Bioplastika - Priložnost za prihodnost by plasticeproject

Projekt se izvaja v sklopu programa CENTRAL EUROPE PROGRAMME in je sofinanciran s strani Evropskega sklada za regionalni razvoj (ESRR).

Ta priročnik je bil pripravljen v okviru projekta PLASTiCE in je del DS4 – Okvirni pogoji za spodbujanje povpraševanja na trgu, DS4.2 Mednarodna svetovalna shema

Kazalo vsebine:

PREDGOVOR…………………………….………………………..……………...…….…………………....6 1.

Uvod………………………………….……………………..………………….…..……………..….7

Polimerni materiali - osnove...……….…………………………………………...…..…………….11

Plastika…………………………………..…..…..…..………..………….….……………………….13 3.1.

Razvrstitev plastike……...……….……….……………………………..……………...….....13

3.2.

Običajna plastika………………………………………………………..…..……………….15

3.3.

Biorazgradljiva plastika……………………………………………………..…..…………...19 3.3.1. Biorazgradljiva plastika iz obnovljivih virov…………………………………........…20 3.3.2. Biorazgradljiva plastika iz fosilnih virov………………….…..…….….….……....…21 3.3.3. Oxo-razgradljiva plastika………………………………………………………....…22

3.4

Bioosnovana plastika……………………………………………………………………..….23

3.5.

Zmogljivosti za proizvodnjo bioplastike……………….……………………………….…...25

Plastični izdelki, načela trajnosti in merila vrednotenja……….………………………………...…27 4.1.

Vrednotenje trajnostnega razvoja plastike………………………………………...………27

4.2

Ocenjevalna merila za okoljske vidike……………………………………………………..28

4.3.

Ocenjevalna merila za družbene vidike…………………….……………………………..29

4.4.

Ocenjevalna merila za ekonomske vidike……………..………...………………………...31

Sistem vrednotenja za izbrane lastnosti plastike……………………….……………………….…32 5.1.

Certificiranje kompostirne plastike……………………….………………………………….32

5.2.

Certificiranje bioosnovanih materialov……………………………...………………………35

5.3.

Povzetek poglavja o certificiranju…………………………………….…………………….37

5.4.

potrditev zmanjšanja emisij toplogrednih plinov……………………..…………………….38

Zaključek………………………………………………………..…….….……………………………41

Dodatki: Dodatek A: Seznam različnih načinov uporabe bioplastike…………….………………………...42 Dodatek B: Mednarodna R&D (razvojno—raziskovalna) shema………….………………………54

Viri…………………………………………………………………………….………..……………………...61

PREDGOVOR Težko si je predstavljati, da na svetu pred stoletjem praktično ni bilo plastike, 100 let pozneje pa je prisotna praktično v vsakem trenutku našega življenja; uporablja se kot embalaža za živila, za medicinske namene, kot tudi za izdelavo avtomobilskih delov in igrač. Plastika omogoča, da naša hrana ostane sveža dalj časa ter da lahko prepotuje daljše razdalje, v plastiko pakirani medicinske igle, fiziološka raztopina in kri ostanejo intaktni in sterilni, zahvaljujoč plastiki so naši avtomobili lažji in porabijo manj goriva, plastika v obliki kock Lego in Barbie punčk razveseljuje tudi naše otroke. To je samo nekaj primerov uporabe plastike in pravzaprav gre za izjemen dosežek - predvsem zato, ker plastika predstavlja edino veliko skupino materialov, ki so v celoti umetnega izvora. Kljub temu da nam uporaba plastike prinaša številne prednosti, pa so z uporabo plastike povezane tudi določene slabosti. Različne vrste plastike, ki jih uporabljamo, ter načini njihovega odstranjevanja močno vplivajo na zdravje ljudi in stanje okolja. Bisfenol A (BPA), ki se uporablja v proizvodnji embalaže za hrano in pijačo, deluje kot hormonski motilec in povzroča motnje v razvoju ter je povezan z večanjem števila rakavih obolenj; v veliki pacifiški zaplati odpadkov pa so odkrili ogromne količine plastike, ki prosto plava v oceanu. Oba primera sta v javnosti sprožila dvome in skrbi o uporabi plastike. Knjige » Plastic – A toxic love story« (S. Freinkel), »Plastic Free – How I Kicked the Plastic Habit and How You Can Too« (B. Terry) ali »Plastic Ocean: How a Sea Captain's Chance Discovery Launched a Determined Quest to Save the Oceans« (C. Moore in C. Phillips) izpostavljajo omenjene probleme in dvomijo v uporabo – in zlorabo – plastike v današnjem času. Ključno je, da začnemo uporabljati tako vrsto plastike, ki ne škoduje niti zdravju človeka ali živali niti ne vpliva na stanje okolja, a hkrati še vedno zadovoljuje naše potrebe. Znanost, industrija in politika si morajo prizadevati za uvajanje materialov ter sprejemanje smernic, ki bodo te zahteve izpolnjevali. Od tega so lahko odvisna naša življenja in naše zdravje ter okolje, v katerem živimo. Projekt PLASTiCE predstavlja korak v to smer. Glavni cilj projekta je uveljavljanje in družbeno sprejemanje novih plastičnih materialov, ki manj obremenjujejo okolje. S tem namenom v okviru projekta PLASTiCE sodelujemo s številnimi partnerji iz različnih industrijskih panog, z nevladnimi in vladnimi organizacijami ter z uporabniki, s trgovci in z znanstveniki. Po naših izkušnjah vse te skupine kažejo zanimanje za sodelovanje pri iskanju nove prihodnosti (ekonomsko učinkovite ter okolju neobremenjujoče) za plastiko. Ob tem se pojavi vprašanje, kako na učinkovit način uskladiti njihove različne interese. Kot kaže si vsi deležniki želijo jasnih in nepristranskih informacij o plastiki ter kontaktnih oseb ali organizacij, na katere se lahko obrnejo z vprašanji o plastiki. Ta priročnik je bil pripravljen z namenom izpolniti nekatere od teh želja ter z namenom premostitve trenutnih ovir, ki nam onemogočajo uporabo plastičnih materialov, ki omogočajo nove načine uporabe in hkrati manj obremenjujejo okolje in vplivajo na zdravje.

doc. dr. Andrej Kržan, koordinator projekta PLASTiCE

1. Uvod Dragi bralec, namen tega priročnika je na enem mestu zbrati obstoječe in objektivne informacije, ki vam bodo pomagale bolje razumeti pojem trajnostne plastike ne glede na to, v katerem delu vrednostne verige plastike delujete. Avtorji tega priročnika, partnerji projekta PLASTiCE, imamo veliko izkušenj s trajnostno plastiko, na nas se dnevno obračajo podjetja, ki so na kakršenkoli način povezana s plastiko. Na podlagi teh izkušenj smo pripravili seznam desetih vprašanj, ki nam jih podjetja najpogosteje zastavljajo.

Vprašanja

1. Katere izdelke lahko proizvajamo iz bioplastike? 2. Ali je proizvodnja izdelkov iz bioplastike izvedljiva z ekonomskega stališča? 3. Ali je proizvodnja izdelkov iz bioplastike tehnološko izvedljiva? 4. Ali ima moje podjetje ustrezna znanja? 5. Ali ima moje podjetje ustrezno opremo in proizvodne procese? 6. Zakaj certificirati izdelke iz bioplastike? 7. Kako prepričati stranke, da bi kupovale izdelke iz bioplastike? 8. Kje naj moje podjetje najde ustrezne surovine (polimere, pigmente, itd.)? 9. Kje poiskati partnerje? 10. Kako začeti?

Ta priročnik je zasnovan tako, da ponuja odgovore na vseh 10 vprašanj. Spodaj najdete kratke odgovore na vsa izmed njih, skupaj z informacijami, kje v priročniku lahko najdete še več podatkov.

Odgovori Katere izdelke lahko proizvajamo iz bioplastike? Bioplastiko lahko, tako kot običajno plastiko, uporabljamo za različne namene. Ima širok spekter lastnosti, med drugim je nanjo enostavno tiskati, prepustnost za pline, vodno paro, maščobe kot tudi ostale lastnosti lahko prilagajamo vsakemu namenu uporabe posebej. Več podrobnosti o lastnostih bioplastike lahko najdete v 3. poglavju. Trenutno se bioplastika najpogosteje uporablja za proizvodnjo embalaže in v prehrambni industriji za proizvodnjo izdelkov kot so nakupovalne vrečke, pladnji za hrano, jogurtovi lončki, jedilni pribor itd. Bioplastika je vedno bolj popularna tudi v medicini, kmetijstvu, za proizvodnjo zabavne elektronike, pripomočkov za šport ter celo v avtomobilski industriji. 7

Pomembno je omeniti, da se sektor bioplastike šele razvija. Pričakovati je mogoče, da se bo v naslednjih nekaj letih hitro razširil, s čimer se bo sočasno povečalo tudi število možnih vrst uporabe bioplastike. V Dodatku A so navedeni najpogostejši načini uporabe bioplastike, prisotne na tržišču v prvi polovici leta 2013.

