Obiecująca przyszłość tworzyw biodegradowalnych w krajach Europy Środkowej

MAPA DROGOWA – OD NAUKI DO INNOWACJI W ŁAŃCUCHU WARTOŚCI

This project is implemented through the CENTRAL EUROPE Programme co-financed by the ERDF

2

SPIS TREŚCI 1. PROJEKT PLASTICE

4

2. GŁÓWNE WYZWANIA DLA KRAJÓW EUROPY ŚRODKOWEJ

5

3. ROZWÓJ ŁAŃCUCHA WARTOŚCI

7

4. PRACE BADAWCZO-ROZWOJOWE

11

4.1. Charakterystyka właściwości fizycznych polimerów dostępnych na rynku

11

4.2. Charakterystyka składu i budowy cząsteczkowej dostępnych na rynku materiałów polimerowych

12

4.3. Chemiczna modyfikacja właściwości polimerów

12

4.4. Fizyczna modyfikacja właściwości polimerów

13

4.5. Optymalizacja procesu przetwarzania polimerów biodegradowalnych

13

4.6. Wsparcie dla rozwoju przemysłowych procesów produkcyjnych

14

4.7. Badania właściwości użytkowych

15

4.8. Badanie biodegradacji i kompostowalności

16

5. KONTAKTY

17

6. SŁOWNIK POJĘĆ

18

ZAŁĄCZNIK – CASE STUDIES

23

3

1. PROJEKT PLASTICE Realizacja projektu PLASTiCE rozpoczęła się w kwietniu 2011 roku w ramach Programu Europa Środkowa. Bierze w nim udział trzynastu partnerów – w tym przedsiębiorstwa, organizacje wspierające biznes oraz instytucje badawcze – z Włoch, Polski, Słowacji oraz Słowenii. Połączenie potencjału partnerów projektu miało na celu określenie przeszkód w rozwoju łańcucha wartości tworzyw zgodnych z zasadą zrównoważonego rozwoju oraz promocję takich tworzyw. Szczególnie dotyczy to tworzyw biodegradowalnych.

Głównym celem projektu jest „określenie ram do działań na rzecz rozwoju rynku tworzyw biodegradowalnych w krajach Europy Środkowej jako innowacyjnego obszaru testowego dla nowych zastosowań produktu w wybranych sektorach przemysłu”. Sektor przemysłowy o największym potencjale bezpośredniego wykorzystania tworzyw biodegradowalnych to opakowania (opakowania żywności, siatki i wyroby spienione). Branża ta obejmuje produkcję worków do zbiórki i kompostowania zielonych odpadów oraz toreb używanych do pakowania towarów w supermarketach, które to torby podlegają coraz ostrzejszej kontroli pod kątem wymagań ochrony środowiska. Tworzywa biodegradowalne mogą być również wykorzystane do produkcji innych wyrobów jednorazowych (talerze i miski, kubki do zimnych napojów, sztućce) lub wyrobów do specjalnych zastosowań (akcesoria sportowe, rolnictwo), a ich użycie nie ogranicza się do wymienionych sektorów.

Celem niniejszego opracowania „mapy drogowej” jest wsparcie w Europie Środkowej współpracy instytucji badawczych oraz przedsiębiorstw w dziedzinie konkretnych zastosowań przyjaznych środowisku tworzyw biodegradowalnych. Stanowiąca połączenie wiedzy i kompetencji właściwych instytucji mapa prowadzi producentów przez cały proces: od badań po komercjalizację nowych przyjaznych dla środowiska biodegradowalnych tworzyw oraz ich zastosowanie. Przytoczone studia przypadku ilustrują zaś istotne kwestie, jakie należy brać pod uwagę, rozpoczynając produkcję tworzyw biodegradowalnych i wyrobów z nich wykonanych.

Dokument ten został opracowany w ramach Pakietu Zadaniowego WP3 projektu Rozwój innowacyjnej środokowoeuropejskiej sieci tworzyw przyjaznych środowisku (PLASTiCE), współfinansowanego w ramach Programu Europa Środkowa przez Europejski Fundusz Rozwoju Regionalnego.

4

2. GŁÓWNE WYZWANIA DLA KRAJÓW EUROPY ŚRODKOWEJ Przemysł tworzyw w Unii Europejskiej to ponad 59 000 przedsiębiorstw – głównie małych i średnich – generujących obroty ok. 300 miliardów euro rocznie.1 Mimo że kryzys gospodarczy w Unii z lat 2008–2012 negatywnie wpłynął na wyniki wielu sektorów przemysłu, rynek tworzyw Europy Środkowej po dwuletnim okresie spadku ponownie dynamicznie wzrasta. W ostatnich trzech latach w sektorze tym obserwowaliśmy rozmaite fuzje i przejęcia, ale także wzrost szans rynkowych nowych zastosowań w branżach samochodowej i lotniczej, medycynie, elektronice oraz AGD. Z względu na kwestie ekologiczne, zagospodarowanie odpadów z tworzyw sztucznych w dalszym ciągu stanowi jednak przedmiot zainteresowania europejskich decydentów. Tworzywa są obecne w niemal wszystkich zastosowaniach, a popyt na nie z każdym rokiem wzrasta. Stanowi to wyzwanie dla gospodarki odpadami i znacząco wpływa na środowisko, bowiem tylko niewielka część odpadów z tworzyw podlega recyklingowi.

W marcu 2013 roku Komisja Europejska opracowała „ZIELONĄ KSIĘGĘ w sprawie europejskiej strategii dotyczącej odpadów z tworzyw sztucznych w środowisku” 2, stanowiącą część szerszego europejskiego prawodawstwa dotyczącego odpadów. Do czasu opracowania dokumentu odpady te zostały uwzględnione jedynie w Dyrektywie 94/62/EC w sprawie opakowań i odpadów opakowaniowych, która ustanawia konkretne środki związane z recyklingiem odpadów z gospodarstw domowych. Istotny krok w kierunku odpowiedzialności producenta za gospodarkę odpadami stanowi natomiast Dyrektywa Komisji Europejskiej w sprawie odpadów 2008/98/EC (artykuł 8). W roku 2011 europejski przemysł tworzyw wystąpił z ideą wprowadzenia zasady zero

tworzyw na składowiskach do roku 2020. Jeżeli Komisja Europejska i rządy zdecydują się na jej przyjęcie, będzie to poważne wyzwanie dla krajów Europy Środkowej, gdzie znaczna część odpadów z tworzyw trafia na składowiska. Światowa Rada Biznesu na Rzecz Zrównoważonego Rozwoju przewiduje, że aby sprostać popytowi na produkty z tworzyw i ich zastosowania, potrzebny byłby cztero-, a wręcz dziesięciokrotny wzrost efektywności wykorzystania zasobów naturalnych do roku 2050 3. Obecnie tanie tworzywowe gadżety, nietrwałe zabawki, torby na zakupy oraz inne jednorazowe produkty są często dostępne po cenach niewspółmiernych do ich kosztów środowiskowych4. System odzwierciedlający rzeczywiste koszty środowiskowe, od wydobycia surowców po produkcję, dystrybucję i unieszkodliwianie, byłby pomocny

w

opracowaniu

nowych

rozwiązań,

na

przykład

wprowadzaniu

tworzyw

biodegradowalnych.

Chociaż Europa rozumiana jako całość była w ostatniej dekadzie globalnym liderem w dziedzinie tworzyw biodegradowalnych, także Stany Zjednoczone i kraje azjatyckie dynamicznie rozwijają możliwości ich zastosowania. Europa Środkowa w dalszym ciągu pozostaje w tyle, jeśli chodzi o 1 Plastics – the Facts 2012, An analysis of European plastics production, demand and waste data for 2011, PlasticsEurope, 2012, page 3 2 Green Paper “On a European Strategy on Plastic Waste in the Environment”, Brussels, 7.3.2013, COM(2013) 123 final 3 Communication from the Commission to the European parliament, the council, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions, Roadmap to a Resource Efficient Europe, Brussels, 20.9.2011, COM(2011) 571 final, page 2 4 Green Paper “On a European Strategy on Plastic Waste in the Environment”, Brussels, 7.3.2013, COM(2013) 123 final, page 15

5

troskę o produkcję i stosowanie tworzyw biodegradowalnych. Zaangażowani w projekt PLASTiCE pionierzy z obszaru przemysłu zwrócili uwagę na następujące przeszkody: 

należy poprawić właściwości funkcjonalne tworzyw biodegradowalnych;



istotne jest zdobywanie know-how w zakresie przedłużenia dopuszczalnego czasu przechowywania opakowań biodegradowalnych;



proces przejścia od tworzyw tradycyjnych do biodegradowalnych winien być lepiej zarządzany, we współpracy z partnerami zewnętrznymi, m.in. dostawcami materiałów oraz instytutami badawczymi;



systemowi

zagospodarowania

wspomagająca

segregację

i

odpadów

winna

oddzielanie

towarzyszyć

tworzyw

infrastruktura

biodegradowalnych

od

konwencjonalnych.

