Ekoplast zo Slovenska

  • 25.03.2013
  • Plastové obaly
Ekoplast zo Slovenska

Slovenská veda opäť urobila dieru do sveta! Ústav polymérov SAV a Ústav polymérnych materiálov Fakulty chemickej a potravinárskej technológie STU (FCHPT STU) vytvorili receptúru - technológiu výroby a spracovania nového biodegradovateľného polymérneho materiálu na báze surovín z obnovitelných zdrojov.Podobné materiály sa v súčasnosti využívajú len minimálne.

Dnešné plasty sú vytvorené prevažne z nerecyklovateľných surovín, a preto neúmerne zaťažujú životné prostredie. Negatívne vplyvy týchto plastov môžeme vidieť všade okolo nás... V spoločnosti preto nastáva potreba vytvorenia takého „plastového materiálu“, ktorý bude recyklovateľný, pričom vhodne poslúži ako ekologický obalový materiál.


CHARAKTERISTIKA MATERIÁLU

Nový biodegradovateľný materiál od slovenských vedcov je založený na obnoviteľných zdrojoch surovín. Základnými polymérmi sú kyselina polymliečna (PLA) a polyhydroxybutyrát (PHB). PLA sa syntetizuje polymerizáciou kyseliny mliečnej, alebo z dilaktidu. Oba tieto monoméry sa vyrábajú fermentáciou škrobu. Polyhydroxybutyrát je bakteriálny polyester, ktorý sa vyrába biotechnologicky, keď vhodné baktérie spotrebovávajú ako zdroj živín cukry a syntetizujú z nich PHB, ktorý sa následne izoluje. Nevýhodou oboch polymérov je ich krehkosť, teda nízka flexibilita, najmä tenkostenných výrobkov a zároveň, najmä v prípade PHB, veľmi vysoká citlivosť na termickú degradáciu počas spracovania.

 
  

„Riešenie, ktoré je predmetom prihlášky vynálezu, spočíva v príprave zmesi týchto dvoch polymérov a niektorých aditív alebo modifikátorov, pochádzajúcich tiež z obnoviteľných zdrojov surovín, pričom zmiešaním dvoch krehkých polymérov vzniká zmes, ktorá je húževnatá. Okrem toho má táto zmes zvýšenú odolnosť voči degradácii počas spracovania,“ vysvetľuje doc. Pavel Alexy z Oddelenia plastov a kaučuku na FCHPT STU v Bratislave, jeden zo spoluautorov projektu.

 
  

Okrem uvedených polymérov možno do zmesi pridať aj škrob spolu so zmäkčovadlom. Vznikne tak multikomponentná zmes na báze polymérov z obnoviteľných zdrojov, ktorá má širokú variabilitu spracovateľských a fyzikálno-mechanických vlastností v závislosti od zloženia a technológie prípravy. Navyše, na rozdiel od napríklad oxobio plastov, tieto materiály neobsahujú žiadne prodegradanty. Nakoľko ide o polyesterovú bázu, tieto materiály, pokiaľ sa nedostanú do biologicky aktívneho prostredia, sú dostatočne stabilné (odolné voči vonkajším vplyvom) a teda dlhodobo skladovateľné bez poklesu mechanických vlastností.

VYSOKÝ APLIKAČNÝ POTENCIÁL

Na rozdiel od doteraz známych porovnatelných materiálov sa novinka zo Slovenska vyznačuje oveľa lepšími mechanickými vlastnosťami, najmä vysokou flexibilitou a húževnatosťou. Tieto atribúty dávajú materiálu vysoký aplikačný potenciál najmä pre využitie v obalovej technike. Rôzne fólie, kelímky, ale aj flaše a ich uzávery, odteraz môžu byť „zelené“. Perspektívne sa počíta aj s aplikáciou nového polyméru v niektorých vstrekovaných výrobkoch, dutých vyfukovaných výrobkoch a podobne.

Plasty boli až doteraz doménou ropy a jej derivátov. Z trhu postupne vytlačili predovšetkým kovové materiály. Okrem nižšej hmotnosti bola pri tomto prechode z kovu na plast rozhodujúca aj cena., ktorá je omnoho nižšia. Môže nový materiál konkurovať aj v tejto oblasti? Technológia na jeho výrobu a spracovanie, ako aj surovinová základňa už teraz umožňujú vyrobiť materiál za ceny, ktoré sa približujú cenám komoditných plastov vyrobených na ropnej báze. Spoločnosť by tak získala reálnu náhradu tzv. ropných plastov, najmä v obalovej technike.