2. Ali je proizvodnja izdelkov iz bioplastike izvedljiva z ekonomskega stališča? Čeprav je bioplastika navadno dražja od običajne plastike, se je trg za bioplastiko v zadnjih letih močno razvil in postal cenovno konkurenčen ter podprt z zakonodajo (pojav standardov in certifikatov, v nekaterih državah celo prepoved uporabe običajne plastike za določene načine uporabe, na primer za nakupovalne vrečke). Največje povpraševanje po bioplastiki je opazno pri proizvajalcih embalaže, igrač, elektronske opreme in v avtomobilski industriji. Veliko svetovnih korporacij je bioplastiko vključilo kot pomemben del njihovih dolgoročnih razvojnih strategij. Bioplastika se razvija v več dimenzijah. Na eni strani proizvajalci materialov razvijajo nove materiale in dodatke, proizvajalci končnih izdelkov pa so opazili izjemen potencial za inovacije in razširitev svoje ponudbe, ki je pred tem temeljila na običajni plastiki. Več o tej temi najdete v 4. in 5. poglavju, kjer so navedena različna merila za ocenjevanje trajnosti.

3. Ali je proizvodnja izdelkov iz bioplastike tehnološko izvedljiva? Bioplastika, ki je že na voljo na trgu, ima širok spekter uporab. Predelovati jo je mogoče kot običajno plastiko – s termoformiranjem, brizganjem, vpihavanjem itd. Do razlik pri predelavi bioplastike (v primerjavi z običajno plastiko) pride pri izbiri parametrov, ki jih je treba nastaviti na strojih za predelavo plastike. Ti parametri so navedeni med tehničnimi podatki o materialu in so na voljo pri vseh proizvajalcih. Bioplastike z vidika tehnološke zapletenosti na splošno ni težje predelati kot običajne plastike. Več o tem najdete v 3. poglavju.

4. Ali ima moje podjetje ustrezna znanja? Sposobnosti se nanašajo na zmožnosti, zmogljivosti, spretnosti, znanja, strokovnost in izkušnje. Obstajata dve vrsti sposobnosti/znanj: tehnične/a in netehnične/a. Sposobnosti, potrebne za ravnanje z bioplastiko, so z vidika celotnega življenjskega kroga predelave, industrijske rabe, potrošniške rabe in ravnanja z odpadki večinoma tehnične in zelo podobne tistim, ki so potrebne za običajno plastiko. Bioplastiko se lahko predela z enakimi stroji kot običajno plastiko; njeno industrijsko in potrošniško rabo določajo njene lastnosti, ki jih lahko najdete med tehničnimi podatki o materialu in v ustrezni literaturi, ki je je na voljo vedno več. Ravnanje z odpadki iz bioosnovane plastike je enako ravnanju z odpadki iz običajne plastike, v primeru biorazgradljive plastike pa je ravnanje z odpadki drugačno. Kompostirno bioplastiko se namreč lahko kompostira skupaj z organskimi odpadki v procesu industrijskega kompostiranja. Vsa bioplastika prav tako prinaša odlične možnosti za trženje, k kateremu pa je vseeno potrebno pristopiti preudarno in oblikovati marktinško strategijo za vsak material in način uporabe posebej. Ta priročnik je zasnovan tako, da olajša prepoznavanje znanj, ki so potrebna za ravnanje z 8

bioplastiko, in usposablja na tistih področjih, kjer morda manjkajo določene netehnične sposobnosti.

5. Ali ima moje podjetje ustrezno opremo in proizvodne procese? Tako kot za katerikoli material je tudi za bioplastiko nujno, da se lastnosti materiala prilagodi posameznemu namenu uporabe izdelka, ki ga podjetje želi proizvajati. Nekatere vrste bioplastike (zlasti tako imenovana BIOOSNOVANA plastika iz obnovljivih virov) imajo popolnoma enake lastnosti kot analogi iz fosilnih virov (PE in t.i. zeleni (green) PE). Druge vrste bioplastike pa imajo lahko povsem drugačne lastnosti, ki jih lahko s kreativnim pristopom uspešno izkoristite. Kot smo že zapisali v odgovoru na 3. vprašanje, se bioplastiko lahko predeluje z enakimi stroji kot običajno plastiko.

6. Zakaj certificirati izdelke iz bioplastike? Sodobnega sveta si ni mogoče predstavljati brez plastike. Vseeno pa je uporaba različnih plastičnih materialov pogosto v nasprotju z vedno večjim zanimanjem širše javnosti za življenjske sloge, ki so okolju prijaznejši. To vodi v iskanje alternativnih materialov, ki bodo ustreznejši za nov življenjski slog. Bioplastika je ena najvidnejših in najbolj obetavnih rešitev. Ker bioplastike ni mogoče enostavno razlikovati od običajne plastike, je potreben mehanizem, ki zagotavlja kakovost proizvoda in uvaja označevanje. To je naloga sistemov za standardizacijo in certificiranje. Čeprav je certificiranje materialov in proizvodov povsem prostovoljno, prinaša številne prednosti. Proizvod ali material s certifikatom loči bioplastiko od običajne plastike in je dokaz, da material ali proizvod izpolnjuje zahteve standarda. To je očitna prednost pred drugimi izdelki, ki nimajo certifikata. Izdelki, na katerih je certifikacijska oznaka, za potrošnike predstavljajo nedvomen dokaz o lastnostih izdelka/materiala. Logotip certifikata za kompostirno plastiko omogoča preprostejše razvrščanje odpadkov in pravilno ravnanje z njimi ter jamči za kakovosti izdelka. Zelo podrobne in natančne informacije o različnih oblikah standardizacije bioplastike lahko najdete v 5. poglavju.

7. Kako prepričati stranke, da bi kupovale izdelke iz bioplastike? Bioplastika je skupina novih in inovativnih materialov, ki jih lahko uporabljamo za proizvodnjo najrazličnejših izdelkov in predstavljajo nadomestilo za običajno plastiko. Čeprav se izdelki iz bioplastike na videz praktično ne razlikujejo od izdelkov (namenjenih za isti način uporabe) iz običajne plastike, jih lahko promovirate na drugačne načine z uporabo najrazličnejših marketinških praks, praks za družbeno odgovornost gospodarskih družb in praks za odnose z javnostjo. Večina bioplastike je narejena iz obnovljivih virov in ima številne prednosti, ki jih je mogoče zelo preprosto in jasno tržiti na vseh ciljnih trgih. Lastnosti, ki so značilne izključno za bioplastiko (na primer biorazgradnja), prav tako prinašajo konkurenčno prednost, če jih pravilno tržimo. Na splošno je bioplastika zelo uspešna v tržnih nišah, kot so organska hrana in luksuzni izdelki, najpogosteje v povezavi z embalažo. Proizvajalci lahko prav tako izkoristijo dejstvo, da je okoljsko ozaveščenih ljudi, ki zahtevajo drugačne izdelke, vedno več. 9

Bioplastika zelo dobro korelira s konceptom trajnosti. 4. poglavje je v celoti posvečeno trajnostnemu razvoju; natančneje različnim ukrepom in metodam, ki lahko pomagajo oceniti trajnost izdelkov iz bioplastike, kar lahko uporabite pri trženju, komunikaciji z javnostjo ter v povezavi z družbeno odgovornostjo podjetja.

8. Od kod naj moje podjetje dobi ustrezne/potrebne surovine (polimere, pigmente itd.)?

Oba dodatka tega priročnika, Seznam možnosti za uporabo bioplastike in Shema za raziskave in razvoj, vsebujeta veliko koristnih informacij o bioplastiki. Brošuro Primeri uporabe bioplastike smo pripravili, da vam pomagamo najti ideje, kako uporabiti bioplastiko v vašem podjetju, in da vam pokažemo, da bioplastiko lahko uporabite na veliko več načinov kot samo za vrečke za biološke odpadke, kakor misli večina uporabnikov. Izdelki so razdeljeni v različne skupine ter opremljeni s kratkim opisom možne uporabe in razlago o prednostih uporabe bioplastike. Drugi dodatek – Shema za raziskave in razvoj je rezultat sodelovanja sedmih institucij za raziskave in razvoj (vse so partnerji projekta) iz štirih držav srednje Evrope. Skupna Shema za raziskave in razvoj nudi prilagojene rešitve za podjetja v srednji Evropi, ki sodelujejo pri uvajanju novih načinov uporabe biorazgradljivih polimerov na trg. V shemi najdete tudi kontaktne podatke institucij v vaši bližini, ki vam lahko pomagajo pri različnih vprašanjih, ki so povezana z bioplastiko. Shema za raziskave in razvoj je eden od glavnih rezultatov projekta PLASTiCE.

9. Kje poiskati partnerje? Na industrijski ravni, zlasti v sektorju za raziskave materialov in testiranja, sodeluje veliko podjetij. Zato mora imeti vsako podjetje, ki se želi ukvarjati z bioplastiko, veliko poslovnih kontaktov in partnerjev. Shema za raziskave in razvoj (eden od dodatkov tega priročnika) je dokument, ki vam bo v pomoč pri iskanju posameznih podjetij in inštitutov, ki vam lahko pomagajo pri določenih vprašanjih o bioplastiki in vam nudijo strokovno pomoč, da boste vaš izdelek najbolje prilagodili njegovemu načinu uporabe.