Zgodnie

z

przewidywaniami

Global

Industry

Analysts

Inc.,

globalny

rynek

polimerów

5

biodegradowalnych może osiągnąć do roku 2017 wartość 1,1 miliona ton . Wspierając rozwój tworzyw biodegradowalnych, w swoim dokumencie Plan działań na rzecz Europy efektywnie

korzystającej z zasobów („mapa drogowa”) Komisja Europejska postawiła istotny kamień milowy: Przed rokiem 2020 odkrycia naukowe i nieustanne wysiłki na rzecz innowacji znacznie poprawiły sposób, w jaki rozumiemy pojęcie wartości zasobów, zarządzamy nimi, użytkujemy je, odzyskujemy, zastępujemy i chronimy. Stało się to możliwe dzięki intensyfikacji inwestycji, spójności w podejmowaniu społecznych wyzwań efektywnego wykorzystania zasobów, zmianie klimatu oraz korzyściom wynikającym inteligentnych specjalizacji i współpracy w europejskiej przestrzeni badawczej.6 W latach 2014–2020 Komisja Europejska skupi, więc w swoich rękach kwestie finansowania prac badawczych, między innymi wspierania innowacyjnych rozwiązań w dziedzinie tworzyw biodegradowalnych.

Biorąc pod uwagę powyższe zagadnienia, głównym motorem rozwoju łańcucha wartości tworzyw biodegradowalnych w Europie Środkowej są: wzrastające zapotrzebowanie na opakowania i produkty jednorazowe, większa świadomość użytkowników końcowych, presja związana z zakazami składowania odpadów tworzywowych, nieprzewidywalność cen ropy w następnej dekadzie oraz postęp technologiczny w dziedzinie polimerów biodegradowalnych.

Mapa drogowa łańcucha wartości koncentruje się na przyjaznych dla środowiska tworzywach biodegradowalnych, szczególnie polimerach kompostowalnych (zgodnych z normami EN13432, EN 14995, ASTM D6400, ASTM D6868, ISO17088, AS 4736, AS 5810 oraz ISO 18606), projektowanych z myślą o kompostowaniu w warunkach tlenowych instalacji komunalnych i przemysłowych, bazujących na zasobach odnawialnych oraz nieodnawialnych, stosowanych w opakowaniach, cateringu lub rolnictwie i dostępnych na rynku europejskim na średnią lub dużą skalę.

5 Biodegradable polymers. A global strategic business report, 2012 (www.strategyr.com) 6 Communication from the Commission to the European parliament, the council, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions, Roadmap to a Resource Efficient Europe, Brussels, 20.9.2011, COM(2011) 571 final, page 9

6

3. ROZWÓJ ŁAŃCUCHA WARTOŚCI Jeśli chodzi o strukturę łańcucha wartości tworzyw biodegradowalnych, jest ona porównywalna z analogicznym łańcuchem tworzyw tradycyjnych. W przypadku tych ostatnich większą uwagę zwraca się jednak na procesy recyclingu i wtórnego użycia, podczas gdy w przypadku tworzyw biodegradowalnych pod uwagę brane są procesy ich rozkładu i kompostowania.

Europejskie dyrektywy dotyczące gospodarki odpadami Krajowe prawo dotyczące gospodarki odpadami Systemy certyifkacji

Przetwórcy tworzyw

sztywnych lub giętkich

Producenci i przetwórcy tworzyw biodegradowalnych

Dystrybutorzy, sprzedawcy detaliczni produktów w opakowaniach biodegradowalnych

Dystrybutorzy, sprzedawcy detaliczni opakowań biodegradowalnych

Ponowne wykorzystanie i recykling Kompostowanie

Przemysł (opakowania żywności, kosmetyków i leków…)

Użytkownicy

Dostawcy surowców

Instytucje badawcze

Organizacje publiczne i non-profit odpowiedzialne za kampanie społeczne, szkolenia i doradztwo

Na każdym etapie łańcucha wartości pokonać należy konkretne przeszkody w pracach badawczo-rozwojowych.

Charakterystyka polimerów dostępnych na rynku

Modyfikacja chemicznych i fizycznych właściwości polimerów

Przetwórstwo polimerów

Zaprojektowani e efektywnych warunków produkcji przemysłowej

Właściwości użytkowe tworzyw biodegradow alnych

Badania biodegradacji i kompostowalności

Przedsiębiorstwa planujące rozpoczęcie produkcji tworzyw biodegradowalnych lub modyfikację aktualnych procesów pod kątem tych tworzyw i ich zastosowań, staną prawdopodobnie przed koniecznością zmierzenia się z poniższymi kwestiami. Mapa drogowa stanowi podstawowy zestaw odpowiedzi na najważniejsze pytania. Aby uzyskać więcej informacji, należy skontaktować się z krajowym punktem informacyjnym.

7

Pytanie 1.: Jakie polimery biodegradowalne będą najwłaściwsze w przypadku mojej obecnej technologii przetwórstwa?

oczekiwane

Należy wziąć pod uwagę właściwości

(wilgotność,

fizyczne polimerów dostępnych na rynku.

temperatura) oraz warunków przetwarzania

Takie działania obejmują ocenę stabilności

wybranych materiałów polimerowych, a

termicznej, temperatury mięknienia oraz

także

właściwości mechanicznych.

produktów bazujących na tych materiałach.

Pozwoli

to

wybrać

na

rynku

standardy

Jednocześnie

da

wiedzę

jakości. na

temat

konkretnych warunków przechowywania światło

warunków

słoneczne

i

przechowywania

polimer

Zdobędzie się w ten sposób informacje o

najbardziej właściwy ze względu na obecną

frakcji produktu nie nadającej się do

technologię

recyklingu.

przetwórstwa

oraz

przewidywane zastosowania.

Więcej informacji znaleźć można na stronie

Więcej informacji znaleźć można na stronie

12.

11.

Można również wziąć pod uwagę skład oraz strukturę molekularną polimerów do konkretnych zastosowań.

Pytanie 3.: W jaki sposób chemicznie dostosować własności dostępnych materiałów polimerowych do konkretnych potrzeb produkcyjnych?

Pytanie 2.: W jaki sposób upewnić się, że wybrany biodegradowalny materiał polimerowy ma cechy właściwe dla danego zastosowania? Które parametry należy mieć na uwadze, by zagwarantować jakość produktu oraz biodegradowalność na końcu cyklu życia? W jaki sposób zweryfikować powtarzalność właściwości dostarczanego materiału polimerowego?

Należy

Powinno się wziąć pod uwagę skład

Więcej informacji znaleźć można na stronie

oraz budowę cząsteczkową polimerów do

12.

konkretnych zastosowań.

Można

Działania takie obejmują ocenę właściwości

badawczy, który może doprowadzić do

produktów końcowych, określenie rodzaju

opatentowania procesu.

zanieczyszczeń

wpływających

Działania

partia

materiału

spełni

wprowadzenie

ułatwiająca zadruk).

Pozwoli to na dopasowanie własności materiału do konkretnych wymagań.

właściwy do danego zastosowania oraz dostawcę

łańcucha,

zastosowanie

powierzchni produktu (na przykład folia

Pozwoli to wybrać materiał polimerowy przez

obejmują

polimerów funkcjonalnych oraz modyfikację

na

dostarczona

takie

przedłużaczy

rodzaj wypełniacza.

że

chemiczne

zmodyfikowanie właściwości polimerów.

przetwórstwo materiału oraz zawartość i

zagwarantuje,

rozważyć

8

również

rozważyć

projekt

Pytanie 4.: W jaki sposób fizycznie dostosować własności dostępnych materiałów polimerowych do konkretnych potrzeb?

skrócenie

Należy

badania aplikacyjne, w tym stosowanie

rozważyć

zmodyfikowanie

czasu

przebywania

w

urządzeniach przetwórczych. Jeżeli jest to niemożliwe

(np.

temperatura

topnienia

materiału jest zbyt wysoka), zaleca się

właściwości poprzez zastosowanie metod

stabilizatorów,

fizycznych.

plastyfikatorów

Obejmuje to tworzenie wieloskładnikowych

ograniczających

materiałów przez dodanie plastyfikatorów,

degradacji.

kompatybilizatorów, wypełniaczy (najlepiej

Pozwoli to na korzystanie z dostępnych

biodegradowalnych) lub mieszanie z innym

urządzeń w ich obecnym stanie lub z

polimerem biodegradowalnym.

niewielkimi modyfikacjami technologii, bez

Pozwoli to na dopasowanie właściwości

potrzeby inwestowania w całą nową linię

materiału do konkretnych wymagań, w tym

produkcyjną.

na obniżenie ceny materiału.

Więcej informacji znaleźć można na stronie

Więcej informacji znaleźć można na stronie

13.

13.

Można

Można również rozważyć konkretne prace

stosowane prowadzące do opracowania

badawcze ukierunkowane na zasadniczą

odpowiedniej

poprawę

przetwórstwa,

konkretnego materiału biodegradowalnego

ostatecznych własności oraz zachowania się

na wybranych maszynach i przy ustalonych

materiału w danym zastosowaniu.

parametrach.

Pytanie 5.: Co należy zrobić, jeśli pojawią się problemy w trakcie przetwarzania na linii produkcyjnej?

Pytanie 6.: W jaki sposób dostosować parametry produkcyjne danego procesu technologicznego?

Winno

parametrów

się

rozważyć

zoptymalizowanie Winno

przetwórstwa

lub

również

się

polimerów procesów

biodegradowalnych.

przedłużaczy

łańcucha,

innych

metod

niekorzystny

wpływ

rozważyć

technologii

rozważyć

badania

przetwarzania

wsparcie

przemysłowego

rozwoju

wytwarzania

danego produktu.

Działania takie obejmują zidentyfikowanie Działania takie obejmują badanie tworzywa najwłaściwszych zakresów temperatur na biodegradowalnego

w

laboratoryjnych

każdym etapie produkcji. W większości warunkach produkcji, badania pilotażowe przypadków problemy przetwórcze dotyczą nowych produktów i szybką modyfikację niskiej

stabilności

biodegradowalnych.

termicznej Jeżeli

tworzyw parametrów technicznych procesu.

temperatura Pozwoli

to

ograniczyć

ryzyko

przetwórstwa jest wyższa niż temperatura niepowodzenia oraz zminimalizować koszty krytyczna, materiał może ulec degradacji, produktu na początkowym etapie. prowadzącej do obniżenia masy molowej i Więcej informacji znaleźć można na stronie spadku

lepkości.

