za industrijsko kompostiranje – na tem področju obstaja največ
standardnih specifikacij, standardnih testnih metod in certifikacijskih shem, ter
plastika, primerna za domače kompostiranje – standardna specifikacija je bila
objavljena leta 2010, razvite so standardne testne metode in certifikacijske sheme;
oksorazgradljiva plastika, ki dejansko NE spada med bioplastiko, saj zaenkrat še ni na voljo
dovolj dokazov o poteku mineralizacije (delovanje mikroorganizmov). Za oksorazgradljivo
plastiko je sicer na voljo nekaj testnih metod, certifikacijske sheme ali standardne specifikacije
pa trenutno še ne obstajajo.
Področje standardizacije in certificiranja bioplastike je zelo široko in zapleteno ter se hitro spreminja.
Za podrobnejše informacije se obrnite na prej navedene certifikacijske organe.
38
5.4 Potrditev zmanjšanja emisij toplogrednih plinov
Zakonske omejitve glede emisij toplogrednih plinov so vplivale na številne metode vrednotenja emisij
in določile metode določanja toplogrednih plinov, ki se lahko uporabljajo za izdelke, vključno z
embalažo. Najbolj priljubljena metoda vrednotenja toplogrednih plinov se imenuje ogljični odtis ali
ogljični profil. Ogljični odtis plastičnega izdelka vključuje vse neposredne in posredne emisije CO2 (in
drugih toplogrednih plinov), do katerih pride tekom celotnega življenjskega kroga izdelka. V Evropi
trenutno najbolj pogosto uporabljen izračun ogljičnega odtisa temelji na specifikaciji PAS 2050:2011,
ki jo je objavila institucija BSI (British Standards Institution). Slika 31 prikazuje pet korakov postopka
izračuna ogljičnega odtisa, na sliki 32 pa so vidne stopnje življenjskega kroga in vprašanja, na katera
potrebujemo odgovore, če želimo izračunati ogljični odtis.
Slika 31: Koraki za izračun
ogljičnega odtisa, skladno s
standardno specifikacijo
PAS 2050:2011
Slika 32: Stopnje življenjskega kroga, ki se jih upošteva pri oceni ogljičnega odtisa in vprašanja, preko
katerih pridobimo druge potrebne podatke
Organizacija Carbon Trust (organizacija, financirana s strani britanske vlade) je leta 2007 uvedla
novo oznako, imenovano »carbon reduction label« (oznaka o zmanjšanju emisij ogljikovega dioksida).
Trenutna različica oznake je prikazana na sliki 33. Oznaka o zmanjšanju emisij ogljikovega dioksida
prikazuje vse emisije CO2 in emisije drugih toplogrednih plinov, pretvorjene in izražene kot ekvivalent
CO2 za vse stopnje življenjskega kroga (proizvodnja, transport, distribucija, odstranjevanje in
recikliranje). Osnova za vrednotenje je specifikacija PAS 2050:2011. Oznaka o zmanjšanju ogljika
potrošnike obvešča o stopnji emisij toplogrednih plinov in jim pomaga sprejeti premišljene odločitve, ki
imajo manjši vpliv na okolje.
39
Slika 33: Trenutni izgled oznake, ki
potrjuje sodelovanje z organizacijo
Carbon Trust
Proizvajalci, ki sodelujejo z organizacijo Carbon Trust, analizirajo procese, povezane z življenjskim
krogom njihovih izdelkov. Podjetja lahko s poznavanjem in razumevanjem emisij toplogrednih plinov,
ki nastanejo pri njihovih postopkih, najdejo ustrezne tehnične in logistične rešitve, zaradi katerih so
lahko emisije v prihodnosti manjše. V pilotnem testiranju te sheme so sodelovali proizvajalci naslednjih
izdelkov: pomarančnega soka, krompirjevega čipsa, detergentov, sijalk in oblačil.
Na sliki 34 je primer oznake o zmanjšanju emisij ogljikovega
dioksida na izdelku iz verige supermarketov.
Vir: www.german-retail-blog.com/212/19/tescos-carbon-footprint
Eden glavnih svetovnih proizvajalcev pijače je še en dober primer sodelovanja z organizacijo Carbon
Trust. Na sliki 35 je prikazan življenjski krog pijač, slika 36 pa prikazuje razčlenitev ogljičnega odtisa
po proizvodnih procesih. Kot lahko vidite, znaša ogljični odtis steklenice 68,5 % vseh emisij CO2,
0,33 L pločevinke 56,4 %, PET plastenke (0,5 L) 43,2 % in 2 L PET plastenke 32,9 % celotnega ogljika.
Slika 35: Stopnje v življenjskem krogu pijače
Ogljični odtis tega izdelka je
s k u p n a k o l i č i n a e m i s i j
ogljikovega dioksida (CO2) in
drugih toplogrednih plinov, ki
so posledica življenjskega
kroga tega izdelka, vključno s
p r o i z v o d n j o , r a b o i n
odstranjevanjem.