10. Kako začeti? Prvi korak do novega izdelka, je ideja, ki se rodi kot odgovor na trenutne zahteve na trgu. Bioplastika nudi nove in inovativne možnosti za nove izdelke in za modifikacijo obstoječih izdelkov. Številčnejše možnosti za uporabo bioplastike so posledica povečane potrebe po trajnostnih in okolju prijaznih načinih uporabe. Bioplastika – priložnost za prihodnost je brošura, zasnovana tako, da vam ponudi vse informacije o bioplastiki in vam je v pomoč pri vaših prvih korakih, ko se spoznavate s temi novimi materiali.

2. Polimerni materiali – osnove Preden podamo definicijo in razložimo načine razvrščanja plastike, moramo razumeti, iz česa plastika je oz. kaj jo sestavlja. Gradniki plastike so polimeri. Enostavno povedano so polimeri makromolekule iz ponavljajočih se enot, imenovanih monomeri. Polimeri imajo lahko linearno, razvejano ali zamreženo strukturo. Linearni polimeri so pogosto termoplasti, kar pomeni, da se talijo pri določenih temperaturah in so topni v nekaterih organskih topilih. Zamreženi polimeri se ne talijo in niso topni v organskih topilih. Polimeri so v naravi precej razširjeni. So gradniki rastlin in živali. Polimeri so škrob, celuloza, beljakovine in hitin ter mnogi drugi. Druga velika skupina polimerov so polimeri, umetno pridobljeni iz petrokemičnih virov, zemeljskega plina in premoga. Vse skupine polimerov se uporabljajo v številnih industrijskih panogah. Polimere lahko razvrstimo na različne načine (odvisno od tega kaj vzamemo kot merilo za razvrščanje) – spodaj so našteti nekateri od njih: Razvrstitev glede na fizikalno-kemijske lastnosti:  Termoplasti – materiali, ki se zmehčajo, če jih segrevamo in se strdijo, če znižamo temperaturo. Na primer akrilonitril butadien stiren – ABS, polikarbonat – PC, polietilen – PE, polietilen tereftalat – PET, polivinil klorid – PVC, poli(metil metakrilat) – PMMA (pleksi steklo), polipropilen – PP, polistiren – PS, ekspandirana polistirenska pena – EPS (stiropor).  Termoseti (duroplasti) – po oblikovanju ostanejo trdi in se ne zmehčajo z dviganjem temperature. Na primer poliepoksid – EP, fenol formaldehidne smole – PF.  Elastomeri – materiali, ki jih lahko raztezamo in stiskamo; po prenehanju delovanja sile se povrnejo v izvorno obliko. Razvrstitev glede na izvor:  Sintetični polimeri – nastanejo s kemijsko sintezo (adicijska polimerizacija, polikondenzacija, kopolimerizacija).  Naravni polimeri – nastajajo in razgrajujejo se v naravi; na primer celuloza, beljakovine, nukleinske kisline.  Spremenjeni naravni polimeri – to so naravni polimeri, ki so kemijsko predelani, da dobijo nove funkcionalne lastnosti, na primer acetatna celuloza, modificirane beljakovine, termoplastični škrob. Razvrstitev glede na izvor surovin, iz katerih so polimeri narejeni:  Obnovljivi viri (rastlinski in živalski viri)  Neobnovljivi/fosilni viri (nafta, zemeljski plin, premog) Razvrstitev glede na način uporabe polimerov:  Embalaža  Gradbeništvo  Avtomobilizem  Električna in elektronska oprema  Medicina Razvrstitev glede na dovzetnost za razgradnjo z mikroorganizmi/encimi:  Biorazgradljivi (polilaktid – PLA, polihidroksialkanoati – PHA, regenerirana celuloza, škrob, linearni poliestri)  Nebiorazgradljivi (polietilen – PE, polipropilen – PP, polistiren – PS)

Obstaja seveda še veliko načinov za razvrščanje polimerov, predvsem pa se je pomembno zavedati, da za industrijsko uporabo polimeri sami pogosto niso zadosti. Večina plastičnih materialov vsebuje tudi druge organske ali anorganske spojine. Te se imenujejo aditivi, zaradi njih pa ima plastika lahko povsem drugačne lastnosti.

Torej:

plastika = polimer + aditivi Količina aditivov lahko variira od nekaj odstotkov (na primer za plastiko za zavijanje živil) do več kot 50 % za določene načine uporabe. Polimerom z aditivi v tehnični in industrijski rabi pravijo plastika. Nekateri primeri primesi so: plastifikatorji - oljne spojine, ki izboljšajo reologijo; polnila, ki izboljšajo splošno učinkovitost in zmanjšajo stroške proizvodnje; stabilizatorji, ki zavirajo določene kemijske reakcije, na primer zaščitna sredstva proti gorenju – aditivi, ki zmanjšujejo vnetljivost, antistatična sredstva, lubrikanti in mnogi drugi. Svet plastike in polimerov je obsežen, kar je razumljivo, če vemo, koliko najrazličnejših polimerov in aditivov lahko spajamo. To daje tudi veliko možnosti za preoblikovanje in predelavo plastike. Najosnovnejše tehnike za predelavo plastike so: ekstrudiranje, ekstrudiranje s pihanjem, brizganje, kompaktiranje/stiskanje, prešanje, oblikovanje plošče, valjanje in kalandiranje ter ulivanje.

3. Plastika 3.1. Razvrstitev plastike Zgodovina plastike in premik k trajnosti Prvi plastični materiali so bili proizvedeni ob koncu 19. in na začetku 20. stoletja. Celuloid in celofan sta bila prva, izdelana sta bila iz naravnih virov – bioosnovana. Po drugi svetovni vojni je plastika postala zelo priljubljena. Od 60. do 90. let prejšnjega stoletja so jo proizvajali predvsem iz fosilnih virov. V 80. letih je bilo proizvedene več plastike kot jekla. V 90. letih so na družbeno-kulturni in politični ravni postale pomembne politike varstva okolja ter koncept trajnosti. Izumljene (in v praksi uporabljene) so bile nove tehnologije, na primer proizvodnja bioosnovane plastike in proizvodnja biorazgradljivih materialov. Raziskave novih materialov in načini njihove proizvodnje so bili (in še vedno so) tesno povezani z:  razvojem znanja in vprašanji o varstvu okolja – zlasti upoštevanje življenjskega kroga sistema (tj. proizvodnja, uporaba in postopki ob koncu življenjskega kroga, vložki materialov in emisije);  izboljšanjem metod vrednotenja vpliva plastike na okolje, zlasti z uporabo pristopa LCA (Life Cycle Asseessment – analiza življenjskega kroga) – analiza, ki upošteva kaj se dogaja z določenim izdelkom »od zibelke do groba« ang. »from cradle to grave«;  razvojem trajnostnih razvojnih politik, kar v proizvodni in tržni praksi pomeni, da se upošteva okoljska, družbena in ekonomska vprašanja, povezana s plastiko. Plastiko, ki je proizvedena z uporabo novih tehnologij in ob proizvodnji katere so imeli v mislih ta vprašanja, imenujemo bioplastika. Ta izraz so skovali pri Evropskem združenju za bioplastiko (European Bioplastics Association), njegov pomen pa najdete v spodnjem okvirčku.

Bioplastika – po definiciji Evropskega združenja za bioplastiko Izraz bioplastika obsega celotno družino materialov, ki so bioosnovani, biorazgradljivi ali oboje. Bioosnovanost pomeni, da je material ali izdelek (delno) narejen iz biomase (rastlin). Biomasa, uporabljena za proizvodnjo bioplastike, je pridobljena na primer iz koruze, sladkornega trsa ali celuloze. Biorazgradnja je kemijski proces, med katerim mikroorganizmi (brez da bi človek dodal umetne aditive), ki so prisotni v okolju, materiale razgradijo v naravne snovi, kot so voda, ogljikov dioksid in kompost . Proces biorazgradnje je odvisen od razmer v okolju (na primer lokacija ali temperatura), materiala in načina uporabe.

Vir: en.european-bioplastics.org Za ponazoritev te razlike med bioosnovanostjo in biorazgradljivostjo je Evropsko združenje za bioplastiko izdelalo preprost dvoosni diagram, ki zajema vse vrste plastike in vse možne kombinacije. Ogledate si ga lahko na sliki 1 na naslednji strani.

Slika 1: Razvrstitev plastike (Evropsko združenje za bioplastiko)

Kot je razvidno iz slike 1, plastiko lahko razdelimo v štiri skupine. Vodoravna os prikazuje biorazgradljivost plastike, navpična os pa kaže, ali je material narejen iz fosilnih ali obnovljivih surovin. Posledično ločimo štiri skupine: 1. Plastika, ki ni biorazgradljiva in je narejena iz fosilnih virov – v to kategorijo sodi vse, kar nam je znano kot klasična ali običajna plastika (čeprav običajna petrokemična plastika predstavlja samo eno skupino plastike, vanjo (na svetovnem nivoju) sodi skupno več kot 90 % vse proizvedene plastike). 2. Bioosnovana biorazgradljiva plastika – plastika, ki je narejena iz obnovljivih surovin in je biorazgradljiva. 3. Biorazgradljiva plastika iz fosilnih virov – plastika, ki je biorazgradljiva, proizvedena iz fosilnih virov. 4. Nebiorazgradljiva plastika, ki je bioosnovana – plastika, proizvedena iz obnovljivih surovin, ki pa ni biorazgradljiva. V tem priročniku bodo posamično obravnavane vse štiri skupine.

