En man samlar in plast för att återvinna vid en importavfall för plastavfall i Mojokerto, Östra Java, Indonesien den 4 december 2018. Många företag kommer med alternativ till plast, samt biologiskt nedbrytbar plast. Ulet Ifansasti/Getty Images 1907, Leo Baekeland uppfann ett nytt material, Bakelit, det var den första äkta syntetiska plasten, består av molekyler som inte finns i den naturliga världen. Det var ett fantastiskt genombrott. Bakelit var hållbart och värmebeständigt och kunde formas till nästan vilken form som helst. Folk kallade det "materialet för tusen användningsområden" [källa:Science History Institute].
Det visade sig vara en underdrift. I dag, plast är en av hörnstenarna i den moderna tekniska civilisationen - tuff, flexibel hållbar, ogenomtränglig för korrosion, och till synes oändligt mångsidig. Plastföremål finns runt omkring oss, från matbehållarna och flaskorna mjölk och läsk som vi köper i snabbköpet, till bänkskivorna i våra kök och beklädnaderna i våra kokpannor. Vi bär kläder av plastfibrer, sitta på plaststolar, och resa i bilar, tåg och flygplan som innehåller plastdelar. Plast har till och med blivit ett viktigt byggmaterial, används i allt från isolerade väggpaneler till fönsterkarmar [källa:American Chemistry Council]. Vi fortsätter att hitta nya användningsområden för plast hela tiden.
Vårt beroende av plast har också en allt allvarligare nackdel, för att vi gör så mycket av det, och släng så mycket av det. Av de 9,1 miljarder ton (8,3 miljarder ton) plast som världen har producerat sedan 1950, 6,9 miljarder ton (6,3 miljarder ton) har blivit avfall, och bara 9 procent av det har återvunnits. Resten hamnar på deponier och i världens hav, där plastföroreningar härjar i vilda djur och tvättar på stränder. Cirka 40 procent av avfallet är kasserade förpackningar [källa:Parker].
Men det finns ett sätt att fixa det här, eftersom det finns mer miljövänliga alternativ till plast. Här är 10 av dem.
Innehåll
Glas är inte tillverkat av fossila bränslen - det är tillverkat av sand. Höger, pott? Keystone/Getty Images Det var en gång, både mammor och mjölkare fyllde glasflaskor med mjölk. Titta nu runt ditt kök och du kommer förmodligen att se många plaster - vattenflaskor, läskflaskor, matförvaringsbehållare. Tiderna har förändrats.
Ibland är det bra att gå tillbaka i tiden. Till skillnad från plast, som ofta härrör från fossila bränslen, glas är tillverkat av sand. Denna förnybara resurs innehåller inte kemikalier som kan läcka ut i din mat eller kropp. Och det är lätt att återvinna - oavsett om du kastar flaskor i din papperskorg för att förvandlas till nya flaskor eller återanvänder glasburkar för förvaring av rester. Säker, glas kan gå sönder om det tappas, men det smälter inte i din mikrovågsugn.
Glasflaskor och burkar är potentiellt 100 procent återvinningsbara, och glaset i dem kan återanvändas oändligt, utan förlust av kvalitet och renhet. Glastillverkare välkomnar återvunnet glas, för när det används som ingrediens för att göra nytt glas, det kräver mindre energi i ugnar. Behållartillverkare och glasfiberindustrin (som också använder återvunnet glas) köper tillsammans 3,35 miljoner ton (3,03 miljoner ton) återvunnet glas årligen [källa:Glass Packaging Institute].
Men vi skulle kunna göra ett mycket bättre jobb med att återvinna glas. År 2015, det senaste året för vilket U.S. Environmental Protection Association (EPA) har statistik, Amerikanerna återvände bara 26,4 procent av de glasbehållare som de använde.
Återanvändbara shoppingkassar prydda med vilket mönster eller logotyp du gillar finns överallt. Förvara din på ett bekvämt ställe så att du inte glömmer dem. RK Studio/Kevin Lanthier/Getty Images När plastpåsar först träffade scenen, vi hade ett val:papper eller plast. I dag, det är allt plast. Och om du inte är den övervakande personen i kassan, du kommer själv att gå hem med en väska för varje objekt.