Zavezali smo se k zmanjševanju
ogljičnega odtisa
40
Slika 36: Razčlenitev ogljičnega odtisa za različne embalaže
Na sliki 37 vidite primerjavo ogljičnega odtisa za nekatere pijače; najvišjo vrednost ima običajno
različica pijače (1.071 g CO2 na liter) v 0,33 L steklenici. Najnižjo vrednost pa ima dietna različico
pijače v 2 L plastenki PET (192 g CO2 na liter).
Višje vrednosti običajnih različic pijač v primerjavi z dietnimi različicami so posledica večje vsebnosti
sladkorja, kar vodi do višjih vrednosti skupnih emisij.
Slika 37: Ogljični odtis za različne pijače
41
6. Zaključek
Spoštovani bralec,
ta priročnik je bil pripravljen z namenom, podajanja nepristranskih informacij o bioplastiki in pomoči
za lažje in boljše razumevanje »trajnostne plastike«.
Vključuje celotno vrednostno verigo »trajnostne plastike«, od osnov plastike in bioplastike ter
zmogljivosti proizvodnje, do trajnostnih vidikov, ki so povezani z bioplastiko, kjer smo predstavili vse tri
stebre trajnostnega razvoja, ter do različnih sistemov ocenjevanja, kjer smo navedli informacije, kako
nepristransko preveriti dodano vrednost izdelkov iz bioplastike.
Upamo, da ta priročnik zajema vsa področja bioplastike, ki vas zanimajo. Nekaj uporabnih informacij
o bioplastiki lahko najdete tudi v prilogah, kjer smo predstavili nekaj primerov možne uporabe
bioplastike ter seznam analiz in drugih storitev, povezanih z bioplastiko, ki jo ponuja naš konzorcij.
Prav tako upamo, da je ta priročnik izpolnil vaša pričakovanja. Nekaj dodatnih tehničnih informacij
lahko najdete tudi na našem kanalu YouTube (www.youtube.com/user/plasticeproject), kjer smo
objavili naše video predstavitve in predavanja, kot tudi predavanja drugih strokovnjakov na naših
dogodkih.
42
Priloga A
Spoštovani bralci,
Z brošuro Primeri uporabe bioplastike vam želimo pomagati najti ideje, kako uporabiti bioplastiko v
vašem podjetju, in pokazati, da je uporaba bioplastike mnogo širša in ne zajema samo vrečk za
biološke odpadke, kot misli večina. Izdelki so razdeljeni v različne skupine ter opremljeni s kratkim
opisom možne uporabe in pojasnilom o prednostih uporabe bioplastike. Pred vami je pregled
primerov uporabe bioplastike do junija 2013, vsak dan pa se na trgu pojavljajo novi izdelki iz
bioplastike. Izbor služi zgolj za ilustracijo razpona uporab in nikakor ne obsega vseh uporab ali
izdelkov.
Čeprav se trudimo izogibati prikazom blagovnih znamk v tej točki ne moremo prikazati različnih
primerov uporabe bioplastike brez omembe nekaterih družb in prikaza znamk. Slike smo si večinoma
izposodili s spletne strani European Bioplastics (zavihek Press/Press pictures), viri drugih slik pa so
navedeni pod sliko.
Želimo vam čim več uspešnih idej za uporabo bioplastike.
43
Folije, vrečke
Folije iz bioplastike lahko uporabljamo za proizvodnjo vrečk za biološke odpadke, vrečk za
kompostiranje, vrečk iz obnovljivih virov, folij za zavijanje živil in pakiranje pijač ter za druge namene.
Kompostirna nakupovalna
vrečka
Avtor: Aldi/BASF
Bioosnovana
nakupovalna vrečka iz PE
Avtor: Lidl Austria GmbH
Kompostirna nakupovalna
vrečka
Avtor: Novamont
Prosojen ovoj za cvetje,
primeren za kompostiranje
Avtor: FKuR
Kompostirna folija za sadje in zelenjavo
Avtor: Alesco Kompostirna folija za pakiranje pijač
Avtor: Alesco
Kompostirna embalaža za kozmetične izdelke
Avtor: FKuR Kompostirni ovoj za milo
Avtor: FKuR, Umbria Olli International
44
Biorazgradljiva vrečka iz celuloze za ekološke testenine
Avtor: Birkel
Kompostirna mreža za sadje
Avtor: FKuR
Kompostirni in vodotopni pladenj za čokolado na
osnovi škroba
Avtor: Marks and Spencer
Kompostirna embalaža za sadje in zelenjavo iz
polimlečne kisline (PLA), vir slike: Plastice
Kompostirna embalaža za zelišča in začimbe na osnovi
celuloze
Avtor: Innovia Films
Kompostirne vrečke za sadje in zelenjavo
Avtor: Wentus
Pakiranje živil
Embalažo za živila iz bioplastike lahko uporabljamo za pakiranje različnih vrst živil, od kruha in
pekovskih izdelkov, do sadja in zelenjave, sladkih izdelkov, različnih vrst začimb in čajev ter različnih
vrst brezalkoholnih pijač. Na trgu so že na voljo različne vrste embalaž iz bioplastike. Glavni prednosti
uporabe bioplastike, kot embalaže v živilskem sektorju, sta daljša življenjska doba pakiranih živil in
kompostiranje kot zadnja faza obdelave kompostirnih izdelkov.