 
  

PRENIESŤ NÁPAD DO PRAXE

Jedna vec je vyvinúť niečo nové a druhá, možno ešte zložitejšia, je presadiť sa s nápadom na trhu. Prvým krokom je ochrániť si vynález patentom. Nový biodegradovatelný materiál je predmetom prihlášky vynálezu na Slovensku, ale aj na celom svete. Ani ocenenie na svetových súťažiach na seba nenechalo dlho čakať. Zlatú medailu získal na výstave vynálezov 2012 TAIPEI  INTERNATIONAL  INVENTION SHOW AND TECHNOMART na Taiwane.

Druhým krokom je otestovanie vhodnosti spracovania laboratórne vyvinutého biodegrado- vateľného materiálu technológiou vstrekovania a príprava materiálu na prevádzkové skúšky v rámci prenosu výsledkov výskumu do praxe. Na základe tejto potreby Slovenský Plastikársky Klaster (SPK), ktorý združuje producentov plastov spolu s výskumnými a vývojovými inštitúciami (SAV, STU BA), uzatvoril s Ministerstvom školstva, vedy, výskumu a športu Slovenskej republiky v roku 2012 Zmluvu o poskytnutí dotácie na vedecko-technické služby.

Dotácia sa poskytuje na činnosti podporujúce prenos výsledkov výskumu a vývoja členov SPK  do praxe, zvýšením zainteresovanosti podnikateľskej sféry na spolupráci s vedeckými a výskumnými inštitúciami pri transformácii výstupov výskumu a vývoja do inovačných procesov vytvorením predpokladov na zvyšovanie ich uplatnenia vo výrobno-technologickom procese. Dotácia je zameraná na podporu vedecko-technických služieb v oblasti biodegradačných plastov a ich spracovania. Je financovaná zo štátneho rozpočtu.

 
  

Doposiaľ prebehla aplikácia výroby tohto materiálu v laboratórnych podmienkach. Bol vytvorený materiál, ktorý spĺňa parametre materiálu na vstrekovanie. Táto etapa bola charakterizovaná prípravou širokej škály zmesí, z ktorých sa optimalizačným postupom navrhne receptúra na poloprevádzkové a prevádzkové overovanie. V poloprevádzkových podmienkach sa vyrobilo 150 kg materiálu, ktorý sa v súčasnosti v prevádzkových podmienkach vstrekuje. Prevádzkové testovanie sa uskutočňuje v zmysle uzatvorenej Zmluvy v členskej plastikárskej organizácii SPK - vo firme Esox - plast s. r. o., Uhorská Ves. Testovaním sa zisťujú optimálne vlastnosti vstrekovania, ako aj mechanické vlastnosti výrobku.

Na základe preskúmania výsledkov sa predpokladá úprava receptúry s tým, že sa plánuje doriešiť jedna až dve varianty biodegradovateľného materiálu. Pritom bude pravdepodobne potrebné upraviť reologické, prípadne aj fyzikálno-mechanické vlastnosti navrhovanej zmesi. Až následne sa pristúpi k výrobe nultej série biodegradovateľných obalov, alebo obalových prvkov pre reálnu aplikáciu. Po úspešnom preskúmaní jeho využiteľnosti v obalovej technike by mohlo nasledovať overenie jeho využitia aj v iných oblastiach.

Ďalší osud materiálu teraz závisí od výsledkov prvých testov a zabezpečenia finančného krytia projektu. V prípade, že by sa našiel investor, autori sú schopní pripraviť materiál na veľkovýrobu v horizonte jedného až dvoch rokov.

Projekt bol financovaný z dotácie Ministerstva školstva, vedy, výskumu a športu Slovenskej republiky.

  • autor:
  • SLOVENSKÝ PLASTIKÁRSKY KLASTER
  • SLOVENSKÝ PLASTIKÁRSKY KLASTER

    SLOVENSKÝ PLASTIKÁRSKY KLASTER

    Záujmové združenie nezávislých právnických osôb a pridružených inštitúcií, ktoré sú regionálne a nadregionálne prepojené s potenciálom zvyšovania konkurencieschopnosti v plastikárskej oblasti.



Mohlo by vás tiež zaujímať