Można

rozważyć 14.

obniżenie temperatury przetwarzania lub 9

Pytanie 7.: W jaki sposób uzyskać wgląd we Pozwoli to uzyskać informacje, czy wyrób właściwości funkcjonalne będzie spełniał wymogi certyfikacji i biodegradowalnego wyrobu? otrzymania odpowiednich symboli lub Należy

rozważyć

funkcjonalnych

analizę

wyrobu

właściwości znaków. To zaś stanowi podstawę do

w

konkretnych informowania konsumentów o tym czy

obszarach jego zastosowania.

Dotyczy

to:

określenia

produkt jest kompostowalny. właściwości Więcej informacji można znaleźć na stronie

polimerów w trakcie procesu starzenia, 16. właściwości

barierowych

materiałów

polimerowych (przepuszczalność gazów), Pytanie 9.: W jaki sposób określić zawartość termo-mechanicznych procentową odnawialnego/biogenicznego

właściwości

materiałów polimerowych, wytrzymałości i węgla w produkcie? trwałości.

Należy rozważyć

określenie zawartości

Pozwoli to zaoferować klientowi wyrób elementów biopochodnych zgodnie z normą spełniający dotyczące czasu

konkretne transportu,

wymagania ASTM D6866. magazynowania, Działanie

przechowywania,

a

także zawartości

kompostowania.

zawartości

takie

obejmuje

węgla

określenie

organicznego

węgla

oraz

odnawialnego/

Więcej informacji znaleźć można na stronie biogenicznego, za pomocą opisanych w 15.

normie ASTM D6866 metod bazujących na badaniu zawartości izotopu 14C.

Pytanie 8.: Jak potwierdzić, że dany produkt jest kompostowalny zgodnie z normami dotyczącymi kompostowania przydomowego i przemysłowego?

Należy

rozważyć

badania

Pozwoli to uzyskać informacje dotyczące zawartości

biopochodnych w materiale, istotne dla certyfikacji oraz działań marketingowych i zrównoważonego rozwoju.

Działania takie winny obejmować określenie metali

ciężkich,

substancji

dotyczące promocji wyrobów jako zgodnych z zasadą

biodegradacji i kompostowalności. zawartości

procentowej

badanie

dezintegracji, fragmentacji i ekotoksyczności (uprawa roślin na uzyskanym kompoście).

10

4. PRACE BADAWCZO-ROZWOJOWE Rozdział ten stanowi przegląd działań badawczo-rozwojowych, które należy wziąć pod uwagę przy rozważaniu rozwoju i produkcji polimerów biodegradowalnych, produkcji wyrobów

z

tworzyw

biodegradowalnych

lub

przy

planowaniu

opakowań

biodegradowalnych dla produktów.

4.1. Charakterystyka właściwości fizycznych polimerów dostępnych na rynku Chcąc…

…należy rozważyć następującą działalność badawczą

…aby uzyskać więcej informacji na temat…

Orientacyjny czas dostawy

dobrać polimer o odpowiednich właściwościach w zakresie stabilności termicznej

Analiza stabilności cieplnej (temperatura rozkładu) materiałów jedno- lub wieloskładnikowego (analiza termograwimetryczna w zakresach temperatur od pokojowej do 900°C w atmosferze gazów obojętnych lub powietrzu)

zakresu temperatur, w którym polimer może być bezpiecznie przetwarzany

3 dni (jedna próbka) 7–14 dni (do 10 próbek)

uzyskać wiedzę na temat przebiegu degradacji termicznej danego polimeru

Analiza stabilności cieplnej substancji lotnych i spektrometria mas (przy zastosowaniu TGA-MS w zakresach temperatur od pokojowej do 900°C) oraz zmian masy molowej (GPC)

związanych z degradacją frakcji uwalnianych przez polimer w trakcie obróbki termicznej

3 dni (jedna próbka) 7–14 dni (do 10 próbek)

ocenić konkretną temperaturę mięknienia polimeru

Analiza przemiany cieplnej (temperatura zeszklenia, krystalizacji, topnienia, z oceną temperatury przejścia oraz przyrostów ciepła właściwego, entalpie krystalizacji i topnienia, różnicowa kalorymetria skaningowa w zakresach temperatur od 100°C do 250°C przy chłodzeniu płynnym azotem), 2 cykle dla próbki

okna temperatury przetwarzania, ustawienia parametrów przetwarzania oraz zakres temperatur użytkowania przetwarzanego elementu

14–30 dni (zależnie od ilości próbek)

zweryfikować właściwości mechaniczne materiału polimerowego

Ocena właściwości mechanicznych w temperaturze pokojowej (współczynnik sprężystości, naprężenia i wydłużenia na granicy plastyczności i złamania w próbie rozciągania z analizą statystyczną wyników dla co najmniej 8 powtórzeń)

zachowania się materiału w kategorii wytrzymałości, sztywności i odkształcalności

14–35 dni (zależnie od ilości próbek)

zweryfikować właściwości termomechaniczne materiału polimerowego w określonych warunkach

Ocena relaksacji lepkosprężystej (dynamiczna analiza mechaniczna w trybie jedno- lub wieloczęstotliwościowym, w zakresie temperatur od -150°C do 250°C)

zachowania się materiału w dłuższym okresie (potencjalne starzenie się), reakcja materiału na odkształcenie wibracyjne.

21–30 dni

zależności zachowania się materiału w stanie stałym od stopnia krystaliczności

14 dni

określić, czy frakcja polimeru jest krystaliczna

Oznaczanie stopnia krystaliczności (metodą

szerokokątowej proszkowej dyfrakcji rentgenowskiej)

11

4.2. Charakterystyka składu i budowy cząsteczkowej dostępnych na rynku materiałów polimerowych Chcąc…

…należy rozważyć następującą działalność badawczą

…aby uzyskać więcej informacji na temat…

uzyskać wgląd w skład materiałów nierozpuszczalny ch lub usieciowanych

Określenie własności w stanie stałym przy zastosowaniu spektroskopii w podczerwieni (FTIR, spektroskopia w podczerwieni z transformatą Fouriera)

rodzaju polimeru i grup funkcyjnych obecnych w materiale polimerowym

7–14 dni

sprawdzić, czy w materiale jest wypełniacz

Charakterystyka rozpuszczalności materiału i oznaczenie zawartości procentowej polimeru w tworzywie

zawartości i rodzaju nierozpuszczalnego wypełniacza

7–21 dni

uzyskać wgląd w skład rozpuszczalnej frakcji materiału

Charakterystyka polimeru w tworzywie przez NMR (spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego)

budowy chemicznej wybranego polimeru (statystyczna zawartość poszczególnych jednostek)

7–21 dni

Ocena masy cząsteczkowej polimeru przez zastosowanie techniki GPC (chromatografia żelowa)

masy molowej, stopnia dyspersji masy molowej, jak również stopnia rozgałęzienia

7–21 dni

Analiza dodatków przez zastosowanie spektrometrii mas (LCMS-IT-TOF hybrydowy spektrometr mas)

budowy chemicznej dodatków organicznych

7–21 dni

Analiza sekwencyjna dotycząca PHA przy zastosowaniu techniki NMR i spektrometrii mas

chemicznej homogeniczności próbki PHA

7–21 dni

określić, czy materiał polimerowy ma masę cząsteczkową odpowiednią dla danego zastosowania zidentyfikować dodatki organiczne w tworzywie określić, czy PHA stanowi mieszaninę czy jest kopolimerem

Orientacyjny czas dostawy

4.3. Chemiczna modyfikacja właściwości polimerów Chcąc… uzyskać wiedzę o ostatecznych właściwościach i parametrach procesu określić możliwości zmiany właściwości materiału dostępnego na rynku określić możliwości osiągania specjalnych właściwości powierzchni

…należy rozważyć następującą działalność badawczą Określenie właściwości fizycznych materiałów polimerowych

…aby uzyskać więcej informacji na temat… własności mechanicznych, lepkości, krzywych płynięcia, przepuszczalności gazów i łatwopalności materiału

Orientacyjny czas dostawy

3–14 dni

Modyfikacja polimerów dla osiągnięcia konkretnych właściwości: sieciowanie polimerów dla lepszej odporności na działanie rozpuszczalników

opracowania materiału zmodyfikowanego zgodnie z konkretnymi wymaganiami

30 dni (do dwóch lat w przypadku konkretnych badań stosowanych)

Modyfikacja polimerów dla uzyskania odpowiednich właściwości: zwiększonej polarności powierzchni polimeru dla zwiększenia możliwości zadruku, przyczepności i stabilności termicznej lub

opracowania konkretnych, odpowiadających wymaganiom własności powierzchniowych materiału

30 dni (do dwóch lat w przypadku konkretnych badań

12

4.4. Fizyczna modyfikacja właściwości polimerów Chcąc… zmienić właściwości poprzez zastosowanie dodatków niskocząsteczkow ych

zmienić właściwości poprzez mieszanie z innymi polimerami

zmienić właściwości poprzez dodanie wypełniaczy

…należy rozważyć następującą działalność badawczą Modyfikacja własności konkretnego polimeru poprzez dodatki niskocząsteczkowe, na przykład plastyfikatory, przedłużacze łańcucha, stabilizatory lub poprzez zmieszanie z niewielką ilością innego polimeru dla osiągnięcia pożądanych własności Mieszanie dwóch polimerów powyżej ich stopnia mieszalności, pożądane właściwości uzyskuje się przez modyfikacje na granicy faz i kompatybilizację składników w ich całym zakresie koncentracji, aby uzyskać pożądane własności, otrzymane przez modyfikację powierzchni rozdziału i kompatybilność składników