45
Kompostirna embalaža
na osnovi celuloze
Avtor: Innovia Films
Kompostirna embalaža na osnovi
celuloze
Avtor: Innovia Films
Kompostirna embalaža na osnovi celuloze,
Avtor: Innovia Films
Kompostirna embalaža na osnovi
celuloze
Avtor: Innovia Films
Kompostirna embalaža na osnovi
celuloze
Avtor: Innovia Films
Kompostirna embalaža na osnovi
celuloze
Avtor: Innovia Films
Plastenke pijač,
izdelane iz obnov-
ljivih virov
Avtor: Blue Lake
Citrus Products
Plastenke pijač,
izdelane iz obno-
vljivih virov
Avtor: Sant’Anna
– Fonti di Vinadio
Plastenke pijač, izdelane iz 30 %
(masni delež) obnovljivih virov
Avtor: Coca Cola
Plastenke pijač, izdelane iz 30 %
(masni delež) obnovljivih virov
Avtor: Heinz
46
Kompostirni kozarci za vroče
napitke iz papirja, laminiranega z
bioplastiko
Avtor: Huhtamaki
Kompostirni kozarci za hladne
pijače
Avtor: Huhtamaki
Biorazgradljive vilice
Avtor: Novamont
Sklede in votla posoda iz bioosnovane plastike
Avtor: Koser/Tecnaro
Biorazgradljive slamice
Avtor: PLASTiCE
Kozarci, pribor in krožniki za enkratno uporabo
Izdelke za enkratno uporabo pogosto uporabljamo na piknikih, prireditvah na prostem, pri pripravi in
dostavi hrane, kot posodo za enkratno uporabo in na letalih. Takšni izdelki predstavljajo ogromno
količino odpadkov in jih je težko reciklirati, ker so onesnaženi s hrano. Ena od glavnih prednosti
uporabe kompostirne plastike za takšne izdelke je, da lahko takšne izdelke odstranijo skupaj z ostanki
hrane, in jih lahko v industrijskih kompostarnah spremenijo v kompost.
47
Biorazgradljivi lonček za rastline
Avtor: Limagrain
Kompostirne biorazgradljive folije za
mulčenje, ki jih je mogoče zorati v
zemljo Avtor: BASF
Pladnji iz ekspandirane polimlečne
kisline
Avtor: FKuR & Synbra
Kmetijski in vrtnarski izdelki
Biorazgradljivi lončki za rastline, folije za mulčenje, pladnji iz ekspandirane polimlečne kisline za
uporabo v vrtnarstvu.
Biorazgradljivi lončki za rastline olajšajo sajenje sadik, saj omogočajo sajenje rastlin skupaj z lončkom.
Na ta način se izognemo poškodovanju korenin, lonček pa se nato spremeni v kompost in pognoji
zemljo. Folije za mulčenje uporabljajo kmetje za zatiranje plevela in zbiranje vode večinoma pri
gojenju vrtnin in poljščin. Ko kmetje pridelek poberejo lahko folijo zorjejo v zemljo in jo uporabijo kot
gnojilo. Oranje folije za mulčenje v zemljo po uporabi je bolj praktično in omogoča bolj ekonomično
uporabo v primerjavi s pobiranjem plastike, čiščenjem ostankov zemlje in recikliranjem. Pladnje iz
ekspandirane polimlečne kisline lahko uporabljajo kmetje in vrtnarji kot običajne pladnje iz
ekpandiranega polistirena (stiropora), vendar so primerni za kompostiranje.
48
Biorazgradljiva miška
Avtor: Fujitsu Tipkovnica, izdelana iz bioosnovane plastike
Avtor: Fujitsu
Tipkovnica, izdelana iz bioosnovane plastike
Avtor: Fujitsu Tipkovnica, izdelana iz bioosnovane plastike
Avtor: Fujitsu
Biorazgradljivo in/ali bioosnovano ohišje za telefone
Ventev InnovationsTM
Biorazgradljiva ohišja za telefone
Avtor: Api Spa – Biomood Srl
Elektronske naprave za širšo uporabo
Znano je da živimo v elektronski dobi. Danes so ohišja računalnikov, mobilnih telefonov, pomnilnikov
podatkov in vsi drobni elektronski pripomočki izdelani iz plastike, da bi zagotovili čim manjšo maso in
odlično mobilnost, pri čemer pa je velik poudarek tudi na vzdržljivosti izdelkov, in kjer je to potrebno,
na trpežnosti. Prvi izdelki iz bioplastike, ki so prodrli na hitro razvijajoče se področje naprav za širšo
uporabo so tipkovnice, ohišja mobilnih telefonov, sesalniki in miške za prenosnike, uporaba
bioplastike v elektronskih napravah pa se nenehno povečuje.
