Создан пластик на основе сахара
В мире Технологии
18 января 2022
Ученые создали новый полимер, который сохраняет качество обычного пластика, но при этом разлагается
Фото: istock
За основу нового полимера был взят сахар, а не нефтехимические производные. Главные составляющие пластика получены из сахарных спиртов, они и послужили строительными блоками. Эти соединения дают жесткость и пластичность, как у обычного пластика, а также прочность, аналогичную высококачественным инженерным пластикам, таким как нейлон-6.
Примечательно, что материалы сохранили свои превосходные механические свойства после измельчения и термической обработки, что является обычным методом механической переработки пластмасс.
Ученые говорят, что еще необходимо проделать дополнительную работу, чтобы снизить затраты и изучить потенциальное воздействие нового материала на окружающую среду, в долгосрочной перспективе вполне возможно, что такие пластики могли бы заменить пластмассы нефтехимического происхождения, которые плохо разлагаются в окружающей среде.
Открытие уже запатентовано учеными США и Великобритании и сейчас, они ищут промышленных партнеров, которые бы заинтересовались этой технологией.
Поделиться:
Читайте также
Биоразнообразие
Пополнения в списке особо охраняемых природных территорий
Вода
Реки и озёра России «переписали»
Главное
Технологии
Названы новые реалии для рынка возобновляемых источников энергии в России
Климат
Доклад ООН о климате назвали руководством по выживанию
ГДЗ учебник по химии 8 класс Габриелян.
Лабораторный опыт №1 Номер 1- Учебники
- 8 класс
- Химия 👍
- Габриелян
- №1
авторы: Габриелян.
издательство: «Дрофа»
Раздел:
- Предыдущее
- Следующее
Сравнение свойств твёрдых кристаллических веществ и растворов.
Сравните, используя приведённый на с. 10 план, свойства выданных вам в стаканчиках образцов веществ:
вариант 1 − кристаллических сахара и поваренной соли;
вариант 2 − глюкозы и лимонной кислоты.
reshalka.com
Решение
Вариант 1.
Свойства | Кристаллический сахар | Поваренная соль |
---|---|---|
Агрегатное состояние | Твёрдое | Твёрдое |
Цвет | Бесцветное | Бесцветное |
Запах | Без запаха | Без запаха |
Твёрдость по шкале Мосса | 2 | 2 |
Физические свойства | Не пластичен и не эластичен | Не пластичен и не эластичен |
Растворимость | Растворимо в воде | Растворимо в воде |
Температура плавления и кипения | Температура плавления − 186°C, при более высокой температуре сахар карамелизируется, поэтому температуры кипения нет | Температура плавления − 801°C, температура кипения − 1465 °C |
Плотность | 1,587 г/см3 | 2,165 г/см3 |
Тепло − и электропроводность | В сухом виде не проводит электрический ток и тепло | В сухом виде не проводит электрический ток и тепло. |
Вариант 2.
Свойства | Глюкоза | Лимонная кислота |
---|---|---|
Агрегатное состояние | Твёрдое | Твёрдое |
Цвет | Белый цвет | Белый цвет, имеет блеск |
Запах | Без запаха | Без запаха |
Твёрдость по шкале Мосса | 2 | 2 |
Физические свойства | Не пластичен и не эластичен | Не пластичен и не эластичен |
Растворимость | Растворимо в воде | Растворимо в воде |
Температура плавления и кипения | Температура плавления − 146°C, при плавлении разлагается, поэтому температуры кипения нет | Температура плавления − 153 °C, при плавлении разлагается, поэтому температуры кипения нет |
Плотность | 1,56 г/см3 | 1,66 г/см3 |
Тепло − и электропроводность | Не проводит электрический ток и тепло | Не проводит электрический ток и тепл |
- Предыдущее
- Следующее
Нашли ошибку?
Если Вы нашли ошибку, неточность или просто не согласны с ответом, пожалуйста сообщите нам об этом
8 мифов о сахарном пластике
Сахарный тростник — отличный возобновляемый источник, который можно использовать для создания пластика, на 100 % пригодного для вторичной переработки. Поскольку пластик из сахарного тростника молекулярно идентичен стандартному пластику на масляной основе, это отличное устойчивое решение, которое не означает ущерба для качества продукта. Одним из существенных преимуществ пластика из сахарного тростника является то, что в процессе выращивания его сырья (сахарного тростника) из атмосферы удаляется углекислый газ, что приносит значительную пользу окружающей среде.