Faktiskt, det är svårt att göra ett köp utan att det omedelbart kastas i plast. Inte konstigt att plastpåsar verkar närvarande. USA producerade häpnadsväckande 4,13 miljoner ton (3,75 miljoner ton) plastpåsar under 2015, det senaste året för vilket data är tillgängliga, och bara 530, 000 ton (481, 000 ton) av dem återvinns [källa:EPA]. Resten hamnar som skräp i städer och städer - och för många hittar till havet, där de dödar miljontals havssköldpaddor, fåglar och havsdäggdjur varje år [källa:Miljö Kalifornien]. Men du måste släpa hem matvarorna på något sätt. Så vad gör du? Återanvändbara matkassar, till att börja.
Du kan få dem prydda med mönster eller skriva ut med namnet eller din bank/gym/frysta yoghurtbutik. Alla delar ut dem, och de kommer i duk, vävd plastfiber, hampa, bomull och till och med läder. Du hittar nylon som kan fällas ihop i en påse som är tillräckligt liten för att passa i fickan. I verkligheten, någon typ av väska kommer att göra, oavsett om det är tänkt att transportera mat eller inte.
Bonus:Genom att undvika plastpåsar, du kommer inte att ha dem att samlas i dina skåp, och du behöver inte oroa dig för vart de går när du slänger dem.
Medan vissa människor är upptagna med att utveckla plastersättningar, andra strävar efter att göra konventionell termoplast biologiskt nedbrytbar. Hur? Genom att slänga in tillsatser som kallas nedbrytande koncentrat ( PDC ). PDC är vanligtvis metallföreningar, såsom koboltstearat eller manganstearat. De främjar oxidationsprocesser som bryter ner plasten till spröd, fragment med låg molekylvikt. Mikroorganismer tappar upp fragmenten när de sönderfaller, förvandla dem till koldioxid, vatten och biomassa, som enligt uppgift inte innehåller några skadliga rester.
Sök efter additiv teknik och du kommer att stöta på handelsnamnen TDPA (en förkortning för Totally Degradable Plastic Additives) eller MasterBatch Pellets (MBP). De används för att tillverka engångsplaster som tunna plastkassar, engångsblöjor, soppåsar, deponier och livsmedelsbehållare (inklusive snabbmatbehållare).
När det tillsätts till polyeten (standard plastpåse material) i nivåer av 3 procent, PDC kan främja nästan fullständig nedbrytning; 95 procent av plasten finns i bakterievänliga fragment inom fyra veckor [källa:Nolan-ITU Pty]. Även om det inte är strikt biologiskt nedbrytbart ('bioeroderbart' är mer liknande det), PDC-innehållande polymerer är mer miljövänliga än deras renare polymerkusiner, som sitter på deponier i hundratals år.
En färsk studie av forskningsföretaget HIS Markit visade att värdet av biologiskt nedbrytbar plast som såldes över hela världen översteg 1,1 miljarder dollar 2018, och förutspådde att det skulle stiga till 1,7 miljarder dollar år 2023 [källa:Goldsberry].
Ett PDC -problem?Bionedbrytbar plast ser ut och känns precis som de plastprodukter vi uppmuntras att återvinna. Så vad händer om vi av misstag återvinner de biologiskt nedbrytbara påsarna? Väl, konsekvenserna är potentiellt katastrofala - återvunna pumpar av polyetenbevattning som är förorenade med PDC -tillsatser kommer sannolikt inte att hålla särskilt länge. Faktiskt, plaståtervinnare i Sydafrika känner så starkt över oförmågan att hålla PDC-innehållande biologiskt nedbrytbara ämnen ur återvinningsströmmar att de vill förbjuda deras användning i det landet.
Glöm plast från mjölk. I denna video, Penn och Teller träffar en mikrobiolog som gjorde modedesigner som gör mjölk till kläder. Upptäckt Alla nyfödda däggdjur överlever på den. Utan det, det skulle inte finnas någon glass. Det går verkligen inte att förneka värdet, eller nöje, av mjölk.
Nu säger forskare att det kan hjälpa till att producera en biologiskt nedbrytbar plast för möbelkuddar, isolering, förpackningar och andra produkter. Japp, forskare vitaliserar tanken på att omvandla kasein, huvudproteinet som finns i mjölk, till ett biologiskt nedbrytbart material som matchar polystyrens styvhet och komprimerbarhet.
Kaseinbaserad plast har funnits sedan 1880-talet, när en fransk kemist behandlade kasein med formaldehyd för att producera ett material som kan ersätta elfenben eller sköldpaddsskal. Men även om det är perfekt för smycken som även Queen Mary beundrade, kaseinbaserad plast är för spröd för mycket mer än prydnad.