49
Jakna, delno izdelana iz
bioosnovane plastike
Avtor: Du Pont
Biorazgradljiva poročna
obleka
Avtor: Gattinoni
Biorazgradljivi čevlji
Vir slike: ecouterre.com – Gucci
Oblačila
Običajno plastiko ali naravne materiale v industriji oblačil je počasi začela nadomeščati bioplastika,
ki jo uporabljajo proizvajalci obutve in oblačil iz sintetičnih materialov. Bioplastiko uporabljajo kot
tkanino za poročne obleke, jakne ali kot alternativo usnju. Alternativo usnju pogosto uporabljajo za
izdelavo biorazgradljivih čevljev. Dodana vrednost teh izdelkov je vsestranska uporaba tudi za najbolj
zahtevne uporabnike.
Uporaba v avtomobilski industriji
Bioplastika je eden od pogosto uporabljenih materialov za opremljanje notranjosti vozil, vendar je
prisotna tudi na drugih področjih avtomobilske industrije. Ta področja uporabe so zelo specifična in
imajo zelo posebne zahteve (kot cev za gorivo iz obnovljivih virov – najlona).
Cev za gorivo iz bioosnovanega najlona, odporna na kemič-
no agresivna goriva, temperaturne ekstreme in mehanske
vplive
Avtor: DuPont
Vrhnji sloj zračne blazine, izdelan iz
bioosnovane plastike
Avtor: DuPont
50
Biorazgradljiva kozmetična
embalaža
Avtor: Sidaplax
Biorazgradljiva kozmetična embalaža
Avtor: FKuR
Biorazgradljiva kozmetična
embalaža
Avtor: Cargo Cosmetics
Kompostirne zobne ščetke, ščetine niso primerne za kompostiranje! Avtor: World Centric
Biorazgradljiva embalaža za nego
las in telesa
Avtor: Sidaplax
Biorazgradljiva embalaža za nego las
in telesa
Avtor: Eudermic/Natureworks
Bioosnovana embalaža za nego
las in telesa
Avtor: Procter&Gamble
Sanitarni in kozmetični izdelki
Sanitarni in kozmetični izdelki so vir nepredstavljivih količin plastičnih odpadkov, zaradi česar potreba
po uporabi bolj trajnostnih materialov narašča. Nekateri proizvajalci uporabljajo biorazgradljive
materiale, spet drugi pa običajno fosilno plastično embalažo nadomeščajo z bolj trajnostnimi
materiali, narejenimi iz obnovljivih virov.
51
Preproga iz bioplastike
Avtor: DuPont
Tkanina za kavče iz bioplastike
Avtor: Tango Biofabric. Tejin
Polnilo iz bioplastike za blazine
Avtor: Paradies GmbH
Tekstil iz bioplastike za prtljažnike, narejen iz bioosnovanega
PET-a, Toyota. Vir slike: http://goo.gl/V4mIJ
Tkanina za avtosedeže, izdelana iz
bioplastike, odporne na vročino
Avtor: Mazda Motor Corporation, Teijin
Tekstil – za dom in avtomobile
Kot ste lahko prebrali do zdaj je bioplastika uporabna na najrazličnejših področjih. Ena od možnih
uporab bioplastike je proizvodnja tekstila. Za izdelavo tekstilnih izdelkov uporabljajo različne vrste
plastike, vendar se v reklamnih sporočilih največkrat poudarja vsebnost obnovljivih virov v materialu,
čeprav so nekateri od njih tudi biorazgradljivi. Izdelki iz takšnega tekstila imajo podobne lastnosti kot
tradicionalni.
52
Biorazgradljive kroglice za airsoft
Vir: Wikimedia Commons
Biorazgradljivi podstavki za žogice za golf
Vir: EcoGolf
Smučarski čevelj, izdelan iz bioosnovane plastike
Avtor: Salomon
Smučarski čevelj, izdelan iz
80 % bioosnovane plastike
Avtor: Atomic
Sedeži na stadionu ArenA, izdelani iz bioosnovanega polietilena
Vir: Wikimedia Commons
Športna oprema
Večina športnih pripomočkov in veliko športih oblačil je izdelanih iz plastike in so ravno zaradi tega
lažji in cenejši. V področje športne opreme počasi prodira tudi bioplastika. Spodaj je naštetih nekaj
športnih pripomočkov iz bioplastike.
53
Biorazgradljivi kemični svinčnik
Avtor: Telles, Metabolix
Potovalna torba iz 100 % bioosnovane plastike
Avtor: Arkema
Bioosnovane in biorazgradljive igrače
Avtor: © BioFactur
Bioosnovane in biorazgradljive igrače
Avtor: Metabolix Zoe b
Biorazgradljivi obešalnik iz tekočega lesa
Avtor: Benetton Group
Vgradni stenski vložki Fisher iz bioosnovane plastike
Avtor: Fischerwerke, Waldachtal
Okvir za sončna očala, izdelan iz bioosnovane
plastike
Avtor: Tanaka Foresight Inc., Teijin
Okvir za sončna očala, izdelan iz
bioosnovane plastike
Avtor: Arkema
Drugo
Tukaj so prikazane različne uporabe bioplastike, ki jih ni bilo mogoče uvrstiti med druge skupine
izdelkov.