Przygotowanie materiałów kompozytowych opartych na matrycy polimerowej z określonymi własnościami poprzez modyfikację powierzchni rozdziału

…aby uzyskać więcej informacji na temat…

Orientacyjny czas dostawy

opracowania materiału zgodnego z konkretnymi wymaganiami

30 dni (do dwóch lat w przypadku konkretnych badań stosowanych)

opracowania materiału zgodnego z określonymi wymaganiami

30 dni (do dwóch lat w przypadku konkretnych badań stosowanych)

możliwość obniżenia ogólnych kosztów materiału poprzez tanie dodatki niepowodujące zmian właściwości lub powodujące marginalne zmiany

30 dni (do dwóch lat w przypadku konkretnych badań stosowanych)

4.5. Optymalizacja procesu przetwarzania polimerów biodegradowalnych Chcąc… optymalizować przebieg procesu dla konkretnego materiału polimerowego

…należy rozważyć następującą działalność badawczą

Ustalenie parametrów przetwórstwa dla wybranych materiałów polimerowych

13

…aby uzyskać więcej informacji na temat… parametrów planowanej linii produkcyjnej lub wskazówek technologicznych dotyczących obecnej linii

Orientacyjny czas dostawy

7–30 dni

4.6. Wsparcie dla rozwoju przemysłowych procesów produkcyjnych Chcąc… określić, czy linia produkcyjna będzie zdolna przetworzyć wybrany materiał polimerowy do produkcji folii określić, czy linia produkcyjna będzie zdolna przetworzyć wybrany materiał polimerowy do produkcji opakowań giętkich ustalić najwłaściwsze parametry procesu uzyskać wiedzę o możliwych zmianach, które mogą wystąpić w fizycznych właściwościach materiału po przetworzeniu sprawdzić, czy własności materiału związane z jego budową cząsteczkową zmieniają się w trakcie przetwarzania

…należy rozważyć następującą działalność badawczą

…aby uzyskać więcej informacji na temat…

Orientacyjny czas dostawy

Wytwarzanie folii w skali laboratoryjnej, w tym: badanie procesu przetwarzania i mieszania, wytwarzanie barwników w połączeniu z formowaniem wtryskowym, wytwarzanie próbek do testów materiału i zarejestrowanie własności reologicznych

warunków pilotażowych przetwórstwa materiału

7–14 dni

Wytwarzanie opakowań giętkich w skali laboratoryjnej

zachowanie się tworzywa podczas procesu topienia i rozdmuchu folii, jaką chce się uzyskać

7–14 dni

Wsparcie produkcji pilotażowej na miejscu

parametrów procesowych, które pozwolą zminimalizować ryzyko dotyczące jakości i kosztów

1–45 dni

prawdopodobieństwa degradacji i krystalizacji

Kontrolowanie własności mechanicznych wyrobu w trakcie procesu produkcyjnego: pomiary właściwości mechanicznych (tester rozciągania Instron, model 4204)

na etapie przetwarzania oraz składowania

7–14 dni

produktu dodatków, które winny

stopnia degradacji materiału w trakcie jego przetwarzania

Skontrolowanie masy cząsteczkowej materiału po procesie produkcyjnym

14

7–21 dni

4.7. Badania właściwości użytkowych Chcąc … uzyskać wiedzę na temat trwałości wyrobu w konkretnych warunkach składowania i użytkowania uzyskać wiedzę na temat ekologicznego oddziaływania materiału zrozumieć w jaki sposób przez produkt przechodzą gazy zidentyfikować możliwe zastosowania wybranych materiałów i produktów bazujących na nich Dowiedzieć się więcej na temat możliwości zamykania i uszczelniania danego materiału lub produktu

…należy rozważyć następującą działalność badawczą

…aby uzyskać więcej informacji na temat…

Orientacyjny czas dostawy

Xenotest – określenie zachowania materiału w warunkach naturalnych

dopuszczalnego okresu przechowywania i czasu życia produktu

120 dni*

Określenie zawartości węgla organicznego i innych bioskładników w materiałach polimerowych

zawartości odnawialnego węgla w danym materiale

30 dni*

Testowanie przepuszczalności pary wodnej, tlenu i dwutlenku węgla

możliwych zastosowań produktu w przemyśle przetwórczym (żywność świeża i mrożona)

14 dni*

Oznaczenie wytrzymałości na rozciąganie (naprężenie zrywające, wydłużenie przy zerwaniu, moduł sprężystości itp.)

Oznaczenie oporu przedarcia Oznaczenie odporności na uderzenie spadającego grota

własności mechanicznych przy konkretnych zastosowaniach

14 dni*

Własności zgrzewające (maksymalne obciążenie przy zerwaniu, współczynnik wytrzymałości zgrzewu) Testowanie zgrzewów hot-tack

sposobu i warunków zgrzewania danego materiału

14 dni*

uzyskać wgląd w fizycznochemiczne własności produktu

DSC (skaningowa kalorymetria różnicowa) oraz FTIR (fourierowska spektroskopia poczerwieni)

określić, czy produkt nadaje się do kontaktu z żywnością

Analiza sensoryczna Badania migracji globalnej i specyficznej związków niskocząsteczkowych do żywności

sprawdzić obecność niebezpiecznych zanieczyszczeń

Badanie zawartości monomerów w tworzywach polimerowych oraz emisji części lotnych

zakresu temperatur użytkowania danego wyrobu i jego przydatności do konkretnych zastosowań Przekazywanie obcego smaku i zapachu z materiału do żywności jakie substancje migrują z materiału do produktu żywnościowego ryzyka związanego z przebiegiem procesu prowadzącego do trudności w certyfikacji

7 dni*

30–60 dni*

30 dni*

*Średni czas dostawy, łącznie z przygotowaniem, testowaniem i przygotowaniem raportu.

Czas może być różny w zależności od obciążenia laboratorium 15

4.8. Badanie biodegradacji i kompostowalności Chcąc…

…należy rozważyć następującą działalność badawczą

…aby uzyskać więcej informacji na temat…

Orientacyjny czas dostawy

Sprawdzić szybkość dezintegracji materiału w kompoście

Badanie dezintegracji w warunkach laboratoryjnych: badania wstępne nad biodegradowalnością materiału opakowaniowego z zastosowaniem symulowanych warunków kompostowania w skali laboratoryjnej, zgodnie z normą EN 14806: 2010

potencjału kompostowalności danego materiału

120 dni

zdobyć wiedzę o tym, jak szybko dany materiał ulega (bio) degradacji

Degradacja w warunkach laboratoryjnych: badanie hydrolitycznej degradacji w wodzie lub buforze (testy degradacji polimerów biodegradowalnych w reakcji na proste czynniki starzeniowe w celu przewidzenia zachowania polimerów)

Podatności danego materiału na degradację w reakcji na konkretne czynniki

do 180 dni (w zależności od rodzaju materiałów oraz normy)

zdobyć wiedzę o tym, jak szybko dany materiał ulega biodegradacji

Badania degradacji i kompostowalności przeprowadzane w warunkach laboratoryjnych: degradacja w kompoście z zastosowaniem respirometru (Respirometr Micro-Oxymax S/N 110315, Columbus Instruments, w celu pomiaru CO2, zgodnie z normą PN-EN ISO 14855-1:2009 – Oznaczenie całkowitej biodegradacji tlenowej tworzyw sztucznych w kontrolowanych warunkach kompostowania – Metoda pomiaru wydzielonego dwutlenku węgla – Część 2.: Pomiar grawimetryczny dwutlenku węgla wydzielonego podczas badań laboratoryjnych)

przydatności do kompostowania danego materiału

do 180 dni (w zależności od rodzaju materiałów oraz normy)

otrzymać informację zwrotną czy produkt może uzyskać niezbędny znak certyfikacji

Badanie (bio)degradacji i kompostowalności przeprowadzone w kompostowniach (badanie tworzywa biodegradowalnego w warunkach kompostowania przemysłowego: pryzma lub w systemie kontenerowy KNEER)

warunków uzyskania certyfikatu dla produktu i prawa do oznaczenia go znakiem kompostowalności

do 180 dni (w zależności od rodzaju materiałów oraz normy)

16

5. KONTAKTY Aby uzyskać więcej informacji, należy skontaktować się z krajowym punktem informacyjnym.

Włochy i Austria

Uniwersytet w Bolonii, Wydział Chemiczny ‘G. Ciamician’ prof. Mariastella Scandola, kierownik Polymer Science Group Tel./Fax: +39 0512099577/+39 0512099456 E-mail: mariastella.scandola@unibo.it

Czechy i Słowacja

Instytut Polimerów Słowackiej Akademii Nauk prof. Ivan Chodak, samodzielny pracownik naukowo-badawczy Tel./Fax: +421 2 3229 4340 / +421 2 5477 5923 E-mail: upolchiv@savba.sk Politechnika Słowacka w Bratysławie prof. Dušan Bakoš Tel./Fax: +421 903 238191, +421 2 59325439, fax +421 2 52495381 E-mail: dusan.bakos@stuba.sk

Słowenia i kraje bałkańskie

Narodowy Instytut Chemii, Laboratorium Chemii i Technologii Polimerów dr. Andrej Kržan, starszy pracownik naukowo-badawczy Tel./Fax: +386 1 47 60 296 E-mail: andrej.krzan@ki.si Centrum Doskonalenia Materiałów i Technologii Polimerowych (CO PoliMaT) Urska Kropf, pracownik naukowo-badawczy Tel./Fax: +386 3 42 58 400 E-mail: urska.kropf@polieko.si

Polska i kraje bałtyckie

Polska Akademia Nauk, Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych prof. Marek Kowalczuk, kierownik Pracowni Materiałów Biodegradowalnych Tel./Fax: +48 32 271 60 77/+48 32 271 29 69 E-mail: cchpmk@poczta.ck.gliwice.pl COBRO—Instytut Badawczy Opakowań prof. Hanna Żakowska, zastępca dyrektora ds. naukowych Tel./Fax: +48 22 842 20 11 ext. 18 E-mail: ekopack@cobro.org.pl

17

6. SŁOWNIK POJĘĆ Polimer – makrocząsteczka składająca się z wielu powtarzających się jednostek.

Polimer (z greckiego: poly – wiele, meros – części) – przyjmuje się że jest to związek organiczny, chociaż znane są również polimery nieorganiczne. Polimery mogą składać się z tysięcy powtarzających się jednostek (merów), ułożonych w sposób liniowy lub rozgałęziony i osiągają masę cząsteczkową ponad milion Daltonów (Dalton = g/mol).