3.2 Običajna plastika Klasična plastika, proizvedena iz fosilnih virov, je primerna za izjemno veliko načinov uporabe. Plastične izdelke v primerjavi z izdelki iz drugih materialov odlikuje predvsem njihova lahkost. Plastični izdelki so lahki zaradi relativno majhne gostote. Prav tako je plastika odličen toplotni in električni izolator ter je odporna na korozijo. Veliko vrst plastike je prozornih, zato zelo primernih za uporabo v optičnih napravah. Plastiko lahko oblikujemo v različne oblike in mešamo z drugimi materiali. Poleg tega lahko lastnosti materialov preprosto spreminjamo in jih prilagajamo z dodajanjem polnil za ojačanje, pigmentov, sredstev za penjenje in plastifikatorjev. Plastiko lahko zaradi univerzalnih lastnosti uporabljamo na skoraj vseh področjih življenja. Največje povpraševanje po plastiki je za proizvodnjo embalaže, v gradbeništvu, transportu, električni in elektronski industriji, kmetijstvu, medicini in športu. Ker so možnosti uporabe plastike skoraj neomejene in ker je lastnosti materialov možno prilagoditi kakršnim koli zahtevam, je plastika vir inovacij skoraj povsod. Vse to je mogoče zaradi velikega števila različnih vrst plastike, ki so na voljo na trgu. »Veliko šesterico« plastike na trgu sestavljajo:  polietilen (PE),  polipropilen (PP),  polivinilklorid (PVC),  polistiren (trden – PS in ekspandiran/penjen – EPS),  polietilen tereftalat (PET),  poliuretan (PUR).

Slika 2: Povpraševanje po plastiki v Evropi - glede na vrsto materiala

Vir: Plastics – The Facts 2012

Osemdeset odstotkov povpraševanja po plastiki v Evropi je vezanega na teh 6 vrst plastike. Kot lahko razberete iz slike 2 so prve tri skupine plastike na trgu: polietilen (29 %), polipropilen (19 %) in polivinilklorid (12 %). (Vir: Plastics Europe – The Facts 2012). Druge vrste plastike, po katerih je veliko povpraševanja, so:  akrilonitril butadien stiren (ABS),  polikarbonat (PC),  polimetil metakrilat (PMMA),  epoksidne smole (EP),  fenolformaldehidne smole (PF),  politetrafluoroetilen - teflon (PTFE). V letu 2011 je bilo na svetu proizvedenih 280 milijonov ton plastike. Proizvodnja stalno narašča vse od 50-ih let 20. stoletja, v povprečju za približno 9 % na leto. V letu 2011 je bilo v Evropi proizvedenih 58 milijonov ton plastike (kar predstavlja 21 % svetovne proizvodnje). Na Kitajskem proizvedejo največ plastike na svetu, pokrijejo kar 23 % celotne svetovne proizvodnje. Dolgoročno se predvideva, da bo poraba plastike narasla za 4 % na prebivalca. Kljub veliki porabi plastike v Aziji in novih državah članicah EU, pa je raven porabe v teh državah še vedno precej nižja kot v dobro razvitih državah. (Vir: Plastics Europe – The Facts 2012) Slike 3–6 kažejo primerjave v proizvodnji plastike ter v povpraševanju v različnih državah in sektorjih. Slika 3 prikazuje svetovno in evropsko rast proizvodnje plastike med letoma 1950 in 2011. Iz grafa je lepo razvidna neprestana rast v industriji plastike v zadnjih 60-ih letih. Svetovna proizvodnja je z 1,7 milijona ton leta 1950 zrasla na 280 milijonov ton v letu 2011, medtem ko je v Evropi zrasla z 0,35 milijona na 58 milijonov ton. Trenutno smo priča hitri selitvi proizvodnje plastike v azijske države.

Slika 3: Svetovna in evropska proizvodnja plastike med letoma 1950 in 2011

Vir: Plastics – The Facts 2012 16

Slika 4 kaže povpraševanje po plastiki v evropskih državah, pri čemer je povpraševanje največje v Nemčiji, Italiji in Franciji.

Slika 4: Povpraševanje po plastiki v različnih evropskih državah (tisoč ton/leto)

Vir: Plastics – The Facts 2012 Slika 5 kaže porabo plastike v Evropi v letih 2010 in 2011. Poraba je zrasla s 46,4 milijona ton v letu 2010 na 47 milijonov ton v letu 2011. V letu 2010 je bil največji delež (39 %) porabljen za embalažo, sledijo gradbeništvo (20,6 %), avtomobilska industrija (7,5 %) ter električna in elektronska oprema (5,6 %). Panoge, v katerih je povpraševanje manjše, so: šport, rekreacija, kmetijstvo in proizvodnja strojev. V letu 2011 je bil največji delež spet porabljen za embalažo (39,4 %), delež je celo nekoliko večji kot leto prej. Sledijo gradbeništvo (20,5 %), avtomobilska industrija (8,3 %) in industrija električne in elektronske opreme (5,4 %). Panoge z manjšim povpraševanjem so: šport, zdravstvo in varnost, zabava in sprostitev, kmetijstvo, industrija strojev, gospodinjskih aparatov in pohištva.

Slika 5: Poraba plastike v Evropi po panogah v letih 2010 (levo) in 2011 (desno)

Vir: Plastics – The Facts 2012

Slika 6 kaže porabo plastike glede na posamezno vrsto polimera in panoge.

Slika 6: Poraba plastike po vrstah in panogah v letu 2010

Vir: Plastics – The Facts 2012

Dodatne informacije o industriji klasične plastike lahko najdete na spletni strani Evropskega združenja za plastiko (Plastics Europe): http://www.plasticseurope.org/plastics-industry/market-and-economics.aspx.

3.3 Biorazgradljiva plastika Med iskanjem razlage termina biorazgradljiva plastika lahko najdemo več nasprotujočih si opredelitev. Najbolj preprosto in najbolj natančno pojasnilo biorazgradljive plastike je, da je biorazgradljiva plastika dovzetna za biorazgradnjo. Biorazgradnja temelji na dejstvu, da mikroorganizmi, prisotni v okolju (na primer bakterije, glive, alge), prepoznajo biorazgradljivo plastiko kot vir hranil ter jo zaužijejo in prebavijo (umetni aditivi NISO potrebni). Biorazgradnja poteka pod vplivom različnih biotskih in abiotskih dejavnikov, nujno pa MORA vključevati tudi proces biološke mineralizacije. Prvi korak biorazgradnje je fragmentacija, ki ji sledi mineralizacija. Mineralizacija je proces pretvorbe organskega ogljika v anorganske oblike. Slika 7 kaže razliko med razgradnjo in biorazgradnjo. Če pride samo do fragmentacije, to pomeni, da material samo fizično razpade (ne moremo govoriti o biorazgradnji), če pa fragmentaciji sledi še mineralizacija, je material biorazgradljiv.

Slika 7: Razlika med razgradnjo in biorazgradnjo Kot je razvidno iz slike 7, mikroorganizmi pri biorazgradnji fragmentirani material popolnoma asimilirajo kot vir hrane. Če smo povsem natančni, moramo izpostaviti, da izraz biorazgradljivost ne daje točnega odgovora o okoljih in pogojih, v katerih proces biorazgradnje poteka, temveč samo opredeli, da pride do popolne asimilacije organskega ogljika. Če za časovni okvir vzamemo neskončnost, je biorazgradljivo pravzaprav vse. Bolj natančen termin je kompostirnost, ki pomeni biorazgradnjo v kompostirnem okolju tekom enega kompostirnega cikla. Kot smo že omenili, biorazgradnja lahko poteka v aerobnih ali anaerobnih okoljih. Produkti biorazgradnje v aerobnih pogojih so ogljikov dioksid, voda in biomasa, produkti anaerobne biorazgradnje pa so metan, voda in biomasa, kar je v poenostavljeni obliki prikazano na spodnji sliki.