54
Priloga B
Inovativni razvoj vrednostne verige za trajnostno plastiko v srednji Evropi
Delovni paket št. 3
Razvoj akcijskega načrta –
od znanosti do inovacij v vrednostni verigi
SKUPNA (MEDNARODNA) SHEMA ZA RAZISKAVE IN RAZVOJ OKOLJSKIH BIORAZGRADLJIVIH
POLIMEROV
55
Uvod Partnerji PLASTiCE projekta smo bili v preteklih letih vključeni v osnovne in uporabne raziskave na
različnih stopnjah vrednostne verige okoljsko biorazgradljive plastike. Vsaka od vključenih razvojno
raziskovalnih institucij je v teoriji sposobna opraviti večino raziskav, vendar je vsak inštitut specializiran
za posamezne razvojno raziskovalne dejavnosti. V želji, da bi izpolnili pričakovanja proizvajalcev
biorazgradljivih polimerov in plastike v Centralni Evropi in podkrepili razvoj novih produktov na trgu,
smo razvili združeno (transnacionalno) razvojno raziskovalno shemo za okoljsko biorazgradljive
polimerne materiale.
Zahvaljujoč sodelovanju med sedmimi razvojno raziskovalnimi inštituti iz štirih držav ponuja združena
R&R shema prilagojene rešite za podjetja, ki so v Centralni Evropi vključena v vpeljavo novih okoljsko
biorazgradljivih polimerov na trg. Za več informacij o sodelovanju s PLASTiCE partnerji kontaktirajte
vaše lokalne razvojno raziskovalne inštitute.
Stiki
Za Italijo,
Avstrijo Univerza v Bologni, Oddelek za kemijo, g. Ciamician (PP8)
Mariastella Scandola, profesorica, vodja polimerne skupine
Tel./Fax: +39 0512099577/+39 0512099456
E-naslov: [email protected]
Za Češko
in
Slovaško
Polimerni inštitut Slovaške Akademije Znanosti (PP5)
Ivan Chodak, višji znanstvenik, profesor
Tel./Fax: +421 2 3229 4340 / +421 2 5477 5923
E-naslov: [email protected]
Slovaška univerza za tehnologijo v Bratislavi (PP6)
Dušan Bakoš, profesor
Tel./Fax: +421 903 238191, +421 2 59325439, fax +421 2 52495381
E-naslov: [email protected]
Za Slovenijo
in balkanske
države
Kemijski inštitut (LP), laboratorij za polimerno kemijo in tehnologijo
Andrej Kržan, višji raziskovalni sodelavec
Tel./Fax: +386 1 47 60 296
E-naslov: [email protected]
Center odličnosti, Polimerni materiali in tehnologije (PP11)
Urska Kropf, raziskovalka Tel./Fax: +386 3 42 58 400
E-naslov: [email protected]
Za Poljsko in
baltske
države
Poljska akademija znanosti, Center za polimerne in ogljične materiale (PP12)
Marek Kowalczuk, vodja oddelka za biorazgradljive materiale
Tel./Fax: +48 32 271 60 77/+48 32 271 29 69
E-naslov: [email protected]
Poljski center za raziskave in razvoj embalaže (PP13)
Hanna Żakowska, namestnica direktorja za raziskave
Tel./Fax: +48 22 842 20 11 ext. 18
E-naslov: [email protected]
56
Dopolnjevanje Konzorcij PLASTiCE skladno s posebnimi potrebami industrije ponuja storitve raziskav in razvoja, ki se
nanašajo na polimerne materiale iz PLA in PHA, materiale na osnovi škroba in druge.
Naslednja preglednica daje pregled področij specializacije partnerjev konzorcija.