Polimery występują w przyrodzie oraz mogą być wytwarzane na drodze chemicznej syntezy (syntetyczne). Polimery naturalne to specyficzne, charakterystyczne i kluczowe składniki organizmów żywych. Są to głównie polisacharydy (np. celuloza, skrobia, glicerol) i białka (np. gluten, kolagen, enzymy), istenieje też jednak wiele innych form, jak lignina i poliestry. Polimery wytwarzane na drodze syntezy chemicznej stanowią dużą i zróżnicowaną grupę związków. Są one syntezowane na drodze chemicznej i biotechnologicznej. Roczna produkcja polimerów na świecie wynosiła w roku 2009 ok.

230 mln ton (Plastics – The Facts 2010).

Polimery syntetyczne są używane głównie do produkcji tworzyw sztucznych. Polimery różnią się od tworzyw sztucznych tym, że stanowią czysty związek chemiczny, podczas gdy tworzywa sztuczne to uformowany, gotowy do użycia materiał polimerowy.

Biopolimer – polimer utworzony przez organizmy żywe.* Biopolimery (polimery naturalne) stanowią kluczowy składnik organizmów żywych (do biopolimerów należą: białka, kwasy nukleinowe i polisacharydy). Są to głównie polisacharydy (na przykład celuloza, skrobia i glikogen) oraz białka (na przykład gluten, kolagen i enzymy), chociaż znanych jest również wiele innych form, takich jak lignina, poliestry itp. Alternatywne użycie 1: polimer w pełni lub częściowo pochodzący ze źródeł odnawialnych (CEN/TR 15932:2009). *Przyjęte w oparciu o: PAC, 1992, 64, 143 (Glossary for chemists of terms used in biotechnology, słownik terminów biotechnologicznych dla chemików (Zalecenia IUPAC 1992)), definicja na stronie 148.

Tworzywa sztuczne – materiały bazujące na polimerach, charakteryzujące się podatnością na formowanie.

Głównym składnikiem tworzyw sztucznych (z greckiego: plastikos – nadający się do formowania,

plastos – uformowany) są polimery, które wraz z dodatkami i wypełniaczami tworzą materiał technologiczny – tworzywa. Tworzywa są definiowane przez ich podatność na formowanie – stan lepkiego płynu na pewnym etapie procesu przetwórstwa.

Według normy EN ISO 472: Tworzywo – materiał, który zawiera polimer jako główny składnik i który w pewnym stadium przetwarzania w finalny wyrób może być formowany różnymi technikami.

18

Biodegradacja

–

rozpad

substancji

wskutek

działania

czynników

biologicznych.

Biodegradacja jest procesem degradacji wywołanym udziałem żywych organizmów, może jednak stanowić kombinację innych procesów abiotycznych. Do biodegradacji dochodzi pod wpływem działania enzymów trawiennych mikroorganizmów i/lub wyizolowanych enzymów. Mikroorganizmy powodują biodegradację substancji, traktując ją jako źródło pokarmowe. Produkty końcowe

biodegradacji to typowe produkty trawienia, jak dwutlenek węgla, biomasa lub metan. Końcowy etap jest znany jako „ostateczna biodegradacja” lub „biologiczna mineralizacja”. Ze względów praktycznych skala biodegradacji i jej ostateczne produkty powinny być znane.

Biodegradowalne tworzywa polimerowe (przyjazne dla środowiska) – tworzywa ulegające biodegradacji.

Proces degradacji tworzyw biodegradowalnych może polegać na równoczesnych lub następujących po sobie procesach biotycznych lub abiotycznych, jednak musi obejmować etap biologicznej mineralizacji. Biodegradacja tworzyw zachodzi wówczas, gdy organiczny materiał tworzywa staje się źródłem pokarmu dla mikroorganizmów.

Tworzywo biodegradowalne może pochodzić z biomasy odnawialnej (np. skrobia) lub z kopalin nieodnawialnych (np. ropa), przetworzonych w sposób chemiczny lub biotechnologiczny. Źródło pochodzenia

oraz

proces

produkcji

nie

wpływają

na

klasyfikację

tworzywa

jako

biodegradowalnego.

Tworzywa kompostowalne – tworzywa ulegające biodegradacji pod wpływem pewnych czynników i w ramach czasowych cyklu kompostowania.

Kompostowanie polega na obróbce odpadów organicznych w warunkach tlenowych, kiedy materiał organiczny

jest

przetwarzany

przez

naturalnie

występujące

mikroorganizmy.

Podczas

kompostowania przemysłowego temperatura w pryzmie do kompostowania może osiągać 70°C. Proces kompostowania odbywa się przy dużej wilgotności i trwa kilka miesięcy. Ważna jest świadomośc faktu, iż tworzywo biodegradowalne nie musi być jednocześnie kompostowalne (może ulegać biodegradacji przez dłuższy czas lub w innych warunkach), natomiast tworzywo kompostowalne zawsze jest biodegradowalne. Istotną kwestię stanowi określenie kryteriów dla tworzyw kompostowalnych, materiał niezgodny z wymaganiami może bowiem pogorszyć jakość kompostu. Tworzywa kompostowalne są zdefiniowane w wielu zarówno krajowych, jak i międzynarodowych normach (np. EN 13432, ASTM D-6900), odnoszących się do kompostowania przemysłowego. Norma EN 13432 określa charakterystykę materiału opakowaniowego, który może być uznany za kompostowalny i przeznaczony do recyklingu przez kompostowanie stałych odpadów organicznych.

Norma

EN

14995:2006

ujmuje

poszerza

zakres

regulacji

o

tworzywa

niewykorzystywane do produkcji opakowań. Wymienione normy stanowią podstawę wielu systemów certyfikacji tworzyw kompostowalnych.

19

Zgodnie z normą EN 13432, materiał kompostowalny musi mieć następującą charakterystykę: 

Biodegradowalność: zdolność tworzywa do rozkładu na CO2 pod wpływem działania mikroorganizmów. Cecha ta jest oceniana zgodnie z normą EN 14046 (opublikowana jako ISO 14855, Proces biodegradacji w kontrolowanych warunkach kompostowania). By materiał mógł być uznany za biodegradowalny, stopień jego biodegradacji powinien osiągnąć przynajmniej 90% w okresie krótszym niż 6 miesięcy.



Dezintegracja: fizyczna fragmentacja do elementów niedostrzegalnych gołych okiem, w finalnym kompoście, zgodnie z normą (EN 14045).

 

Brak negatywnego wpływu na proces kompostowania.

Niskie poziomy metali ciężkich i brak negatywnego wpływu na ostateczny kompost.

Kompostowanie domowe różni się od kompostowania w warunkach przemysłowych niższą temperaturą, w której zachodzi proces. Materiał tworzywa należy poddać specjalnym testom, aby uznać go za przydatny do kompostowania domowego.

Biotworzywa – materiały tworzywowe biodegradowalne albo wytworzone z surowców odnawialnych lub też spełniają oba te warunki.* Definicja ta jest używana w przemyśle, a w mniejszym stopniu w środowisku naukowym.

Alternatywne użycie 1: może także oznaczać tworzywa biokompatybilne (CEN/TR 15932).

Alternatywne użycie 2: naturalne materiały tworzywowe. Istnieje tylko kilka znanych naturalnych biotworzyw. Najlepszy przykład stanowią polihydroksyalkaniany – naturalne termoplastyczne poliestry. *European Bioplastics

Tworzywa z udziałem surowców odnawialnych – tworzywa wytworzone z udziałem biomasy (wyłączając biomasę przekształconą w procesach geologicznych).

Tworzywa mogą być całkowicie lub częściowo wytworzone z biomasy (ze źródeł odnawialnych).

Użycie w produkcji surowców ze źródeł odnawialnych powinno prowadzić do wyższej oceny tworzywa pod względem stopnia zrównoważonego rozwoju. Chociaż surowce kopalne są surowcami naturalnymi, nie zalicza się ich do odnawialnych i nie są brane pod uwagę jako baza surowcowa tworzyw

z

zawartością

surowców

odnawialnych.

Aby

zdefiniować

zawartość

surowców

odnawialnych należy przejść do części Zawartość węgla w tworzywach z surowców odnawialnych.