Slika 8: Produkti biorazgradnje pod aerobnimi in anaerobnimi pogoji 19

Kompostiranje je eden izmed procesov biorazgradje. Opišemo ga lahko kot organski postopek recikliranja, način nadzorovane obdelave organskih odpadkov, ki poteka pod aerobnimi pogoji (v prisotnosti kisika) in pri katerem se organski material spremeni v kompost pod vplivom naravno prisotnih mikroorganizmov. Biorazgradljiva plastika je kompostirna, če v pogojih industrijskega kompostiranja v 180 dneh pride do njene popolne presnove. Temperatura v kompostni kopici lahko med industrijskim kompostiranjem doseže temperature do 70 °C, kompostiranje pa poteka v vlažnih pogojih. Kompostirna plastika je opredeljena z vrsto državnih in mednarodnih standardov. Da za bioplastiko lahko rečemo, da je kompostirna. mora ustrezati zahtevam, ki so zapisane v standardih (na primer standard EN 13432, ASTM D6400 in drugi). Več informacij o standardih lahko najdete v 5. poglavju. Dovzetnost polimera ali plastičnega materiala za biorazgradnjo je odvisna izključno od kemijske strukture polimera. Iz stališča biorazgradljivosti zato ni pomembno, ali je polimer izdelan iz obnovljivih (biomase) ali neobnovljivih (fosilnih) virov, pomembna je končna struktura polimerne verige. Biorazgradljivi polimeri so torej lahko sintetizirani iz obnovljivih ali neobnovljivih virov.

3.3.1 Biorazgradljiva plastika iz obnovljivih virov Vedno nova znanja o varstvu okolja, trajnosti in izkoriščanju svetovnih zalog fosilnih virov so spodbudila znanstvenike, da so začeli iskati alternativne vire energije. Eno področje raziskav se osredotoča na biorazgradljive polimere iz obnovljivih virov. Biorazgradljiva plastika iz obnovljivih virov ima podobne lastnosti kot običajna plastika in bi jo lahko tudi nadomestila. Prva manjša proizvodnja biorazgradljive plastike iz obnovljivih virov se je začela leta 1995. Danes sta njena uporaba in obseg predelave veliko širša. Leta 2009 je svetovna proizvodnja biorazgradljive plastike znašala 226 tisoč ton, leta 2011 pa približno 486 tisoč ton (proizvodnja se je v dveh letih podvojila). Glavne vrste biorazgradljivih polimerov, proizvedenih iz obnovljivih virov (vključno s tistimi, proizvedenimi s kemijsko sintezo bioosnovanih monomerov, in s tistimi, pridobljenimi s pomočjo mikroorganizmov ali modificiranih bakterij), so naslednje:  

polimlečna kislina (polilaktid) (PLA); termoplastični škrob (TPS)



poliestri mikrobiološkega izvora – polihidroksialkanoati; PHA skupaj s kopolimeri butirne, valerenske in heksanojske kisline, PHBV, PHBH;



celulozni estri, regenerirana celuloza;



les in drugi naravni materiali.

Slika 9: Primeri biorazgradljivih embalaž na trgu Vir: European Bioplastics 20

Na trgu je veliko različnih vrst biorazgradljive plastike. Tiste, ki si zaslužijo največ pozornosti, so: polilaktidi (PLA), polimerni kompoziti ki vsebujejo škrob, termoplastični škrob, polihidroksialkanoati (PHA) in nova generacija celuloznih filmov. Lastnosti teh vrst plastike so dobre in primerljive z lastnostmi običajne plastike, proizvodne zmožnosti stalno naraščajo, cene pa so primerljive s cenami običajne plastike. Na sliki 9 vidite primere biorazgradljive plastike. Polimlečna kislina (polilaktid) (PLA) PLA, polilaktid, je alifatski poliester, proizveden s polikondenzacijo mlečne kisline (proizvedene iz koruznega škroba z metodo bakterijske fermentacije). PLA lahko uporabljamo za proizvodnjo: 

prožne embalaže (dvoosno usmerjeni filmi, večslojni filmi z zatesnilnim slojem),



ekstrudirane trajne in termoformirane folije



brizgane embalaže,



plastificiranega papirja.

Polimerni kompoziti, ki vsebujejo škrob Pomemben napredek lahko prav tako opazimo na področju kompozitov iz biorazgradljivih polimerov in škroba. Kompozite uporabljajo za izdelavo termoformiranih prožnih in vzdržljivih folij, pladnjev, posod, penastih polnil in embalaže za transport, trajne embalaže, oblikovane z brizganjem, ter premaze za papir in karton. Polihidroksialkanoati (PHA) Polihidroksialkanoati so velika skupina kopolimerov z različnimi lastnostmi, ki jih lahko prilagajamo s spreminjanjem kemijske sestave kopolimera. Če PHA zmešamo z drugimi biorazgradljivimi polimeri, dobimo različne biorazgradljive zmesi. PHA predelujejo v valjane (kalandrirane) pole in brizgane izdelke. Nova generacija celuloznih filmov Nova generacija kompostirnih celuloznih filmov je vedno bolj razširjena. Najpomembnejše lastnosti teh filmov so:  odlične optične lastnosti,  neprepustnost za kisik in arome,  prilagodljiva prepustnost za vodno paro,  toplotna odpornost, odpornost na maščobo, odpornost na kemikalije,  naravne antistatične lastnosti.

3.3.2 Biorazgradljiva plastika iz fosilnih virov Glede na izvor sestavin za biorazgradljivo plastiko lahko ločimo dve glavni skupini: 

polimeri, proizvedeni iz obnovljivih virov – ti so bili opisani v prejšnjem podpoglavju;

 poliestri izdelani iz fosilnih virov. Razlika med temi materiali je izključno v izvoru surovin. Ker so vsi ti materiali biorazgradljivi, potencialno obstaja možnost, da jih kompostiramo. To ponuja nove možnosti za ravnanje z izdelkom po koncu njegove uporabe. Pomembno pa se je zavedati, da je omenjena razvrstitev glede na izvor materiala le teoretična, saj veliko proizvajalcev uporablja mešanice polimerov – tj. mešanice biorazgradljivih polimerov, ki izvirajo iz obnovljivih in fosilnih virov. Primeri biorazgradljivih polimerov iz fosilnih virov so:  sintetični alifatski poliestri – polikaprolakton (PCL), polibutilen sukcinat (PBS);  sintetični alifatski aromatični kopolimeri, kot so polietilen tereftalat/sukcinat (PETS);  polivinil alkohol (PVOH), biorazgradljiv vodotopen polimer.

3.3.3 Oksorazgradljiva plastika Oksoragradljiva plastika je eden od materialov, ki ga zelo pogosto oglašujejo kot biorazgradljiv material. Oksorazgradljiva plastika je dostopna na trgu in pogosto nepravilno označena kot okolju prijazna, biorazgradljiva plastika. Ob proizvodnji oksorazgradljive plastike proizvajalci običajni, nerazgradljivi plastiki dodajo posebne razgradljive aditive. Oksorazgradljivi materiali zato kasneje razpadejo na majhne kose in jih v okolju ni mogoče zaznati s prostim očesom. Vendar to dokazuje samo prvi korak razgradnje, fragmentacijo. Drugi korak, ki je potreben, da material lahko označimo kot biorazgradljiv, je MINERALIZACIJA, ki pa v primeru oksorazgradljive plastike ni dokazana. Več informacij o oksorazgradljivi plastiki lahko najdete na naslednjih spletnih straneh: 

Združenje za industrijo plastike, Svet za bioplastiko (The Society of the Plastics Industry, Bioplastics Council) – Mnenje o razgradljivih aditivih (http://goo.gl/WK8UMD);



Evropsko združenje za bioplastiko (European Bioplastics) – Izjava in informacije o britanskem standardu za oksorazgradljivo plastiko (http://goo.gl/uFTzV2);



Evropsko združenje za bioplastiko (European Bioplastics) – Mnenje o oksorazgradljivi plastiki (http://goo.gl/aZU9d0);



Evropsko združenje za bioplastiko (European Bioplastics) – Mnenje o oceni življenjskega cikla oksorazgradljivih, kompostirnih in običajnih plastičnih vrečk (http://goo.gl/tpwyN).

1 3

Slika 10: Primerjava kompostirnih materialov (vzorca 1 in 2) in oksorazgradljivih materialov (vzorca 3 in 4) po laboratorijskem preizkušanju razgradnje po treh mesecih. Opomba: Oksorazgradljivi material ni razpadel.

Vir: COBRO

3.4 Bioosnovana plastika Do zdaj smo obravnavali le bioplastiko, ki kaže lastnosti biorazgradnje. Druga skupine bioplastike, ki je vse bolj priljubljena in prepoznavna, je nebiorazgradljiva plastika, ki je proizvedena iz obnovljivih (in ne fosilnih) virov. Ti materiali so po lastnostih enaki običajnim plastičnim materialom, izdelanih iz fosilnih virov. Odličen primer tovrstne bioplastike je tako imenovani »zeleni polietilen«, pri katerem etilen polimerizirajo iz etanola, ki ga proizvajajo s fermentacijo organskih materialov. Obstaja več različic »zelenega polietilena« – večje in manjše gostote (HDPE, LDPE). Slika 11 kaže proces proizvodnje »zelenega polietilena«.

Slika 11: Proizvodnja »zelenega polietilena« Drug primer uporabe obnovljivih virov so PET plastenke, imenovane »Plant bottle«. Te plastenke so izdelane iz PET, ki je proizveden iz tereftalne kisline (70 % mase) in etilen glikola (30 % mase). Tereftalno kislino pridobivajo iz nafte, glikol pa je proizveden iz etanola, ki ga pridobivajo s fermentacijo rastlinskih surovin. Plastenke je mogoče preprosto reciklirati in jih lahko zbiramo skupaj z drugimi (običajnimi) PET plastenkami. Uporaba delno bioosnovanega PET manjša porabo zalog fosilnih virov in hkrati zmanjšuje emisije CO2. Delež obnovljivih virov v »Plant bottle« plastenki je 20 % (20 % ogljika v materialu je iz obnovljivih virov), medtem ko je masni delež obnovljivih virov 30 % (30% mase materiala je iz obnovljivih virov). Preprosta shema na sliki 12 kaže, kako izdelujejo te plastenke.