*: V sodelovanju s partnerji
Področje raziskav PLA, PHA in materiali na
osnovi škroba Drugi materiali
Lastnosti polimerov na trgu, vključno s/z::
sestavo in molekularno strukturo PP5, PP6, PP12 PP5, PP6, PP12
lastnostmi trdnega stanja (solid state) PP8, PP5, PP6, PP11 PP8, PP5, PP11
Kemijska modifikacija lastnosti polimerov, vključno s/z:
modifikacijo (z modifikatorji polimerov) PP5, PP11, PP12 PP5, PP11,PP12
funkcionalnimi polimeri PP11, PP12 PP11, PP12
Fizikalna modifikacija lastnosti polimerov, vključno s/z:
modifikacijo z aditivi PP5, PP6, PP11 PP5, PP6, PP11
polimernimi mešanicami PP5, PP6, PP11, PP12 PP5, PP6, PP11, PP12
polimernimi kompoziti, tudi z nanokompoziti PP5, PP6, PP11 PP5, PP6, PP11
Predelava, vključno s/z:
reologijo in procesnimi parametri PP5, PP6, PP11 PP5, PP6, PP11
homogenizacijo (z internimi mešalnimi napravami, enovijač-
nimi in dvovijačnimi ekstruderji) PP5, PP6, PP11 PP5, PP6, PP11
Industrijska proizvodnja, vključno s/z:
folijo PP6, PP11*, PP12 PP6, PP11*, PP12
togo embalažo PP6, PP11*, PP12 PP6, PP11*, PP12
prilagodljivo embalažo PP6, PP12 PP6, PP12
folijo za mulčenje PP6, PP12 PP6, PP12
penastimi materiali PP5 PP5
prevlečenimi materiali PP11*, PP12 PP11*, PP12
Uporabne lastnosti polimernih izdelkov, vključno s/z:
staranjem polimernih materialov LP, PP5, PP12, PP13 LP, PP5, PP12, PP13
pregradnimi lastnostmi polimernih materialov (prepustnost
plinov) PP5, PP12, PP13 PP5, PP12, PP13
toplotno-mehanskimi lastnostmi polimernih materialov PP5, PP6, PP8, PP11,
PP12, PP13
PP5, PP6, PP8, PP11,
PP12, PP13
lastnostmi, ki vplivajo na obstojnost in rok uporabe izdelka
(stik z živili skladno z Direktivo 2002/72/ES) PP13 PP13
Preizkušanje biorazgradnje in primernosti za kompostiranje (skladno s standardi EN, ASTM in ISO), vključno s/z:
pod laboratorijskimi pogoji PP6*, PP11, PP12, PP13 PP6*, PP11, PP12,
PP13
v komunalnih in industrijskih obratih za aerobno
kompostiranje PP12 PP12
57
Skupna shema za raziskave in razvoj okoljske biorazgradljive plastike
Področja
raziskav
Karakterizacija polimerov na trgu
Fizikalne lastnosti (termalne, mehanske, strukturne, morfološke)
Predviden rok
izvedbe
Opis
raziskovalnih
dejavnosti
Analiza termične stabilnosti (temperatura degradacije) za eno ali več
komponentne materiale (s termogravimetrično analizo, od sobne temperature
do 900 °C v inertni atmosferi ali zraku)
3 delovni dnevi (en
vzorec)
1-2 tedna (do 10
vzorcev)
Analiza termične stabilnosti in masna spektrometrija hlapnih spojin (s TGA-MS,
od sobne temperature do 900 °C v inertni atmosferi)
3 delovni dnevi (en
vzorec)
1-2 tedna (do 10
vzorcev)
Analiza toplotnih/faznih prehodov (steklast prehod, kristalizacija in taljenje, z
določitvijo temperatur prehoda in pripadajočo specifično toploto posameznih
stopenj, kristalizacijska in talilna entalpija z diferenčno dinamično kalorimetrijo,
temperaturni okvir od 100 °C – 250 °C, hlajenje s tekočim dušikom, dve meritvi
za posamezen vzorec
2-4 tedne (odvisno
od števila vzorcev)
Določitev mehanskih lastnosti pri sobni temperaturi (elastični modul, napetost in
obremenitev ob pretrganju, natezne lastnosti s statistično analizo rezultatov za
minimalno 8 vzorcev)
2-5 tednov
(odvisno od števila
vzorcev)
Določitev viskoelastične relaksacije (z dinamično mehansko analizo pri eni ali
več frekvencah, temperaturni okvir med 150 °C in 250 °C ) 3-4 tedne
Strukturna analiza kristalne faze (s širokokotno rentgensko praškovno difrakcijo) 2 tedna
Rezultat
analize Poročilo o fizikalnih lastnostih analiziranega polimera
Področja
raziskav Karakterizacija polimerov na trgu
Sestava in molekularna struktura
Predviden rok
izvedbe
Opis
raziskovalnih
dejavnosti
Določevanje lastnosti trdnega stanja z uporabo infrardeče spektroskopije s
Fourjejevo transformacijo (FTIR) 1-2 tedna
Določanje topnosti materiala in določanje deleža posameznega polimera v
plastiki (kemijska analiza) 1-3 tedni
Določanje posameznega polimera v plastiki z NMR (jedrsko magnetno reso-
nanco) spektroskopijo 1-3 tedni
Določitev molske mase polimera z GPC tehniko (gelska permeacijska kromato-
grafija) 1-3 tedni
Analiza aditivov z masno spektrometrijo LCMS-IT-TOF (hibridno masni spektro-
meter s sposobnostjo ionske pasti in z resolucijo in masno natančnostjo tan-
demskega masnega spektrometra)
1-3 tedni
Karakterizacija biorazgradljivih kopoliestrov (PHA) s sekvenčnim in tandemskim
masnim spektrometrom ESI-MSn (elektrorazpršilna “mehka” ionizacija s sekven-
čno masno spektrometrijo)
1-3 tedni
Rezultat
analize Poročilo o molekularni strukturi polimera in karakterizacija aditivov v plastiki
58
Področja
raziskav
Kemijska modifikacija lastnosti polimera:
Modifikacija (s polimernimi modifikatorji)
Funkcionalni polimeri
Predviden rok
izvedbe
Opis
raziskovalnih
dejavnosti