Forskare har funnit ett sätt att göra proteinet mindre mottagligt för sprickbildning, tack vare en silikatlera som kallas natrium montmorillonit . Frysning av natriummontmorillonit till ett svampliknande material som kallas en aerogel , de infunderade det porösa nätverket av lera med kaseinplast. Resultatet? Ett material av polystyren som, när den placeras i en tippmiljö, börjar försämras helt [källa:The Economist]. Den moderna mjölkbaserade plasten spricker inte lika lätt, tack vare det silikatskelettet, och de gjorde till och med sakerna mindre giftiga genom att ersätta glyceraldehyd med formaldehyd under processen.
Framtiden för kaseinplast är inte säker, men att byta ut det mot petroleumbaserad polystyren skulle säkert ge oss en annan anledning att älska mjölk.
Påsar med utpressade druvskal från en vingård håller på att kasseras i södra Frankrike. Jonathan Macagba/Getty Images Vinindustrin producerar mycket vindruvsavfall - i princip det fasta material som lämnas kvar efter att druvor pressats för att extrahera saften som fermenteras till vin. (Det uppgår till cirka 25 procent av druvornas vikt).
Men ett italienskt företag, Vegea, använder druvavfallet för att göra ett syntetiskt läder som kan ersätta läderimitation, och även i tyg för kläder.
Enligt en artikel i Horizon, Europeiska unionens teknikinnovationstidning, Vegea har redan producerat en modelinje med provklädbara produkter för klädföretaget H&M, som visades på en utställning 2017. Det inkluderade klänningar, skor och påsar av druvavfall.
Vegea håller nu på att skala upp sin produktionskapacitet för att tillverka kläder från druvavfall som ska säljas till klädbutiker, så du borde snart kunna lägga till druvavfall i din garderob. Druvavfallsmaterialet kan så småningom dyka upp i möbler och bilar också [källa:Ceurstemont]
Flytande trä är tillverkat av en biprodukt från pappersbruk, som den på bilden. AP Photo/Jim Cole Nästa upp är en lovande bioplast, eller biopolymer, kallad flytande trä . Biopolymerer fejkar det; dessa material ser ut, känna och agera precis som plast men, till skillnad från petroleumbaserad plast, de är biologiskt nedbrytbara. Denna speciella biopolymer kommer från massa-baserad lignin , en förnybar resurs.
Tillverkare blandar lignin, en biprodukt av pappersbruk, med vatten, och utsätt sedan blandningen för allvarlig värme och tryck för att skapa ett formbart kompositmaterial som är starkt och giftfritt. Tyska forskare har införlivat denna plastersättning i en mängd olika saker, inklusive leksaker, golftees och till och med hi-fi-högtalarlådor.
År 2018, Bioplastics News rapporterade att Christopher Johnson, en forskare vid U.S. Department of Energy's National Renewable Energy Laboratory, hade utvecklat en lovande process för att förbättra omvandlingen av lignin till ett substitutmaterial för plast, samt nylon.
Eftersom den är gjord av trä, det kan återvinnas som trä, för.
De tre följande posterna på denna lista är alla biologiskt nedbrytbara plaster som kallas alifatiska polyestrar . Övergripande, de är inte lika mångsidiga som aromatiska polyestrar som polyetentereftalat (PET), som vanligtvis används för att göra vattenflaskor. Men eftersom aromatiska polyestrar är helt resistenta mot mikrobiell nedbrytning, mycket tid och ansträngning läggs på att hitta livskraftiga alternativ i alifatiska polyestrar.
Ta polykaprolakton ( PCL ), en syntetisk alifatisk polyester som inte är tillverkad av förnybara resurser men som bryts ner helt efter sex veckors kompostering. Det är lätt att bearbeta men har inte använts i betydande mängder på grund av tillverkningskostnader. Dock, att blanda PCL med majsstärkelse minskar kostnaden.
Biomedicinska anordningar och suturer är redan gjorda av den långsamt nedbrytande polymeren, och vävnadstekniska forskare gräver det, för. Det har också applikationer för livsmedelskontaktprodukter, som brickor.
Melass:en söt källa för att hjälpa till att producera plast. IS Stock/Valueline/Thinkstock "Naturligt producerade polyestrar" kan låta som en fras som lyfts från en marknadsföringskampanj, men mata socker till vissa typer av bakterier och du har en plastproduktionslinje.