Tworzywa z surowców odnawialnych są utożsamiane z „biomateriałami”, jednak te dwa pojęcia nie są synonimami (patrz: Biomateriały). Używanie tych dwóch terminów jako synonimów jest niewłaściwe.

Biomasa – materiał pochodzenia biologicznego z wyłączeniem biomasy 20

przekształconej w procesach geologicznych i materiałów geologicznych (ze źródeł odnawialnych).

Terminy biomasa i surowce odnawialne dotyczą tego samego, jeśli chodzi o źródło i czas odnawiania się surowców.

Surowiec odnawialny to ten, który odnawia się w takim samym stopniu w jakim jest wykorzystywany.

Biomasa może być pochodzenia zwierzęcego, roślinnego lub mikrobiologicznego.

Biobased – bazujący na biomasie.

Zawartość

węgla

pochodzącego

z

biomasy

–

zawartość

węgla

pochodzącego z biomasy jako frakcji całkowitej zawartości węgla organicznego w materiale.

Zawartość węgla pochodzenia organicznego jest dokładnie określana poprzez pomiar zawartości izotopu węgla 14C (izotop 14C w odnawialnych źródłach występuje w znacznie większych ilościach niż w kopalinach, jego czas połowicznego rozpadu to 5730 lat). Ta metoda stanowi podstawę dla zapisów normy ASTM D-6866: Standardowa metoda badania zawartości biomasy w próbkach substancji stałych, płynnych i gazowych metodą radiowęglową. Obecnie metoda ta jest wykorzystywana przy opracowywaniu innych norm. Certyfikacja i znaki bazujące na normie ASTM 6866-08 są dostępne dla materiałów o różnej zawartości surowców odnawialnych. „Zawartość źródeł odnawialnych” ma zgodnie z ASTM D 6866 takie samo znaczenie, zaś powiązane pojęcie „zawartość biomasy” jest definiowane jako masa pochodzącej z biomasy frakcji w materiale (CEN/ TR 15932:2009).

Biomateriał – materiał do zastosowań medycznych.

Definicja Society for Biomaterials, międzynarodowego stowarzyszenia biomateriałów: http://www.biomateriałs.org/index.cfm

Zrównoważony rozwój – ogólny termin ujmujący obciążenia związane z procesem lub produktem.

Można wyróżnić dwa główne aspekty pojęcia zrównoważonego rozwoju. Węższy to skupienie się na wykorzystaniu materiałów i źródłach energii. Szerszy obejmuje kryteria społeczne, ekonomiczne i ekologiczne. Ostatnia definicja wydaje się mniej precyzyjna ze względu na arbitralny charakter parametrów oraz kryteriów. Pierwsza natomiast ma bardziej techniczny charakter.

Zrównoważony rozwój najczęściej jest opisywany definicją ustaloną na konferencji dotyczącej zmian klimatycznych w Rio: zużywanie surowców bez narażania przyszłych generacji na brak tych

surowców. Inną definicję, skupiającą się na odnawialności surowców i energii, stworzył R. Baum: zużywanie słońca podstawą teraźniejszości (Sun based in real-time). Wspólne dla obu definicji jest to, że zrównoważony rozwój nie polega na całkowitym i ostatecznym zużyciu surowców. Druga definicja uznaje słońce jako jedyne źródło energii (niezbędne również do powstania biomasy).

Najważniejsze narzędzia oceny zrównoważonego rozwoju można pogrupować na kilka kategorii: 21

1. Narzędzia zarządzania zrównoważonym rozwojem (np. GGP); 2. Metody i narzędzia oceny wpływu środowiskowego, ekonomicznego i społecznego (np. LCA); 3. Narzędzia zarządzania środowiskiem i certyfikacja (np. EMAS); 4. Narzędzia zrównoważonego projektowania (np. ekoprojektowanie).

Najczęściej stosowana do oceny zrównoważonego rozwoju jest Ocena Cyklu Życia (LCA), obiektywna metoda oszacowania zużycia energii i obciążeń środowiskowych, a także wpływów związanych z produktem/procesem/działalnością w całym cyklu życia, od wydobycia surowców do końca ich życia („od kołyski aż do grobu”). W tej technice, wszystkie fazy produkcji są traktowane jako związane ze sobą i współzależne, co pozwala na ocenę skumulowanego wpływu na środowisko. Metoda LCA jest określona w ISO 14040 i 14044. LCA to główne narzędzie wprowadzające do „Life Cycle Thinking” (LCT). LCT ma podstawowe znaczenie w ujęciu kulturowym, ponieważ wymaga wzięcia pod uwagę całego łańcucha produktu i określenia, które innowacje i ulepszenia można do niego wprowadzić.

LCA jest również znane jako: analiza cyklu życia, ekobalans i analiza „od kołyski aż po grób”.

Źródła:  

 

Plastics – The Facts 2010, Plastics Europe, 2010: http://www.plasticseurope.org/documents/ document/20101006091310-final_plasticsthefacts_28092010_lr.pdf IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the „Gold Book”). Compiled by A. D. McNaught and A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). XML on-line corrected version: http://goldbook.iupac.org (2006-) created by M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; updates compiled by A. Jenkins – kompendium terminologii chemicznej.

EN ISO 472 Tworzywa sztuczne – Terminologia.

Technical report CEN/TR 15932: 2010 Plastics – Recommendation for terminology and characterisation of biopolymers and bioplastics, European Committee for Standardization, Brussels, March 24, 2010 – raport techniczny, zalecenia dotyczące terminologii, charakterystyka biopolimerów i biotworzyw.



ASTM D883 – 11 Standard Terminology Relating to Plastics (including literature related to plastics terminology in Appendix X1) – terminologia związana z tworzywami.



EN 13193:2000 Opakowania – Opakowania i środowisko – Terminologia.



EN 13432:2000 Opakowania – Wymagania dla opakowań podatnych na odzysk poprzez kompostowanie i biodegradację.



EN 14995:2006 Tworzywa sztuczne – Ocena zdolności do kompostowania.



Council of the European Union, Improving environmental policy instruments. Council conclusions, Brussels, 21 December 2010 – Rada Unii Europejskiej, wnioski w kwestii poprawy instrumentów polityki ekologicznej, Bruksela, 21 grudnia 2010.

22

ZAŁĄCZNIK —CASE STUDIES Posters, presented at 3rd International PLASTiCE Conference THE FUTURE OF BIOPLASTICS

CS 1A

— Testing of markers for easy identification of biodegradable plastics in the waste stream

CS 1B

— Testing of markers for easy identification of biodegradable plastics in the waste stream

CS 2B

— Systematic approach for sustainable production for bioplastics - Composting

CS 3

— Sustainable plastics materials in hygiene products

CS 4&5

— Production of packaging for eggs made from BDPs

CS 6A

— Introduction of biodegradable plastics into drinking straw production

CS 6B

— Introduction of biodegradable materials into production of twines for agriculture

23

Innovative value chain developement for sustainable plastics in Central Europe

CS 1A—Testing of markers for easy identification of biodegradable plastics in the waste stream U. Kropf1, S. Gorenc2, P. Horvat3, A. Kržan3 1

Centre of excellence Polymer Materials and Technologies PoliMaT, Tehnoloski park 24, 100 Ljubljana Plasta production and trade, Kamnje 41, 8232 Šentrupert 3 National Institute of Chemistry, Hajdrihova 19, 1000 Ljubljana 2

INTRODUCTION Biodegradable plastics when properly disposed with organic waste are in appearance indistinguishable from non-degradable plastics. In some processes they are excluded from the organic waste stream and are incinerated or landfilled. This completely annihilates the potential of biodegradable plastics to be integrated in the natural material cycles. A solution is the introduction of a labelling method that is simple for application to different compostable materials, simple for use in the waste management system and should be as specific as possible to avoid counterfeit products were tested.

PROCESS IR DYES IR dyes are an attractive option since the IR spectral range is less occupied than the UV spectral range. No commercial IR dye was directly available.

An IR pigment (100 g in total) that was turned into dye which was modified several times in order to achieve the most suitable texture and adhesive properties to be applied on the selected plastic materials—Bio PE and PLA. As printing substrate two bioplastic materials (bioPE and PLA) in form of a 40 μm thick film on a roll were used. Both materials were treated with corona on the surface to achieve better printing results.

PRINTING and DETECTION Laboratory IGT printing was used to simulate flexography.

Printing on paper NO problems

UV DYES A commercially available UV dye was tested.

SELECTION OF THE MATERIALS and PRODUCTION OF FILMS Two materials certified as biodegradable were selected: Ecovio F FILM EXP (supplier BASF AG) and Prismabio 91319 (supplier FIPLAST srl). The total quantity of material used for testing, was approx.

600 kg. The transformation of materials was made from LDPE MFI 2 to biodegradable material – without problems – only correction was reduction of temperature profile to 150 °C. Prior to processing it was very important to dry materials (3 hours at 55 °C to 60 °C). Films used for production of UV marked biodegradable bags were prepared by the blown film extrusion process on a mono-layer KUHNE line:

Printing on plastics

Type of extruder

Φ70 mm with 30D

Very thin film—extension and twisting

Balloon diameter

Max. 1600 mm

Bad adhesion of the dye—issue solved with modification of the dye

Type of screw

low temperature screw

Die head

Φ 250 mm with GAP 1,2 mm

Capacity

up to 260 kg/h

Winder

2x Kolb 1800 mm

Thickness

7 - 40 μm

Figure 1 From top: 1) paper with normal dye 2) paper with IR dye 3) PLA with IR dye 4) PLA with normal dye 5) PE with normal dye 6) PE with IR dye (paper behind)

PRINTING and DETECTION

Under visible light different materials printed with different dyes have the same appearance. Trouble with adhesiveness can be observed in Figure 1.