Sinteza kemijskih modifikatorjev 1 mesec-2 leti
Določitev fizikalnih lastnosti polimernih materialov 3 dni-2 tedna
Modifikacija polimerov z namenom doseči specifične lastnosti: žamreževanje
polimerov z namenom povečanja odpornosti na topila 1 mesec-2 leti
Modifikacija polimerov z namenom doseči specifične lastnosti: povečanje
polarnosti površine polimera za izboljšanje kvalitete tiskanja ali oprijema,
povečanje termične in oksidativne stabilnosti
1 mesec-2 leti
Rezultat
analize Standardni komercialni polimer z želenimi lastnostmi
Področja
raziskav
Fizikalno modificiranje lastnosti polimerov:
Modificiranje z aditivi
Mešanice polimerov
Polimerni kompoziti vključno z nanokompoziti
Predviden rok
izvedbe
Opis
raziskovalnih
dejavnosti
Modificiranje lastnosti posameznega polimera z dodajanjem nizkomolekularnih
aditivov kot so plastifikatorji, podaljševalci verig in stabilizatorji ali z mešanjem
z malimi količinami drugih polimerov za dosego želenih lastnosti
1 mesec-2 leti (ali
dlje)
Mešanje dveh polimerov čez njuno polno koncentracijsko območje, želene
lastnosti dosežejo z modifikacijo vmesnikov in kompatiblizatorjev
1 mesec-2 leti (ali
dlje)
Priprava kompozitov na osnovi polimernih matric s prilagojenimi lastnostnimi z
modifikacijo vmesnika
1 mesec-2 leti (ali
dlje)
Rezultat
analize Poročilo o alternativah za kompatibiliziranje različnih biorazgradljivih polimerov
Področja
raziskav
Procesiranje:
Reologija, parametri procesiranja
Homogenizacija (z uporabo internih mikserjev, eno in dvo vijačnih ekstruderjev)
Predviden rok
izvedbe
Opis
raziskovalnih
dejavnosti
Izbira primernih mešanic biorazgradljivih polimerov za uporabo, predlogi za
področja uporabe 1 dan-3 mesece
Določanje parametrov procesiranja materialov 1-4 tedne
Rezultat
analize Poročilo o parametrih procesiranja izbranih biorazgradljivih polimerov, priporočilo glede glavnih
metod procesiranja, vključno z opremo in tipičnimi parametri procesiranja
Področja
raziskav
Industrijska proizvodnja (raziskave lastnosti industrijskega procesiranja:
proizvodnja filmov, proizvodnja rigidne embalaže, proizvodnja fleksibilne
embalaže, proizvodnja filmov za mulčenje, proizvodnja penjenih materialov in
proizvodnja prevlečenih materialov
Predviden rok
izvedbe
Opis
raziskovalnih
dejavnosti
Laboratorijska proizvodnja folij: raziskave o procesiranju in mešanju, proizvod-
nja masterbatchov (mini dvovijačni ekstruder (MiniLab II) kombiniran z napravo
za brizganje (Mini Jet II) HAAKE, uporaba force feeder-ja, kontinuirna ekstruzija
z majhnimi volumni, mini naprava za brizganje ki omogoča proizvodnjo vzorcev
za testiranje materialov in simultano merjenje reoloških lastnosti)
1-2 tedna
Laboratorijska proizvodnja fleksibilne embalaže 1-2 tedna
Podpora pilotni proizvodnji na mestu samem 1 dan-6 tednov
Kontroliranje mehanskih lastnosti izdelka med proizvodnim procesom: Meritve
mehanskih lastnosti, Instron model 4204 za natezni test 1-2 tedna
Kontrola molekularnih lastnosti izdelka med proizvodnim procesom 1-3 tedne
Rezultat
analize Poročilo o stabilnosti polimera z ozirom na vsebino embalaže
59
*Povprečen čas izvedbe, vključno s pripravo, preizkušanjem in poročilom, lahko niha, kar je odvisno
od razpoložljivosti laboratorijev.
Področja
raziskav
Testiranje uporabnih lastnosti polimernih produktov (embalažni materiali in
embalaža):
Staranje polimernih materialov
Barierne lastnosti polimernih materialov (prepustnost plinov)
Termo-mehanske lastnosti polimernih materialov
Testiranje obstojnosti embalaže za kontakt z živili (stik z živili po Uredbi
komisije EU 10/2011)
Predviden rok
izvedbe
Opis
raziskovalnih
dejavnosti
Xenotest (staranje materiala zaradi svetlobe ali vremenskih razmer) za testiran-
je obnašanja materiala v naravnih pogojih 4 mesece*
Določitev celotnega organskega ogljika (TOC) in deleža obnovljivih virov v
polimernih materialih 1 mesec*
Testiranje prepustnosti vodne pare, kisika in ogljikovega dioksida 2 tedna*
Določitev nateznih lastnosti (obremenitev ob pretrganju, raztezek do pretrgan-
ja, elastični modul, itd.) 2 tedna*
Določitev odpornosti na trganje 2 tedna*
Določitev odpornosti na udarce z uporabo prosto padajoče puščice 2 tedna*
Tesnilne lastnosti (nosilnost ob pretrganju, tesnilna odpornost, itd.) 2 tedna*
Hot-tack testiranje tesnjenja 2 tedna*
DSC (diferenčna dinamična kalorimetrija) in FTIR (infrardeča spektroskopija) 1 teden*
Senzorična analiza 1-1.5 mesec*
Določitev celotne in specifične migracije nizkomolekularnih spojin v živila 2 mesca*
Testiranje vsebnosti monomera v plastičnih materialih in sproščanje hlapnih
substanc 1 mesec*
Rezultat
analize Analiza bioplastike (biorazgradljiva/iz obnovljivih virov) in določevanje lastnosti. Poročilo in analiza
lastnosti sta v pomoč pri uporabi bioplastike.