Фактически, за 6 лет с момента перехода на сахарный пластик Ecostore предотвратил выброс в атмосферу 7 676 тонн углерода. Это то же самое, что проехать на машине от мыса Рейнга до Блаффа 14 610 раз.
Созданный учеными из Центра устойчивых химических технологий (CSCT) Университета Бата сахарный пластик не требует создания чрезмерных температур или давлений. В результате не только их сырье является более привлекательным, чем традиционно производимые пластмассы, но и их метод производства, который предлагает устойчивую альтернативу.
Тем не менее, несмотря на его быстрое распространение в качестве альтернативного упаковочного материала, существует несколько мифов о сахарном пластике, которые продолжают циркулировать. Как один из последних поставщиков пластиковых изделий из сахара в Новой Зеландии, мы решили развеять некоторые из этих мифов и объяснить, какие из них верны, а какие нет.
Миф 1. Пластик из сахарного тростника нельзя перерабатывать
Ложь! На самом деле, в отличие от биоразлагаемого или компостируемого пластика, сахарный пластик может проходить через инфраструктуру переработки, которая у нас уже есть. Их собирают, обрабатывают и перепрофилируют так же, как пластмассы на масляной основе. Поскольку сахарный пластик химически и по составу идентичен повседневному пластику, его можно интегрировать в вашу коллекцию тротуарной плитки.
Миф 2. Пластик сахарного тростника разлагается
Ложь! Пластмассы из сахарного тростника не поддаются компостированию и биоразложению, но это не обязательно плохо. Пластик из сахарного тростника может быть переработан на обычном предприятии по переработке, в отличие от биоразлагаемого пластика. Если бы сахарные пластмассы могли разлагаться биологически (или сжигались), это высвобождало бы захваченный в сахаре углекислый газ, высвобождая его в окружающую среду. Переработка, как обычно, удерживает углерод и позволяет повторно использовать пластик из сахарного тростника.
Даже если что-то помечено как биоразлагаемое, оно может вообще не разлагаться. Это связано с тем, что биоразлагаемость сильно зависит от факторов окружающей среды. Для биоразложения материала необходимы правильные условия тепла, света и влаги, чтобы организмы и бактерии разъедали материал, не оставляя следов. Многие биоразлагаемые материалы, отправляемые на свалки, не подвергаются условиям, необходимым для быстрого и эффективного разложения.
Миф 3. Пластик из сахарного тростника не является биопластиком
Ложь! Чтобы пластик считался биопластиком, он должен быть либо на биологической основе (полученный из биомассы), либо быть биоразлагаемым, либо быть комбинацией этих двух факторов. Итак, хотя мы уже подчеркивали, что сахарный пластик не является биоразлагаемым, его получают из биомассы — сахарного тростника.
Важно отметить, что не весь биоразлагаемый пластик полностью разлагается. Некоторые, особенно оксоразлагаемые пластики, представляют собой обычный пластик с добавкой, которая разрушает материал. Но вместо того, чтобы полностью разлагаться, они создают крошечные фрагменты исходного пластика, часто незаметные для человеческого глаза. Эти микропластики более вредны для окружающей среды, чем весь их статус, поскольку эти более мелкие частицы попадают в организм животных и попадают в пищевую цепь. Фактически, оксоразлагаемый пластик был включен в государственную программу поэтапного отказа от пластика из-за его негативного воздействия на окружающую среду.
Миф 4. Пластик сахарного тростника приводит к расчистке земель
Ложь! Использование сахарного тростника в качестве сырья — еще один способ защитить наши леса. Для производства 1 тонны целлюлозы для бумаги требуется 5 тонн древесины, а для производства такого же количества бумаги требуется всего 1,5 тонны целлюлозы из сахарного тростника.
Сахарный тростник также можно выращивать на земле, которую нельзя использовать ни для чего другого. Например, выращивание сахарного тростника на непригодных для использования землях в Бразилии фактически пополняет почву. Кроме того, пластик из сахарного тростника использует только 0,02% земли Бразилии.