With an IR detector normal black dye is invisible and the IR black dye is visible as black. Detection is possible with an IR camera.

IR spectrum of the print without IR dye and with IR dye on paper and PLA film Figure 2 IR reflection spectrums of the paper samples. Through the entire UV the sample is black (very low reflection), VIS and NIR if the dye does not contain IR pigment. With the addition of the pigment one can observe no changes in UV or VIS but a significant difference in IR where the reflection increases.

Figure 3: Blown film extrusion

Figure 4: Blown film extrusion

Flexogr aphy U V pr inting w as performed on Kleine 2+2 equipment.

For UV printing it is possible to use solvent or water based printing inks.

For the purposes of this study (part of detection with UV ink) we have decided to use solvent based printing ink Termosac Rivelatore UV 012465, manufacturer Colorprint srl. Printing did not cause any additional problems.

Figure 5: Left: Control of print during flexoprinting.

Right: UV photo of the Ecovio bag printed with UV marker.

CONCLUSION  Printing on biodegradable materials is feasible both in laboratory and industrial scale  The main risk is verification of the separation of biodegradable bags marked with markers from nonbiodegradable due to the to small amounts of printed material to be tested in real situation of waste management.  When using dyes for marking biodegradable materials/products it is feasible to use existing technology and materials that are already available on the market. This way we can solve the identification problem of biodegradable plastics in the waste management system and make sure that compostable plastics do not end up in the landfills but are properly disposed.  UV marker printing should be no more than 48 hours after extrusion process for better print quality.

This project is immplemented through the Central Europe Programme co-financed by the ERDF

Innovative value chain developement for sustainable plastics in Central Europe

CS 1B—Testing of markers for easy identification of biodegradable plastics in the waste stream M. Musioł, W. Sikorska, G. Adamus, M. Kowalczuk, J. Rydz, M. Sobota Polish Academy of Sciences, Centre of Polymer and Carbon Materials 34. M. C. Sklodowska St., 41-800 Zabrze, Poland INTRODUCTION The case study concerned the testing of markers for biodegradable plastic products to improve the identification of biodegradable materials in the municipal waste stream. A producer of biodegradable bags and a composting facility for biodegradable waste were involved. After selection of commercially available markers, printing and identification tests were performed on plastic bags. The participants in the case study focused on the development process of biodegradable plastic products with markers with the aim to verify viable solutions for future application. Cooperation between the Centre of Polymer and Carbon Materials on the one hand and the Institute of Low Temperature and Structural Research Polish Academy of Sciences and the Faculty of Environmental Engineering of the Wrocław University of Technology on the other hand, allowed to verify available solutions on the market and to prepare masterbatches containing different types of markers. With the selected markers the company Bioerg performed coloration of granulate for the preparation of labeled bags (MaterBi with 10% masterbatches, final content of marker 1%).

PROCESS

Three kinds of plastic bags (GP2, BP2, GP1) with different types of masterbatches—exposition tests

In the next stage Bioerg produced labeled bags and delivered them to the Centre of Polymer and Carbon Materials for composting tests under laboratory scale.

The laboratory degradation test of labeled bags no. B-P2 was performed in Micro-Oxymax respirometer (COLUMBUS INSTRUMENTS S/N 110315), to see the behaviour of the bags in laboratory compost. During the incubation, the samples gradually disintegrated, however the particles were still able to emit light. This is an important finding in case this kind of bags end up in regular waste streams:

Respirometer Micro-Oxymax COLUMBUS INSTRUMENTS S/ N 110315 and composting tests at the laboratory scale

CONCLUSION Testing of the segregation effectiveness was conducted at the Sorting and Composting Plant in Zabrze. The labeled bags after UV irradiation were placed on the moving belt. After turning off the lights, the waste stream was observed. The test showed that acceptable results could only be reached under full dark room conditions, what is difficult to achieve in existing waste selection plants.

The case study showed that these kinds of markers do not fit for manual selection of biodegradable bags in traditional waste streams. However they could be applied in full automated selection systems.

25 This project is immplemented through the Central Europe Programme co-financed by the ERDF

Innovative value chain developement for sustainable plastics in Central Europe

CS 2B—Systemic approach for sustainable production for bioplastics - Composting M. Musioł, W. Sikorska, G. Adamus, M. Kowalczuk, J. Rydz, M. Sobota Polish Academy of Sciences, Centre of Polymer and Carbon Materials 34. M. C. Sklodowska St., 41-800 Zabrze, Poland

INTRODUCTION The international project PLASTiCE is devoted to the promotion of new environmentally friendly and sustainable plastic solutions. The main goal of this Project is elaboration a transnational roadmap for technology transfer from science to biodegradable plastics industry based on a joint R&D scheme. A roadmap for a transnational R&D scheme will allow companies to enter much quicker into a technology transfer process in the future and to relay on the expertise from a transnational team of researchers.

Waste bins with biodegradable bags in Społem shops and schematic diagram of the organic recycling of packaging materials

The communication present the results one of the case study 2B „Systemic approach for sustainable production for bioplastics - Composting“, which concerns mainly the selective organic waste collection and studies of the biodegradation process of plastic packaging.

PROCESS

The idea behind the case study 2B is to set up a separate waste stream process by way of delivering grocery shops and super markets biodegradable waste bags (from Bioerg company) to select organic waste at the source. The Społem chose two shops as a place for implementation of this case study. Waste bins with the bags were installed near fruit and vegetable departments. The super market staff disposed organic waste to the bins. Waste was collected in the period 01.08 - 30.09.2012 with a frequency of once a week. The total amount of collected waste was 1280 kg, this means an average of 640 kg of organic waste per month from two stores. Next, the composting facility in Zabrze (A.S.A company) received organic waste from the selected stores in order to perform composting process.

The containers consisted approximately of 40% kitchen organic waste, 20% leaves, 20% branches and 20% grass. The conditions in container were computer-controlled, which allowed to read the current temperature of the process. [M. Musiol M; J. Rydz; W. Sikorska; P. Rychter; M. Kowalczuk Pol. J. Chem. Tech. 2011, 13, 55]

CONCLUSION The experiences in the case studies showed that the joint R&D scheme is necessary to initiate a wide cooperation process between all partners in the biodegradable plastics value chain in Central Europe.

Additionally one of the critical success factors is the full cooperation of the staff of company.

Some cooperation initiatives highlighted new issues and framework conditions for successful production of biodegradable packaging, implementation of these kinds of packaging under market conditions and selection and final composting of such packaging.

26 This project is immplemented through the Central Europe Programme co-financed by the ERDF

Innovative value chain developement for sustainable plastics in Central Europe

CS 3—Sustainable plastic materials in hygiene products 1

2

A. Zabret , U. Kropf , P. Horvat3, A. Kržan3, 1 Tosama, Vir, Šaranovičeva cesta 35, 1230 Domžale, Slovenia 2 Centre of excellence Polymer Materials and Technologies PoliMat, Tehnoloski park 24, 100 Ljubljana, Slovenia 3 National Institute of Chemistry, Hajdrihova 19, 1000 Ljubljana, Slovenia

INTRODUCTION Hygiene products are mostly single use/disposable products and are therefore contributing to large amounts of plastic waste. A short market research identified compostable tampon applicator, biodegradable surgical tweezers, blisters, diapers for children and elderly and also pet products as possible bioplastics applications. According to market demand we have selected to perform test production of biodegradable tampon applicators and single use surgical tweezers.

PROCESS MATERIAL REQUIREMENTS The most important requirements for those products is their safety. A product that comes in contact with human body must not have any negative effects.

Within the EU tampons have to follow the European General Product Safety Directive 2001/95/EC on general product safety. The directive holds manufacturers responsible for providing products that are safe to use. Article 2 of the directive sets requirements that need to be fulfilled for a product to be recognized as safe (safe product). Technical and processing requirements: only few processing changes can be made.

SELECTION OF THE CS APPLICATIONS AND TEST PRODUCTIONS Based on the market demand, material properties and molding requirements we have selected the following two applications: tampon applicator and surgical tweezers.

TAMPON APPLICATORS Tampon applicator is a simple tool for inserting a tampon into the human body. A tampon applicator consists of two tubes, one bigger and one smaller and is presented in the picture below. At the moment tampon applicators are made from PE. The current market demand for tampons in the EU is approximately 15-20 billion tampons per year.

TEST PRODUCTION OF TAMPON APPLICATORS Tampon applicators are produced by injection molding. Technical requirements are given according to processing limitations of the existing production technique.

6 materials were tested: 3 starch based materials and 3 PHA materials.

SURGICAL TWEEZERS Tweezers are a useful and simple tool, used in medicine. We decided to produce tweezers from a PHA-based material because they are resistant to higher temperatures and would likely be suitable for steam sterilization.

TEST PRODUCTION OF TWEEZERS Tweezers are produced with injection molding. One injection cycle produces 16 tweezers and each cycle uses cca.

100 g of the material although the mass of each tweezer is only 4.7 g; 25g of the material goes for a massive sprue.

An acceptable prototype on which artificial ageing is currently carried out.

Processing temperature of PHA was lower than the temperature for conventional plastics. Also the overpressure at the end of the extruder was lower (5X) and the pressure profile in the extruder is lower. The obtained tweezers were well formed and had acceptable performance.

SIMULATED COMPOSTING

ADDITIONAL PROCESSING OF THE TWEEZERS Because tweezers used in medical applications need to be sterile we tested how the water steam sterilization influences the products. Steam sterilization negatively affected closing and torsion of the forceps and the brittleness of the material increased. Other methods of sterilization might be better suited for this material.

