Hoće li PEF zamijeniti PET?

Hoće li PEF zamijeniti PET?

(Bio-PEF ima velike izglede da će zamijeniti PET u sektoru boca za napitke, ali i za izradu filma i vlakana / Izvor fotografije: Avantium)

U odnosu na PET, poli(etilen-furanoat) ima znatno bolja svojstva koja su ključna za primjene. To su, prije svega, barijerna svojstva koja se teško postižu kod najvećeg broja bioplastike. PEF ima i bolja mehanička svojstva od PET-a, ima višu rasteznu čvrstoću, a mogu se postići manje težine boca i superiorna toplinska postojanost

Aleksandra Mihajlović

Klasi poliestera pripadaju i PEF i PET. PEF se dobiva iz biljaka, tradicionalni PET iz fosilnih izvora, a bio-PET je djelomice iz bioosnove i po svojstvima se ne razlikuje od PET-a fosilnoga porijekla. Predviđa se da će PEF s vremenom zamijeniti PET iz više razloga.

Poli(etilen-furanoat) – PEF je plastomerni poliester koji se dobiva iz etilen-glikola i furanske dikarboksilne kiseline. Polazna sirovina za proizvodnju PEF-a jest šećer koji se dobiva iz biljaka.

Biljke su izvor voćnog šećera fruktoze koji se dehidratacijom prevodi u 5-metoksimetil-furfurol. On se oksidacijom i uz prečišćavanje prevodi u furansku dikarboksilnu kiselinu (FDCA) koja je zajedno sa etilen-glikolom (EG) osnovna sirovina za polimerizaciju u PEF. Smatra se kako PEF ima potencijal zamijeniti zasad najviše korišteni poliester – PET i često ga nazivaju poliesterom nove generacije. Razlozi za ovo jesu, prije svega, bolja mehanička i barijerna svojstva od PET-a, kao i mogućnost dobivanja u potpunosti iz tzv. obnovljivih izvora.

Razvoj PET-a iz bioosnove započeo je prije više godina kada je dobiven etilen-glikol iz biljaka. Tada je lansirana “PlantBottle” s oko 30 % biljnog sadržaja, dok se na razvoj tereftalne kiseline iz bioosnove čekalo nešto duže. PEF kod poklonika bioplastike ima prednost u odnosu na PET jer je njegov razvoj kompletno zasnovan na biološkoj osnovi. Trenutno se za proizvodnju PEF-a koristi sirup fruktoze. Izvor fruktoze u SAD-u je kukuruz kao dominantna biljka, dok je u Europi to pšenica. Ubuduće bi se za proizvodnju industrijskog šećera mogla koristiti drvna biomasa ili poljoprivredni otpad.

Strukturna formula PET-a Strukturna formula PEF-a

 

Kukuruz je u SAD-u glavna sirovina za dobivanje industrijskog šećera

Svojstva PEF-a

U odnosu na PET, poli(etilen-furanoat) ima znatno bolja svojstva koja su ključna za primjene. To su, prije svega, barijerna svojstva koja se teško postižu kod najvećeg broja bioplastike. Barijerna svojstva za kisik bolja su 6 puta od PET-a, za ugljikov dioksid 3 puta i za vlagu 2 puta. PEF ima i bolja mehanička svojstva od PET-a. Staklište Tg više je (što je važno npr. s gledišta vrućeg punjenja), a talište Tm niža je, što znači da se preradba vrši pri nižim temperaturama. PEF ima višu rasteznu čvrstoću i veće vrijednosti modula (višu krutost). Pri kompaundiranju (smješavanju) PEF-a koristi se manje dodataka.

Također, mogu se postići manje težine boca i superiorna toplinska postojanost bez temperiranja boca pre vrućeg punjenja. To znači da se PEF boce mogu puniti pri temperaturi od oko 93 °C. Kao i svaki plastomer, može se reciklirati. Pri ulasku u struju recikliranja PET-a, do 5 % PEF-a ne utječe na kvalitetu recikliranog PET-a. Iz ovih razloga, preporučuje se ugradnja infracrvenih senzora na linijama za sortiranje kako bi se izbjeglo moguće miješanje otpada. Moguće je i recikliranje PEF-a postupkom „od boce do boce“.

U toku je rješavanje nekih tehničkih problema koji su se javljali i pri uvođenju PET-a za boce. Naime, u početku su boce od PEF-a imale žućkastu nijansu. Sada je taj problem uglavnom riješen i nije moguće razlikovati prozirnost PET-a i PEF-a.

Bio-PET i razvoj PEF-a

U razvoju bioplastike prevaljen je dugačak put te neki PEF čak nazivaju bioverzijom PET-a. Početak se bilježi 2009. kada je Coca-Cola lansirala na tržište “PlantBottle” kao prvu PET bocu dijelom iz biljnih izvora. Partnerstvo tvrtki Toray i Gevo dovelo je do proizvodnje PET-a potpuno iz bioosnove sredinom 2011. Krajem iste godine firma Avantium otvorila je u Nizozemskoj pilot-postrojenje za proizvodnju PEF-a. Tada je i Coca-Cola najavila početak istraživanja s tvrtkama Virent, Gevo i Avantium koje se bave bioplastikom.

Sredinom 2012. Coca-Cola, Ford, Heinz, Nike i P&G najavili su formiranje projekta Plant PET Technology Collaborative (PTC) za razvoj materijala u potpunosti iz biološke osnove. Godine 2014. Avantium je zatvorio financijsku konstrukciju od 50 milijuna USD u konzorciju koji čine Swire Pacific, Coca-Cola, Danone, Alpla i postojeći dioničari. Tvrtka Avantium započela je 2016. pripreme za komercijalnu proizvodnju FDCA, kao komonomera za PEF, i PEF-a. Iste godine u posao se uključio i kemijski gigant BASF koji s tvrtkom Avantium ima zajedničko ulaganje Synvina u Nizozemskoj. Industrijsko postrojenje s godišnjim kapacitetom od 50.000 tona PEF-a nalazit će se na lokaciji BASF-a u Antwerpenu u Belgiji.

Prvi stupanj razvoja PET boca “PlantBottle” (izvor fotografije: BASF)

 

Primjene PEF-a

Poli(etilen-furanoat) ima jednake primjene kao i PET. To su, prije svega, svi tipovi boca za različite namjene (voda, gazirani napici, sokovi, pivo itd.), vlakna (podne obloge, namještaj, tkanine, filtri, industrijska vlakna) i ravni film.


*Izvori:

www.avantium.com

www.synvina.com

Komentari su zatvoreni