Slika 12: PET plastenke, delno izdelane iz obnovljivih virov Trenutno razvoj poteka v smeri izdelave 100 % bioosnovane PET plastenke. Te PET plastenke bodo izdelane iz organskih materialov (na primer trava, lubje), ki niso namenjeni za proizvodnjo hrane. V prihodnosti bodo uporabljali še stranske produkte, ki nastajajo v živilski industriji (kot so krompirjevi olupki) in druge biološke odpadke. Za izdelavo popolnoma bioosnovane plastenke je potrebno proizvesti tereftalno kislino iz obnovljivih virov. Obstaja že nekaj kemijskih postopkov za proizvodnjo tereftalne kisline iz p-ksilena, vendar trenutno 100 % bioosnovanega PET na trgu še ni na voljo. Drugo možnost za izdelavo popolnoma bioosnovane plastenke predstavlja polietilen furanoat (PEF), ki se mu trenutno namenja veliko pozornosti. PEF je popolnoma bioosnovan poliester, primeren za enake načine uporabe kot PET za pakiranje hrane pa ima še celo boljše lastnost. Ker je tehnološki razvoj na področju biopolimerov hiter, bi lahko v bližnji prihodnosti nekatere polimere, ki jih trenutno proizvajajo iz fosilnih virov, pridobivali iz obnovljivih virov.

3.5 Zmogljivosti za proizvodnjo bioplastike Leta 2011 je bilo na svetu proizvedenih približno 1,161 milijonov ton bioplastike, kar je veliko manj kot je bilo proizvedene običajne plastike (265 milijonov ton). Vendar napovedi za leto 2016 kažejo, da bo proizvedenih skoraj 6 milijonov ton bioplastike na leto. Slika 13 kaže ločene podatke za biorazgradljivo in nebiorazgradljivo plastiko iz obnovljivih virov.

Slika 13: Svetovne zmogljivosti za proizvodnjo bioplastike in napovedi za leto 2016

Vir: Evropsko združenje za bioplastiko Slika 14 kaže zmogljivosti za proizvodnjo bioplastike v letu 2011 in napovedi za leto 2016 po različnih regijah. Leta 2011 je bila zmogljivost največja v Aziji (34,6 %), sledile so Južna Amerika (32,8 %), Evropa (18,5 %) in Severna Amerika (13,7 %). Napovedi za leto 2016 kažejo, da bo največ bioplastike proizvedene v Aziji (46,3 %) in Južni Ameriki (45,1 %), ki jima bosta sledili Evropa (4,9 %) in Severna Amerika (3,5 %).

Slika 14: Zmogljivosti za proizvodnjo bioplastike v letu 2011 (levo) in napovedi za leto 2016 (desno) po posameznih regijah Vir: Evropsko združenje za bioplastiko 25

Slika 15 kaže zmogljivosti za proizvodnjo bioplastike glede na vrsto bioplastike leta 2011, slika 16 pa napovedi za leto 2016. Najbolj pomembna in opazna razlika je v napovedi uporabe bioosnovanega PET. Evropsko združenje za bioplastiko napoveduje, da bo proizvodnja bioosnovanega PET leta 2016 obsegala več kot 80 % tržnega deleža bioplastike. Napovedi temeljijo na sporočilih za javnost, ki so jih objavili vodilni proizvajalci pijač, v katerih sporočajo, da nameravajo običajne PET plastenke nadomestiti s plastenkami, izdelanimi iz bioplastike (bioosnovani PET in PEF).

Slika 15: Svetovna zmogljivost za proizvodnjo bioplastike v letu 2011 glede na vrsto bioplastike

Vir: Evropean Bioplastics

Slika 16: Napovedi za svetovno zmogljivost za proizvodnjo bioplastike za leto 2016 glede na vrsto plastike Vir: Evropean bioplastics 26

4. Plastični izdelki, načela trajnosti in merila vrednotenja 4.1 Vrednotenje trajnostnega razvoja plastike Trajnostni razvoj je razvoj, ki izpolnjuje trenutne potrebe človeštva, pri čemer pa ne ogroža možnosti zadovoljevanja potreb prihodnjih generacij. Trajnostni razvoj temelji na treh sistemih: ekonomskem, družbenem in naravnem, ki jih je treba vedno enakovredno upoštevati, tudi ob sprejemanju političnih odločitev. Strategija trajnostnega razvoja, sprejeta leta 2001 in dopolnjena leta 2005, predvideva, da se ob sprejemanju evropskih politik upoštevajo tudi možni vplivi na okolje. Koncept trajnosti se lahko prenese tudi v poslovno okolje, kar pomeni, da podjetja tako vsakodnevno kot ob sklepanju dolgoročnih odločitev gledajo širše ter pomislijo na različna gospodarska, okoljska in družbena vprašanja. V industriji plastike to pomeni odgovornost (upoštevanje vseh treh sistemov) ob uvajanju novih izdelkov na trg. To pomeni, da je za nove izdelke potrebno ovrednotiti, kakšne vplive lahko imajo na naravno okolje, družbo in gospodarstvo. Takšno vrednotenje enakovredno upošteva vse tri stebre trajnostnega razvoja in ga je potrebno izvajati v vseh stopnjah življenjskega kroga proizvoda (zasnova, proizvodnja, uporaba in recikliranje). Na sliki 17 je prikazana shema trajnostnega razvoja.

Slika 17: Shema trajnostnega razvoja Vir: Wikipedija Merila trajnostnega razvoja je potrebno upoštevati v vseh stopnjah življenjskega kroga izdelka (proizvodnja, dobavna veriga, povpraševanje po virih, predelovalne metode, embalaža, distribucija, uporaba, ravnanje z odpadki in transport). Hkrati si morajo podjetja tudi prizadevati, da so vsaj enakovredna ostalim ponudnikom na trgu, ali da konkurenco celo prekašajo. To dosežejo tako, da ponujajo bolj funkcionalne in bolj kakovostne izdelke, izpolnjujejo standarde za varstvo okolja ter prispevajo k sistemu ravnanja z odpadki. V povezavi s trajnostjo plastike naj opozorimo, da vsa plastika že izpolnjuje višje okoljske, gospodarske in družbene standarde, kot jih steklo, kovine ali papir. Na bioplastiko lahko zato gledamo kot na materiale, ki z običajno plastiko tekmujejo v preseganju navedenih standardov. 27

Plastiko se uporablja v številnih industrijskih panogah, zato je težko določiti enake standarde ter dodatno za vsako panogo posebej natančno opredeliti politiko trajnostnega razvoja. Zato bi morali za vse izdelke iz plastike določiti osnovne standarde, za različne skupine plastik namenjene določenim načinom uporabe pa specifične standarde trajnosti. V spodnjih podpoglavjih so predstavljena različna merila in koncepti, ki jih lahko uporabljamo za preverjanje trajnosti v okviru glavnih treh sistemov – naravnega, družbenega in ekonomskega. Vsako merilo in/ali skupine meril se lahko uporabi za različne plastične izdelke. Za zagotavljanje čim bolj objektivnega vrednotenja trajnosti pa je potrebno izbrati čim več ustreznih meril.

4.2 Ocenjevalna merila za okoljske vidike Ocena življenjskega kroga (LCA) LCA je metoda, ki jo lahko uporabljamo za ocenjevanje in primerjavo izdelka z drugim izdelkom, namenjenim za podobno uporabo, s stališča njegovega vpliva na okolje tekom njegovega življenjskega kroga. Metoda LCA zajema različna merila za vrednotenje vsake od stopenj življenjskega kroga izbranega izdelka. Študija življenjskega kroga omogoča celostno oceno vpliva določenega izdelka na okolje od samega začetka (pridobivanje virov) do konca (recikliranje ali drug način ravnanja z odpadkom). Morebitni vpliv na okolje vsake stopnje življenjskega kroga izbranega izdelka je kvantitativno ovrednoten po različnih kategorijah (na primer zdravje, vpliv na ekosistem in raba virov). Izdelek ima na okolje lahko različne vplive: je rakotvoren, povzroča emisije organskih in anorganskih spojin, vpliva na podnebne spremembe, seva, povzroča tanjšanje ozonska plast, je ekotoksičen, povzroča zakisanje in/ali evtrofikacijo ekosistemov, ter porablja naravne vire in fosilna goriva. Sliki 18 in 19 na preprost način prikazujeta, kaj se upošteva pri oceni življenjskega kroga ter kateri postopki in stopnje v življenjskem krogu embalaže so pomembni.