Миф 5 — Пластик из сахарного тростника менее качественный по сравнению с пластиком на бензиновой основе
Ложь! Пластмассы из сахарного тростника имеют такой же химический состав, что и нефтехимические пластмассы, и их даже можно смешивать с «обычными» пластмассами для получения переработанных пластмасс.
Миф 6. Сахарный тростник удаляет из атмосферы CO
2Правда! Сахарный тростник улавливает CO 2 из окружающей среды по мере роста. По некоторым данным, каждый килограмм произведенного пластика из сахарного тростника удаляет 3,09кг CO 2 удаляется из воздуха.
В то время как большинство улавливающих углерод материалов (таких как древесина) выделяют этот углерод при сжигании, сахарные пластмассы перерабатываются, то есть поглощенный ими углерод не выбрасывается обратно в атмосферу. Сахарный тростник собирают каждый год, что позволяет новому урожаю улавливать и сохранять углерод. Чем больше сахарного тростника производится, тем больше углерода берется из атмосферы и хранится.
Миф 7. Пластик из сахарного тростника не экологичен.
Ложь! Как мы уже упоминали, сахарный тростник быстро становится устойчивым решением для менее экологически чистых упаковочных материалов, таких как пластик на масляной основе. Сахарный тростник считается возобновляемым и устойчивым ресурсом, в отличие от бумаги, которую обычно собирают в девственных лесах, которые быстро исчезают.
Процесс превращения сахарного тростника в экологически чистый пластик является сложным и включает первоначальное измельчение стеблей сахарного тростника для выделения сахарного сока. Следующая фаза измельчения еще больше разрушает сахар; затем это используется для создания биоэтанола — спирта на растительной основе. Этот биоэтанол можно использовать в качестве заменителя бензина или для производства пластика, молекулярно идентичного традиционному пластику, изготовленному из ископаемого топлива. Производители сахарных пластиков используют этот этанол в качестве биотоплива для производственных объектов, производящих этот новый устойчивый пластик, тем самым снижая свою зависимость от ископаемого топлива для работы этих объектов.
Миф 8. Пластик из сахарного тростника так же вреден для окружающей среды, как и обычный пластик.
Ложь! Есть несколько областей, в которых сахарные пластики предлагают значительные экологические преимущества по сравнению с нефтехимическими пластиками. К ним относятся:
- Улавливание углерода из сырья (сахара)
- Использование побочного продукта этанола для питания перерабатывающих предприятий
- Снижение энергопотребления при обработке
- Отсутствие выхода диоксида углерода при производстве
- Пригодность по окончании срока службы с существующей инфраструктурой и процессами
- Возможность повторного использования и переработки
- Уменьшение присутствия на свалке
Хотя сахарный пластик не является на 100% нулевым решением, он представляет собой значительное улучшение существующих вариантов нефтехимии, и его влияние легче регулировать, контролировать и компенсировать, чем варианты на основе нефти.
Как устойчивая и перспективная альтернатива, это наш лучший вариант по сравнению с традиционным пластиком. Его воздействие на окружающую среду на протяжении всей его жизни значительно снижается, и даже было отмечено, что сахарный пластик имеет более тесную биохимическую связь с природными материалами в нашей ДНК. Это означает, что в отличие от таких материалов, как BPA, использование нами этого материала в пластмассах, содержащих материалы, которые можно проглотить (например, бутылки с водой), намного безопаснее.
Как один из ведущих новозеландских поставщиков упаковки для предприятий, мы рады видеть жизнеспособную альтернативу пластику без снижения производительности и качества. Мы выступаем за устойчивые альтернативы в рамках нашей экологической политики и управления производством и распространением пластика.
Чтобы узнать больше о многих способах, которыми мы стремимся улучшить наше воздействие на окружающую среду, нажмите кнопку ниже.
Почему биопластики не решат мировую проблему пластмасс
Биопластики рекламируются отраслевыми маркетологами как решение проблемы пластикового загрязнения. Но идея о том, что бутылки и упаковку из растительного материала можно просто выбросить, а затем сломать и исчезнуть, ложна: переработка и повторное использование — единственные действенные стратегии.