Project partner 11 established a method for simulated composting of plastic materials described according to the standard EN 14806 “Packaging Preliminary evaluation of the disintegration of packaging materials under simulated composting conditions in a laboratory scale test.

Figure: Left: Glass reactors for determination of disintegration (one is full, three are empty – photo taken in the middle of the preparation) Reactors are placed into large thermostatic chamber kept at 58 oC ± 2 oC. Total capacity of the box is up to 15 reactors (more if smaller reactors are used). The box itself was custom made for the intention of determination of disintegration within the PLASTiCE project. Right: Thermostatic chamber for determination of disintegration of plastic materials in controlled laboratory conditions.

CONCLUSION The production of biodegradable tampon applicators and biodegradable tweezers was not fully successful, however is developed further. It is time consuming to find the right material for production of specific hygiene/medical device products and the process must be taken case by case. Because bioplastics have different processing properties some adjustments in the production process are necessary (time, pressure, molds, etc.).

With adjustments processing of bioplastics is possible with conventional equipment. Introduction of bioplastics into production of hygiene products is time consuming but feasible.

27 This project is immplemented through the Central Europe Programme co-financed by the ERDF

Innovative value chain developement for sustainable plastics in Central Europe

CS 4 & 5— Production og packaging for eggs made from BDPs Polymer Institute of the Slovak Academy of Sciences (Slovakia) University of Technology in Bratislava,(Slovakia) INTRODUCTION This case study concerned the preparation of compostable material suitable for processing by blistering technology possessing the required mechanical properties and acceptable price. The aim was to develop fully compostable packaging for eggs, serving as an example of successful application for other companies that are not sure about benefits of these kind of applications.

PROCESS The material made from biodegradable plastics was adjusted on laboratory scale for packaging for eggs, especially regarding ultimate properties, price and processing parameters. Pellets made from a new biodegradable blend (based on PLA and PHB) was prepared in four slightly different alternatives mainly differing in processing details, with the aim to various processing parameters to be able to adjust the blend for fixed conditions in the pilot experiment.

The four compositions were tested under laboratory conditions regarding foil extrusion and consequent vacuum thermoforming. All compositions showed good processability both in extrusion and in thermoforming of 6-pack egg packaging, similar to reference materials, namely polystyrene (used nowadays) and polylactic acid (standard biodegradable material supposed to be easily processed).

In the meanwhile an external company made a thorough economic analysis (feasibility) of the production for three different kinds of packaging.

Twin-screw extruder for pellets preparation

Thermoforming process study

CONCLUSIONS

Product prototypes

Biodegradable material suitable for vacuum thermoforming was tested and packaging for eggs has been produced under laboratory conditions. This case study confirmed that industry and the research sector can overcome specific challenges in the production process and that it is possible to develop new biodegradable blends in a relative short period of time.

28 This project is immplemented through the Central Europe Programme co-financed by the ERDF

Innovative value chain developement for sustainable plastics in Central Europe

CS 6A—Introduction of biodegradable plastics into drinking straw production P. Horvat1, A. Kržan1, U. Kropf2, M. Erzar3 1 National Institute of Chemistry, Hajdrihova 19, 1000 Ljubljana 2 Centre of excellence Polymer Materials and Technologies PoliMaT, Tehnoloski park 24, 100 Ljubljana 3 Pepiplast d.o.o., Cesta goriške fronte 46, 5290 Šempeter pri Gorici

INTRODUCTION

Drinking straws are disposable single-use products with a long history and although straws are small they result in a substantial amount of plastic waste that is often dispersed in nature. Biodegradable plastic straws offer the same convenience as classic drinking straws with no or limited downside of the plastic waste issue. With this CS we could ease the transition of drinking straw production from conventional materials to bioplastics.

PROCESS FOOD CONTACT TESTING

PRODUCTION OF STRAWS

Drinking straws are a product that is intended to come in contact with foodstuff. Due to lack of information regarding overall migration from bioplastics we tested several products made of bioplastics to see if they are suitable for use in food contact applications.

Conventional straws are made from PP and the plan was to replace PP with a bio-based and biodegradable material which was already prepared to be used for production of this specific product. The used material was PLA based blend MaterBi CE01B.

We analyzed the overall migration of non-volatile substances from bioplastic items such as packaging and utensils into aqueous food simulants. The tested samples were commercially available products made of polylactide (PLA) and thermoplastic starch (TPS). For all 7 tested items and/or materials it can be expected that they may come in contact with foodstuffs. Testing was performed according to the standard EN 1186 in a laboratory accredited according to EN ISO/IEC 17025. Test methods for overall migration into aqueous food simulants a) by article filling, b) by total immersion, and c) by cell were used. The materials were exposed to aqueous solutions simulating actual use conditions and up to three migration cycles were performed. FT-IR spectroscopy was used for sample characterization and for identification of migrated substances. Total migration was quantified using the evaporation method.

In the conventional production the set-up of the system was well optimized and the system was very stable. This is crucial since a very high throughput (900 pcs/min) must be reached in order to have a sustainable production.

When switching to the bioplastics optimizing the new set-up of the system was quite complicated. A number of times the system collapsed only one step before it was set up. After suitable conditions were found the system was stable.

The production temperatures were lower than for PP. The biggest difference when comparing PP straws and straws made from bioplastics is in mass (biodegradable is approx. 50 % heavier) but this could still be improved. We also tested production of straws with hinges (knees) and observed no problems.

Figure 2: Introduction of melt through the cooling system and into the haul-off.

Figure 1: Migration cell, dismantled (left) and during the migration (right) The migration of non-volatile substances from bioplastics was determined by evaporation method. Overall migrations from all PLA samples and most TPS samples was below the level of detection, only one overall migration from TPS foil was above the legal limit but the product was not intended to come in contact with foodstuff (bags).

Figure 3: Left: The production line from the extruder to the haul-off (first part) and the rotary cutter (second part) Middle: System for collection of straws, Right: PepiPlast/PLASTiCE biodegradable straws

CONCLUSION From food contact testing results we can conclude that bioplastics can be used for food contact, important is that we take into consideration actual use conditions and do not use all materials for all purposes.

Although the material was intended for production of straws some processing adjustments e.g. temperature, pressure, screw rotation, production speed, etc. were necessary. Because production of straws from biodegradable materials is already well established elsewhere the producer of the material could offer us the right material.

The implementation of biodegradable plastics into straw production was fast and simple because we had a partner with long history of production of biodegradable straws. The company is also producing their own equipment for production of straws and knows how the machines are working and their wealth of experiences was also one of the main reasons why this case study was concluded so quick.

We conclude that there is a significant benefit when the operator has long time experiences with production of similar or the same products, knows the equipment and if we have the material intended for exactly this product.

The main advantage is the existence of the material intended for specific use, which allowed CS 6A to proceed with relative ease.

29 This project is immplemented through the Central Europe Programme co-financed by the ERDF

Innovative value chain developement for sustainable plastics in Central Europe

CS 6B—Introduction of biodegradable materials into production of twines for agriculture M. Scandola, I. Voevodina University of Bologna, Chemistry Department “G. Ciamician”, Selmi 2, 40126 Bologna, Italy

The company involved in the Case Study produces polypropylene twines for agricultural use and joined the Case Study with the intention to substitute the polyolefin used for production with a biodegradable polymer.

Material change over time for twine production Advantages of twines from biodegradable polymers for agricultural applications:  Ploughing-in of soil-biodegradable twines after use instead of collecting them from the field and disposing as waste  Improving the quality of the soil by using twines with added fertilizers to be released in soil in a controlled manner

Steps of the Case study:  analysis and selection of biodegradable polymers available in the market  characterization of physico-chemical properties of selected polymers  twine processing trials  characterization of the product

Main parameters considered in selection of biodegradable polymers for their use in twine production:  biodegradation in soil  appropriate mechanical properties  acceptable price

Simplified scheme of production line for twines at the company site

Selection of the polymer All materials taken into account as potential candidates were thoroughly characterized using a range of techniques (DSC, DMTA, TGA, TGA-MS, XRD, SEM, FTIR, mechanical properties etc.), in order to allow final selection of the materials to be processed at the company’s plant. Only two potential candidates were selected for twine production, based on proven soil biodegradability and commercial availability:  Polyester (A)  Polyester Blend (B) Twine processing trials and characterisation of the product After some trials with Polymer A at the factory’s production line, where problems with polymer film stretching after extrusion were experienced, laboratory trials on a small-size extrusion machine (fig. 1) were carried out.

The results using Polymer A were encouraging and a demonstration twine was produced (fig. 2). Mechanical properties of the thread were in the range expected for the twine application.

Polyester B didn’t provide good results.

Figure 1

Figure 2

CONCLUSION Important points to be taken into consideration for potential substitution of the presently used polyolefins with biodegradable polymers for twine production are:

   

Biodegradability in soil is a fundamental requirement The material must stand the applied high draw ratio after the extrusion The twine mechanical properties (strenght) must comply with application requirement Price of new polymer is a crucial factor

30 This project is immplemented through the Central Europe Programme co-financed by the ERDF

31

Better plastics produce less waste Plastics are a fellow traveller of modern life with whom we have an ambivalent relationship: we love the convenience of plastics but hate them for polluting our environment. Newly developed "bioplastics" are biodegradable or made from renewable resources, to make use of plastics more sustainable. PLASTiCE promotes a joint research scheme that exposes producers to the possibilities of the new plastics while also creating a roadmap for actions that will lead to commercialization of new types of plastics. www.plastice.org

32