Področja
raziskav
Testiranje biorazgradljivosti in kompostirnosti (po EN, ASTM in ISO standardih)
pod : laboratorijskimi pogoji ali v komunalnih in industrijskih kompostarnah
Predviden rok
izvedbe
Opis
raziskovalnih
dejavnosti
Testiranje razgradnje in kompostirnosti pod laboratorijskimi pogoji: preliminar-
no testiranje biorazgradljivosti embalaže z uporabo simuliranih kompostiranih
pogojev na laboratorijskem nivoju sledeč EN 14806: 2010
4 mesece
Testiranje razgradnje in kompostirnosti pod laboratorijskimi pogoji: hidrolitska
razgradnja v vodi ali pufrni raztopini (testiranje razgradnje biorazgradljivih
polimerov v preprostem mediju za staranje z namenom napovedovanja obna-
šanja polimera
Od nekaj tednov do
6 mesecev, odvisno
od tipa materiala in
standarda
Testiranje razgradnje in kompostirnosti pod laboratorijskimi pogoji: laboratorij-
ska razgradnja v kompostu z uporabo respirometrije (Respirometer Micro-
Oxymax S/N 110315 Columbus Instruments za merjenej CO2 v laboratorijskih
pogojih po EN ISO 14855-1:2009 – Določanje končne aerobene biorazgrad-
ljivosti in razkroja polimernih materialov pod nadzorovanimi pogoji komposti-
ranja – Metoda z analizo sproščenega ogljikovega dioksida – 1 del
Od nekaj tednov do
6 mesecev, odvisno
od tipa materiala in
standarda
Testiranje (bio)razgradnje in testiranja kompostirnosti v kompostarnah
(testiranje biorazgradljivega materiala v industrijski kompostirni kopici ali v
KNEER kompostirnem kontejnerju)
Od nekaj tednov do
6 mesecev, odvisno
od tipa materiala in
standarda
Certificiranje kompostirnih izdelkov in potencialno označevanje embalaže z
oznak "kompostirno" (v sodelovanju z DIN CERTCO, Nemčija 2-4 mesece
Rezultat
analize Poročilo o obnašanju novih polimernih materialov med testiranjem (bio)razgradnje, Certifikat
60
61
Viri
European Bioplastics en.european-bioplastics.org
PLASTICS EUROPE – The Facts 2012 - http://www.plasticseurope.org/cust/
documentrequest.aspx?DocID=54693
Widdecke H, Otten A.: Bio-Plastics Processing Parameter and Technical Characterisation. A
Worldwide Overview, IFR, 2006/2007.
Morschbacker A.: Biobased PE – A Re-newable Plastic Family, Braskem S.A., European Bioplas-
tics Conference Hand-book, 21-22, Paris, November 2007.
Cees van Dongen, Dvorak R., Kosior E.: Design Guide for PET Botle Recyclability, UNESDA&EFBW,
2011.
Word’s First 100% Plant-Bassed PET Bottle, Bioplastics Magazine No. 2/2011, p.25.
Wikipedia
Narayan R.: LCAL How to report on the carbon and environmental footpront of PLA, 1st PLA World
Congress, Munich 9-10.09.2008.
DIN CERTCO
Vinçotte
CIC
Biodegradable Products Institute
PAS 2050:2011, Specification for the assessment of the life cycle greenhouse gas emission of
goods and services.
Guide to PAS 2050. How to assess the carbon footprint of goods and services, BSI, 2008.
Tkaczyk L.: Narzędzia zarządzania emisją gazów cieplarnianych, ABC jakości nr 3-4, 2010.
http://www.bbc.co.uk
http://www.german-retail-blog.com/2012/04/19/tescos-carbon-footprint/
Sapiro U.: Carbon foot printing and packaging, Seminar EUROPEN Beyond compliance Packaging
in the Sustainability Agenda, Brussels, 26th May 2009.
www.plastice.org
Plastika je sopotnik modernega življenja s katerim imamo ambivalenten odnos: radi imamo udobje, ki nam ga plastika ponuja vendar je ne maramo ker doprinese k onesnaženju našega okolja. Bioplastika, novo razvita vrsta plastike, je biorazgadljiva in/ali bioosnovana in tako bolj trajnostna. PLASTiCE projekt spodbuja skupni raziskovalni program, ki predstavlja proizvajalcem in predelovalcem možnosti novih vrst plastike, hkrati pa pripravlja časovni načrt ukrepov, ki bodo vodili do komercializacije novih vrst plastike.
Boljša plastika proizvaja manj odpadkov