Джим Роббинс • 31 августа 2020 г.
Coca-Cola называет его PlantBottle — новый вид перерабатываемой пластиковой тары, 30 процентов которой изготовлены из сахарного тростника и других растений, а остальные 70 процентов — из традиционного пластика на масляной основе. Компания заявляет, что упаковка PlantBottle в настоящее время составляет почти треть объема ее бутылок в Северной Америке и семь процентов во всем мире.
Означает ли PlantBottle, что гигантская компания по производству безалкогольных напитков решила одну из самых серьезных экологических проблем в мире — задушить мир пластиком на масляной основе, который никогда полностью не разлагается и не исчезает? Едва ли. Хотя на такие компании, как Coca-Cola и Pepsi, общественность оказывает давление с целью решить проблему загрязнения пластиком, они до сих пор не смогли найти материал или метод, столь же дешевый и эффективный, как одноразовый пластик.
Биопластики, входящие в состав PlantBottle компании Coke, рекламируются как важное решение мировой проблемы пластикового загрязнения. Но, несмотря на растущее стремление в последние годы создать органический пластик, который удовлетворяет потребности в продукте и после использования снова становится частью природы, создание дешевого и эффективного биопластика представляет собой серьезную проблему.
«Представление о том, что мы могли бы его использовать, выбросить, и неважно, куда вы его бросите, и оно благополучно исчезнет, не существует», — сказал Рамани Нараян, профессор Школы упаковки. в Университете штата Мичиган. «Никто не мог спроектировать что-то подобное, даже природа».
Вместо этого многие эксперты считают, что решение проблемы пластиковых отходов в основном заключается не в разработке более качественных биопластиков, а в перестройке мировой экономики с целью переработки гораздо большего количества пластика, чем повторно используется в настоящее время.
Ключевым шагом, по словам одного эксперта, является требование к компаниям, которые используют упаковку, играть ведущую роль в ее переработке и повторном использовании.
Действительно, недавнее исследование в журнале Science , автором которого являются исследователи, связанные с отчетом Pew, показало, что около 11 миллионов метрических тонн пластика теперь попадает в океаны каждый год — на 3 миллиона больше, чем предыдущие оценки. В исследовании говорится, что если мир продолжит свой нынешний курс стремительного роста потребления пластика, количество производимых пластиковых отходов утроится к 2040 году.
Единственным решением этой растущей проблемы, говорится в отчете Pew, является капитальный ремонт мировой пластиковой системы стоимостью 600 миллиардов долларов, которая повторно использует и перерабатывает пластик в экономике замкнутого цикла, наряду с другими, менее масштабными изменениями, включая биопластики. Если его рекомендации будут приняты, говорится в отчете Pew, пластиковые отходы могут быть сокращены на 80 процентов в течение следующих двух десятилетий.
Среди мер, предложенных в отчете, — отказ от пластиковой упаковки, где это возможно, замена ее бумагой или компостируемым материалом; разработка продуктов для эффективной переработки; увеличение механической переработки; расширение усилий по сбору и переработке в странах со средним и низким уровнем доходов, откуда поступает подавляющее большинство океанического пластика; и прекращение экспорта отходов пластика, что заставит страны, в которых образуются отходы, найти решение проблемы пластика.
Мэриан Чертоу, эксперт по промышленной экологии Йельской школы окружающей среды, говорит, что ключевым шагом является снятие с правительств ответственности за переработку и вместо этого требование к компаниям, которые используют упаковку, играть ведущую роль в ее переработке и повторном использовании.
«Это называется расширенной ответственностью производителя — возврат продукции, — говорит Чертоу. Правительства «должны сказать: «Мы не можем перерабатывать все это». Мы не можем оплатить все затраты на переработку. Мы должны работать с тобой, продюсером».
Новая бутылка PlantBottle от Coca-Cola на 30 процентов состоит из сахарного тростника и других растений, а остальное — из традиционного пластика на масляной основе. Кока-Кола
Представление о том, что промышленность несет финансовое бремя переработки материалов, которые она производит, начинает набирать обороты, и такие компании, как Nestle Waters, обещают поддержать шаги по внедрению расширенной ответственности производителя в индустрии напитков.