Slika 18: Koraki LCA

Vir: COBRO

Slika 19: Poenostavljen prikaz proizvodnje embalaže s primeri okoljskih vplivov, ki se lahko pojavijo v življenjskem krogu Vir:

COBRO

Odgovorna uporaba virov v proizvodnji Zaradi trenutnega obsega in hitrosti izrabljanja neobnovljivih virov (premog, olje, zemeljski plin) bodo ti nekega dne dokončno izčrpani. To bo imelo katastrofalne posledice za prihodnje generacije. Da bi se temu izognili, politike (skladno z načeli trajnostnega razvoja) priporočajo manjšo porabo materialov za izdelavo izdelkov ter uporabo obnovljivih virov, kadarkoli je to le mogoče. Skupaj z mislijo na odgovorno uporabo virov je potrebno upoštevati še emisije toplogrednih plinov, ki so posledica proizvodnje, in njihov vpliv na povečan učinek tople grede. Kazalnik, imenovan ogljični odtis, zajema vse emisije toplogrednih plinov, ki neposredno in posredno nastanejo v vseh stopnjah življenjskega kroga določenega izdelka. Enota, uporabljena v ogljičnem odtisu, je običajno tona ali kilogram ekvivalenta ogljikovega dioksida. Po mnenju profesorja R. Narayana z državne univerze v Michiganu je pri obravnavanju ogljičnega odtisa zelo priporočljivo uporabiti obnovljive materiale rastlinskega izvora, vključno z biorazgradljivimi polimeri kot je polilaktid (PLA), saj rastline med fotosintezo porabljajo CO2. V tem primeru znanstveniki za proizvodne procese tovrstnih materialov predvidevajo ničto ali negativno stopnjo ogljičnega odtisa. Več o tem najdete v 5. poglavju. Izpolnjevanje višjih zahtev, kot jih določa trenutna zakonodaja, vključno z neobveznim certificiranjem za varstvo okolja V Evropski uniji obstaja veliko neobveznih sistemov certificiranja za področje okolja. Mednje spadajo:  certificiranje izdelkov iz obnovljivih virov,  certificiranje kompostirnih izdelkov,  izdaja potrdil o zmanjšanju emisij toplogrednih plinov. Za vsak certifikat obstaja poseben simbol. Sistemi certificiranja in omenjeni simboli so podrobno opisani v 5. poglavju.

4.3 Ocenjevalna merila za družbene vidike Obstoječi sistemi za zbiranje odpadkov in možnosti za recikliranje Pri uvajanju novih izdelkov na trg je potrebno upoštevati tudi že obstoječe sisteme za zbiranje odpadkov in možnosti za recikliranje na območju. Izdelek je lahko trajnosten z okoljskega vidika, a je hkrati težaven, ko postane odpadek, če na območju niso na razpolago ustrezne tehnike ravnanja s takšno vrsto odpadkov. Kompostirni plastični odpadki, ki niso zbrani skupaj z organskimi odpadki, temveč jih odlagajo na odlagališčih, imajo negativen družbeno-okoljski učinek. Slika 20 kaže organizacijska in tehnična področja, ki bi jih moral imeti delujoči sistem recikliranja. Pri uvajanju novega izdelka na trg je koristno proučiti ta model in ugotoviti/preveriti, kako dobro posamezna enota deluje na območju, kjer želimo tržiti izdelek.

Slika 20: Model sistema recikliranja Vir: COBRO Znanje strank in raven izobraževanja Ali bo družba dobro sprejela neko novo tehnično ali tehnološko rešitev, je navadno odvisno tudi od ozaveščenosti širše javnosti, ki pa je pogojena tudi s stopnjo izobrazbe in gmotnim stanjem. Ob uvajanju sprememb je navadno pomembno, kako visoko stopnjo znanja imajo ljudje in kakšna je splošna družbena klima; res pa je, da lahko na ta dva dejavnika vplivamo tudi z reklamnimi akcijami, publiciteto, različnimi izobraževalnimi programi (izobraževanja v šolah, na univerzah, seminarji, konference, itd.), podjetja tudi z dobrimi odnosi z javnostjo,… Izpolnjevanje pričakovanj strank Glede na trenutno stanje na trgu, mora izdelek izpolniti veliko zahtev, če ga želimo uspešno tržiti. Izdelki morajo biti privlačnega izgleda, enostavni za uporabo, ergonomsko oblikovani, obstojni, itd. Povedano drugače – tudi če ob zasnovi in oblikovanju izdelka upoštevamo načela trajnosti (npr. za njegovo izdelavno uporabimo obnovljive vire ali če izdelek po končani rabi lahko kompostiramo), izdelek ne sme biti nič manj privlačen za potrošnika ali imeti slabših lastnosti. Ko se spopadate s tem problemom, vam lahko pomagajo različne tržne raziskave. Vrednotenje vpliva na družbo – skriti stroški ob koncu življenjskega kroga Odločitve, ki jih proizvajalci in potrošniki sprejemajo na mikroekonomski ravni, imajo lahko za posledico ti. »zunanje stroške« ali »družbene stroške«. Glede na učinek, ki ga določeno dejanje ima (prinaša koristi ali slabosti), ločimo:  pozitivne družbene učinke (družbena korist),  negativne družbene učinke (družbena cena). Do pozitivnega družbenega učinka pride, kadar dejanja proizvajalca ali potrošnika družbi kot celoti prinašajo koristi. Te koristi se proizvajalcem in potrošnikom ne povrnejo neposredno. Do negativnega družbenega učinka pa pride, ko proizvajalec ali potrošnik s svojimi dejanji ustvarita dodatne stroške za družbo, zaradi katerih je družba na slabšem, kot je bila pred tem, a hkrati sama ne nosita nobenih stroškov. Ti stroški se imenujejo »zunanji ali družbeni stroški«.

4.4 Ocenjevalna merila za ekonomske vidike Povpraševanje po polimernih materialih Ob uvedbi novega izdelka na trg in pri določanju njegove cene bi se morali odločati na podlagi skupnih stroškov proizvodnje, vključno s stroški polimernih materialov. Ti pa bi morali biti določeni na podlagi tržnih analiz o potencialnih potrošnikih na določenem trgu. Ugotovitve analize embalirne industrije na Poljskem, ki jo je izvedel Raziskovalni inštitut za embalažo COBRO, kažejo, da so najpomembnejši dejavniki, ki vplivajo na odločitve, povezane s proizvodnjo, cena, lastnosti polimera in njegova razpoložljivost. Kar 52 % proizvajalcev je za »trajnostne« polimere pripravljenih plačati isto ceno, kot jo plačajo za klasične polimerne materiale. Samo 22 % proizvajalcev pa si lahko privošči 100 – 150 % višje stroške. Spodnji graf prikazuje značilni krivulji ponudbe in povpraševanja in kaže področji primanjkljaja (kadar je povpraševanje po izdelkih večje od ponudbe) in presežka (kadar je ponudba izdelkov na trgu večja od povpraševanja). Ko pride do presežkov ali primanjkljajev ponudbe ali povpraševanja, trg ni več v ravnovesju in ga zato ni več mogoče vzdrževati. Da bi lahko dosegli ustrezno ravnovesje, je treba ceno izdelka zvišati ali znižati. Ta preprosti koncept ima zelo pomembno vlogo pri izbiri strategije za določanje cen plastičnih izdelkov.

Slika 21: Značilni

krivulji ponudbe in povpraševanja z označenima območjema presežka in primanjkljaja

Ekonomsko podprta izbira polimerov Pri izbiranju vira polimerov si lahko pomagamo z:  analizo trga,  analizo tveganja (študija izvedljivosti),  analizo portfeljev proizvajalcev in dobaviteljev (analiza konkurence). Ocena stroškov življenjskega kroga (Life Cycle Costs Evaluation LCC) – stroški postopkov, ki se izvršijo tekom celotnega življenjskega kroga izdelka Oceno stroškov v vseh stopnjah življenjskega kroga lahko opravimo z analizo življenjskega kroga (LCA), pri čemer upoštevamo stroške postopkov. Ta korak vključuje popolno okoljsko študijo življenjskega kroga z dodatnimi informacijami o stroških vsakega posameznega postopka. S tem pristopom k analizi življenjskega kroga je mogoče analizirati prispevke ločenih postopkov, vodje pa lahko svoje odločitve sklepajo na podlagi stroškov. 31

5. Sistem vrednotenja za izbrane lastnosti plastike 5.1 Certificiranje kompostirne plastike Ker je o t.i. »zeleni plastiki« krožilo veliko napačnih in zavajajočih informacij, so organizacije, zadolžene za standardizacijo, razvile standarde za področje bioplastike. Evropska komisija je sredi devetdesetih let 20. stoletja Evropskemu odboru za standardizacijo naročila, da mora razviti standardne zahteve za kompostirno embalažo. Rezultat njihovega dela je standardna specifikacija EN 13432, ki je usklajena z Direktivo 94/62/ES o embalaži. Standard je spisek zahtev, ki jih mora izdelek ali storitev izpolnjevati. Obstajata dve glavni skupini standardov: 

Standardna specifikacija je spisek/skupina/seznam zahtev ali določenih vrednosti, ki jim mora posamezen izdelek zadostiti, da se mu lahko dodeli določeno oznako. Primer standardne specifikacije za kompostirno plastiko je standard EN 13432. Podlaga za zahteve standardne specifikacije EN 13432 je bila naknadno razširjena na plastiko s standardno specifikacijo EN 14995. V skupino standardnih specifikacij za kompostirno plastiko pa spadajo tudi druge standardne specifikacije, na primer ASTM D6400, ISO 17088 in druge.