Så är fallet med polyhydroxialkanoat ( PHA ) polyestrar , vars två huvudmedlemmar är polyhydroxibutrat ( PHB ) och polyhydroxivalerat ( PHV ). Dessa biologiskt nedbrytbara plaster liknar mycket konstgjord polypropen. Även om de fortfarande är mindre flexibla än petroleumbaserad plast, du hittar dem i förpackningar, plastfilmer och formsprutade flaskor.
Produktionskostnaderna har mestadels satt PHA i skuggan av billigare, petroleumbaserad plast, men lite kreativitet när det gäller att köpa billiga råvaror kan göra det till ett toppval snart. Majsbränd sprit, melass och till och med aktiverat slam kan alla leverera det socker bakterierna behöver för att producera plasten.
Bionedbrytning av PHA via kompostering; en PHB/PHV -komposit (92 delar PHB/8 delar PHV, efter vikt) kommer att brytas nästan helt inom 20 dagar efter odling av anaerobt smält slam, arbetshästen för biologiska reningsverk [källa:Nolan-ITU Pty Ltd].
PHA används redan i en mängd olika produkter, inklusive engångspaket för livsmedel, drycker och olika konsumentprodukter. De används också i medicinska applikationer som suturer, och för att göra jordbruksfolien som används för att lagra höbalar [källa:Creative Mechanisms].
Hon visar upp plastbehållare av majs. AP Photo/Nati Harnik Att producera plast av bearbetad majs kan verka som en rördröm, men det händer varje dag. Polymjölksyra , eller PLA , är en annan alifatisk polyester och en som kan tillverkas av mjölksyra, som produceras genom stärkelsejäsning under majsblötmalning. Även om det oftast genereras från majs, PLA kan också tillverkas av vete eller sockerrör
PLA ser ut och presterar på samma sätt som polyeten som används i plastfilmer, förpackningsmaterial och flaskor, och det kan också användas som ett substitut för polystyren som används i skummatplattor och behållare och bestick av plast. Men till skillnad från konventionell petroleumbaserad plast, PLA har några stora fördelar. För en, eftersom den är gjord av växter som absorberar koldioxid när de växer, det finns ingen nettoökning av koldioxid från dess råvaror. En studie från 2017 visade att byte från konventionell plast till PLA skulle minska utsläppen av växthusgaser i USA med 25 procent [källa:Cho].
PLA har fördelen att det snabbt är biologiskt nedbrytbart, under rätt förutsättningar. Om plasten skickas till en industriell komposteringsanläggning där den kontinuerligt utsätts för värme och mikrober, det kan försämras på två till tre månader. Om den kastas på en deponi, fastän, det går inte sönder snabbare än konventionell plast [källa:Isom och Shughart].
Att öka biologisk nedbrytbarhet innebär att sådana plastflaskor inte kommer att hänga i vår miljö så länge. iStockphoto/Thinkstock Som en helt biologiskt nedbrytbar, låg kostnad, förnybar och naturlig polymer, stärkelse har fått stor uppmärksamhet för att utveckla hållbara material. När det gäller att byta ut plast, dock, stärkelse kan inte skära senapet; dess dåliga mekaniska egenskaper innebär att den har begränsad användning för de robusta produkter som plast genererar.
Vad en av de hetaste trenderna inom biologiskt nedbrytbar plastutveckling kan göra är att göra polymerkompositer mer biologiskt nedbrytbara. Du heter det, och stärkelse har förmodligen kombinerats med det, om än med varierande framgång.
Stärkelse blandas vanligtvis med alifatiska polyestrar, såsom PLA och PCL, och polyvinylalkohol för att göra helt biologiskt nedbrytbar plast. Att tillsätta i stärkelse rakar också tillverkningskostnaderna för plast. Men stärkelseinnehållet måste överstiga 60 procent av kompositen innan det har en betydande effekt på nedbrytningen; när stärkelseinnehållet ökar, polymererna blir mer biologiskt nedbrytbara [källa:Nolan-ITU Pty Ltd]. Kom ihåg, fastän, att tillsats av mer stärkelse påverkar också plastens egenskaper. Om du lägger blöta blad i en stärkelsepåse lite, du får en röra när du går och hämtar väskan.
Så, medan det inte finns någon silverkula för att göra plast grönare, en kombination av att återuppliva gamla idéer och revolutionera plasttekniken är ett steg i rätt riktning.
Ursprungligen publicerat:18 maj 2009