От берегов Северного Ледовитого океана до пляжей Средиземного моря и рек Индии пластик накапливается в ошеломляющих количествах, особенно в морской среде. Согласно исследованию, опубликованному в журнале Scientific Reports , Большое тихоокеанское мусорное пятно стало настолько большим, что его площадь в четыре раза превышает площадь Калифорнии. И этот пластик, который со временем распадается на наноразмерные частицы и потребляется организмами от водорослей до китов, никогда не исчезнет.
Так почему же биопластики, рекламируемые как важное решение пластиковой проблемы, не оправдали возложенных на них надежд?
Одноразовая пластиковая упаковка из масла — технически полиэтилентерефталата или ПЭТ — в которой продается большинство напитков и продуктов питания. Во многих отношениях это идеальная упаковка — прочная, легкая, универсальная, прозрачная и недорогая. . Он очень хорошо защищает продукты, сохраняет их свежими и даже может противостоять кислоте и давлению безалкогольных напитков, не разрушаясь и не становясь проницаемыми в течение месяцев или лет.
Биопластик должен воспроизвести эти функции, что и происходит с некоторыми продуктами. Двумя наиболее часто используемыми биопластиками являются PHA (полигидроксиалканоат), обычно изготавливаемый из сахаров, выращенных из водорослей, и PLA (полимолочная кислота), которая производится из сахара, содержащегося в таких культурах, как кукуруза и сахарный тростник. PLA стоит в десять раз дешевле PHA и поэтому более широко используется для одноразовых столовых приборов и разнообразной упаковки. PHA используется в качестве покрытия для внутренней части бумажных стаканчиков и медицинских изделий.
Однако ни один из этих биопластиков не получил широкого распространения, потому что они просто не сравнимы по прочности и другим свойствам с традиционным пластиком и стоят значительно дороже. Мировой рынок пластика оценивается в 1,2 триллиона долларов, а доля биопластика составляет 9 миллиардов долларов.
Если биопластики окажутся на свалках, они могут храниться веками и выделять метан, мощный парниковый газ.
Хотя оба биопластика, используемые в настоящее время, могут быть разрушены микроорганизмами и снова стать частью мира природы за короткий период времени, это происходит только в том случае, если пластик собирается и компостируется в тщательно контролируемых высокотемпературных промышленных компостных установках. — а их не так много, особенно в развивающихся странах, где проблема пластикового загрязнения наиболее остра.
Если биопластики окажутся на свалках, как это часто бывает, без достаточного количества кислорода для их разрушения, они могут храниться веками и выделять метан, мощный парниковый газ. Если их выбросить в окружающую среду, они представляют угрозу, аналогичную ПЭТ-пластику.
ТАКЖЕ НА YALE E360
Нагромождение: как китайский запрет на импорт отходов остановил глобальную переработку. Читать далее.
«Они в основном такие же, как пластик, и не разлагаются так, как думает большинство людей», — сказала Ребекка Берджесс, генеральный директор City to Sea, британской экологической некоммерческой организации, созданной для уменьшения количества пластика в океанах. «Они часто оказываются мусором, засоряющим наши улицы и океаны и убивающим морскую жизнь. Биопластики — «ложное решение», поскольку они предназначены для одноразового использования, а возможности их компостирования ограничены… Единственным решением является сокращение количества используемой нами одноразовой упаковки».
Недостатки биопластика на сегодняшний день не помешали маркетологам, таким как Coca-Cola, заявить, что проблема пластикового загрязнения решена. Например, они используют популярные, хотя и расплывчатые, термины «растительный», «биологический» или «компостируемый». «Маркетинг в этой области крайне оскорбителен», — сказал Тейлор Вайс, доцент Университета штата Аризона, занимающийся исследованием биопластиков на основе водорослей.
Даже 100-процентно растительная бутылка не является решением, как может показаться. Биопластики не только могут попасть в окружающую среду и разлагаться в течение многих лет, но и потому, что они сделаны из растений, они создают экологические проблемы, которые вызывает крупномасштабное сельское хозяйство. Сахара, используемые для производства биопластика, часто получают из трансгенных культур, обработанных гербицидами и пестицидами, и эти культуры выводят из производства землю, необходимую для пропитания растущего населения планеты. Это отражает проблемы, обнаруженные в биотопливе, которые также рассматривались как решение для окружающей среды. Эксперты говорят, что использование биопластика и биотоплива значительно увеличит площадь земель, необходимых для сельского хозяйства.
Пластиковые отходы у берегов реки Макелеле в Демократической Республике Конго. ДЖОН ВЕССЕЛС / AFP через Getty Images
А поскольку PLA, как правило, перерабатываются механическим способом — это означает, что они очищаются, измельчаются, переплавляются и превращаются в гранулы для повторного использования — они могут загрязнять поток отходов пластмасс на нефтяной основе, которые перерабатываются химически.
С другой стороны, ПГА могут быть получены из сахаров, выращенных в водорослях, поэтому они не влияют на производство продуктов питания. Но использование водорослей для производства биопластических ингредиентов обходится дорого, и могут пройти годы, прежде чем пластик PHA можно будет масштабировать до уровня, который существенно снизит стоимость.
Эксперты говорят, что проблемы массового внедрения биопластика показывают, насколько сложно будет заменить миллиарды пластиковых бутылок, загрязняющих планету.
«Серебряной пули не существует», — сказал Саймон Редди, который руководит программой Pew по пластику в океане и был автором недавнего отчета. Вместо этого необходимы различные новые подходы для капитального ремонта нынешней экономики. «Речь идет о разработке продуктов для переработки», — сказал он. «В настоящее время мы этим не занимаемся. Информация на этикетке о пластике расплывчата и непонятна. Возможность вторичной переработки должна быть на первом месте».
В 2017 году в Европе было переработано около 42% пластиковой упаковки, тогда как в США перерабатывается всего 8,4% пластика.
Небольшие успехи в области переработанного пластика. Компания Evian, производитель родниковой воды, недавно выпустила бутылку, изготовленную из 100% переработанного ПЭТ. Компания заявляет, что ее цель — стать так называемым «полностью замкнутым кругом» — к 2025 году все ее бутылки будут изготавливаться из 100-процентного переработанного пластика. А Coca-Cola пообещала перерабатывать одну пластиковую бутылку на каждую проданную бутылку к 2030 году.
Альтернативы традиционным ПЭТ-бутылкам постепенно разрабатываются, хотя и в небольших масштабах.
Депозиты на пластиковых бутылках также помогли повысить уровень вторичной переработки, особенно в Европе, где 10 стран ввели небольшие депозиты на пластиковые бутылки и добились впечатляющих результатов, в том числе 97% в Норвегии.
Альтернативы традиционным ПЭТ-бутылкам постепенно разрабатываются, хотя и в небольших масштабах. Carlsberg, датская пивоварня, говорит, что потратила пять лет на разработку бумажной бутылки, облицованной биопластиком. Производитель спиртных напитков Johnnie Walker говорит, что в следующем году он выпустит бумажную бутылку без пластика для ограниченной серии своего виски.
А ведущая голландская химическая компания Avantium, работающая с Coca-Cola, только что объявила о разработке 100-процентной бутылки на растительной основе из PEF — полиэтиленфураноата, который производится из сахаров. Avantium заявляет, что ее бутылка лучше, чем ПЭТ, в качестве контейнера для газированных напитков и других продуктов, и полностью разлагается за год в установке для компостирования и за несколько лет в естественной среде. «Это действительно материал нового поколения, который люди искали», — сказал отраслевому журналу Том ван Акен, генеральный директор Avantium.
Но некоторые скептики говорят, что Avantium должна опубликовать подробности своего заявления, прежде чем ее технологию можно будет считать жизнеспособным решением. И даже если эта пластиковая технология окажется столь же полезной, как утверждает компания, компании потребуется увеличить производство, чтобы заменить ПЭТ, на что потребуются годы.
Пока такие разработки представляют собой небольшие шаги по сравнению с ростом спроса на пластиковую тару, особенно в развивающихся странах, где ежегодно используются миллиарды бутылок. Переработка традиционных пластиковых бутылок является огромной проблемой для стран с низким и средним уровнем дохода, во многих из которых практически нет систем переработки.