Analizne metode, ocene ali prakse. Analizne metode opisujejo postopek po katerem je treba preveriti posamezno lastnost izdelka ter določajo kako validirati posamezno analizo. V standardni specifikaciji je za preverjanje skladnosti določenih lastnosti kompostirnega izdelka s standardom navedena ustrezna analizna metoda, ki jo je treba uporabiti za testiranje.

Kot osnova za certifikacijski sistem/shemo najpogosteje služijo standardne specifikacije, vendar to ne velja vedno (certifikacijska shema za bioosnovano plastiko). Certifikat je potrdilo, da izdelek ali storitev izpolnjuje posebne zahteve. Preverjanje in preizkušanje izdelkov poteka na podlagi analiznih metod, ki so opisane v standardih. Specifikacije za kompostirno plastiko Najbolj poznana specifikacija za kompostirno plastiko je prej omenjena standardna specifikacija EN 13432, ki za kompostiranje določa naslednje zahteve: 

vsebnost težkih kovin in drugih elementov, navedenih v Prilogi A standardne specifikacije EN 13432. morajo biti pod mejo, navedeno v standardu;



analiza razgradnje med biološko obdelavo – trimesečna (12-tedenska) analiza pod pogoji industrijskega ali polindustrijskega kompostiranja mora pokazati ustrezno stopnjo razgradnje (nad dvomilimetrskim sitom sme ostati največ 10 % suhe snovi);



analiza biorazgradnje – najmanj 90 % organskega ogljika SE MORA v 180 dneh spremeniti v ogljikov dioksid (mineralizacija);



analiza okoljske toksičnosti, ki potrdi, da biološka obdelava ne zmanjša kakovosti komposta – to se določi s testom rasti rastlin.

Kompostiranje, ki mu pravimo tudi organsko recikliranje, v bistvu označuje predelavo biorazgradljivih odpadkov v prisotnosti kisika. Ta postopek v strogo nadzorovanih pogojih opravljajo mikroorganizmi, ki organski ogljik spreminjajo v ogljikov dioksid. Po končanem postopku dobimo organsko snov kompost. Da je izdelek zares kompostiren, tj. dovzeten za biološki razkroj pod pogoji (pol)industrijskega kompostiranja, dokazuje s certifikatom, ki se dodeli končnim izdelkom, če izpolnjujejo predpisane zahteve. Prav tako je mogoče registrirati surovine (polimere), polizdelke in aditive . Proizvajalci materialov torej ne morejo pridobiti takega certifikata, ki se ga podeljuje končnim izdelkom, lahko pa opravijo omenjeno registracijo skladnosti s standardno specifikacijo EN 13432. To olajša proces 32

certifikacije za proizvajalce končnih izdelkov iz surovin, ki so bile registrirane. Z uporabo registriranih surovin se namreč lahko izognejo dragemu in dolgotrajnemu preizkusnemu postopku za ta material (morajo pa biti pozorni na debelino, ki je bila registrirana in debelino materiala v končnem izdelku). Nemčija je bila ena od prvih držav, ki je začela certificirati biorazgradljivo plastiko. Osnove za kriterije certificiranja je pripravilo mednarodno združenje za biorazgradljive materiale (Interessengemeinschaft Biologisch Abbaubare Werkstoffe - IBAW), ki se je leta 2006 preoblikovalo v Evropsko združenje za bioplastiko (European Bioplastics Association). Slika 22 prikazuje različne evropske oznake za kompostirno plastiko in plastiko, ki je biorazgradljiva v vodnem okolju ter v zemlji.

Slika 22: Različne evropske oznake za kompostirno plastiko in plastiko, ki je biorazgradljiva v vodnem okolju in zemlji (Vir: PLASTiCE) Glavni certifikacijski organizaciji v Evropi, ki sta uvedli sistem certificiranja, sta DIN CERTCO (član nemškega inštituta za standardizacijo DIN) in Vinçotte. DIN CERTCO ima nacionalne partnerje v Nemčiji, Švici, Veliki Britaniji, na Nizozemskem in Poljskem, Vinçotte pa omogoča certificiranje izdelkov v sodelovanju z mednarodnima pisarnama v Belgiji in Italiji. Italija ima svojo certifikacijsko organizacijo za certificiranje kompostirne plastike – Italijansko združenje za kompostiranje (Consorzio Italiano Compostatori - CIC) skupaj z inštitutom Certiquality. Tako DIN CERTCO kot Vinçotte podeljujeta lastnikom certifikatov pravico do uporabe certifikacijske oznake kalček ( Seedling), ki pa je v lasti Evropskega združenja za bioplastiko (European Bioplastics) in potrošniku sporoča, da je treba izdelek odvreči skupaj z drugimi kompostirnimi organskimi odpadki. Poleg tega imata organizaciji DIN CERTCO in Vinçotte lastne oznake za kompostirno plastiko, ki jih proizvajalci ob podelitvi certifikata lahko dodajo na izdelek. Združenje CIC kompostirnim izdelkom dodeljuje izključno lastno oznako za kompostiranje. Slika 23 kaže različne certifikacijske oznake za kompostiranje, ki jih izdelkom s certifikati dodelijo organizacije DIN CERTCO, Vinçotte in CIC.

Slika 23: Logotip »SeedlingTM« in posebni logotipi organizacij DIN CERTCO – »Geprüft«, Vinçotte – »OK COMPOST« in CIC. Vir: Spletne strani certifikacijskih organov DIN CERTCO, Vinçotte in CIC 33

Izdelek je kompostiren, kadar so izpolnjeni naslednji pogoji:  Vsi materiali, iz katerih je izdelek, morajo biti primerni za kompostiranje, razen če jih je mogoče brez težav ločiti od kompostirnega dela izdelka, kot na primer lahko enostavno ločimo jogurtov lonček in njegov pokrovček.  Debelina materiala mora biti manjša od največje debeline (ali njej enaka) pri kateri je potekla biorazgradnja (in za katero je bil material registriran).  Embalaža ne sme vsebovati kakršnihkoli okolju škodljivih aditivov. Za vsak izdelek mora biti podrobno opisano, čemu je namenjen in za kakšne namene se ga lahko uporablja. Izdelkom, v katerih so aditivi, zaradi katerih bi bila lahko kakovost komposta manjša, se certifikata ne dodeli. Certifikacijski organizaciji DIN CERTCO in Vinçotte poleg certifikatov za plastiko, ki je primerna za industrijsko kompostiranje, dodeljujeta tudi certifikate za plastiko, ki je primerna za domače kompostiranje. Certifikacijski oznaki za DOMAČE kompostiranje sta prikazani na sliki 24. Zaradi manjše količine odpadkov in zaradi izpostavljenosti naravnim pogojem (npr. zelo nizke temperature zraka pozimi) so, v primerjavi z industrijskim komposiranjem, temperature na domačem (vrtnem) kompostu bistveno nižje in se bolj spreminjajo. Prav zato je domače kompostiranje počasnejši postopek, na nek način morda tudi zahtevnejši, saj mikroorganizmi niso stalno izpostavljenim optimalnim pogojem; prav tako proces kompostiranja ni nadzorovan. Certifikacijska oznaka »OK HOME compost« zagotavlja, da se bo izdelek na domačem (vrtnem) kompostu popolnoma biorazgradil.

Slika 24: Certifikacijske oznake za izdelke, ki so namenjeni domačemu kompostiranju

Vir: Spletne strani certifikacijskih organov DIN CERTCO in Vinçotte Certifikacijska organizacija Vinçotte certifikacijske oznake dodeljuje tudi izdelkom, ki se biorazgradijo v zemlji ali vodi (oznaki sta prikazani na sliki 25). Podobno kot v primeru oznake za domače kompostiranje, certifikacijski oznaki za biorazgradnjo v zemlji ali vodi jamčita, da se bodo izdelki s to oznako popolnoma razgradili v zemlji ali sladki vodi ter pri tem ne bodo imeli škodljivih vplivov na okolje. Pomembno je, da vemo, da certifikat za biorazgradljivost v zemlji ali vodi ne jamči, da bo razgradnja izdelka potekla tudi v morskem okolju (slani vodi).

Slika 25: Oznaki certifikatov za izdelke, ki so biorazgradljivi v zemlji ali vodi

Vir: Spletna stran certifikacijskega organa Vinçotte V ZDA certificiranje biorazgradljive plastike temelji na standardu ASTM D6400. Na sliki 26 je certifikacijska oznaka za kompostirno plastiko, ki jo podeljujeta Svet ZDA za kompostiranje in Inštitut za biorazgradljive izdelke.

Slika 26: Biorazgradljivost in kompostirnost izdelkov potrjujeta Svet ZDA za kompostiranje in Inštitut za biorazgradljive izdelke.

Vir: Spletna stran certifikacijskega organa, Inštituta za biorazgradljive izdelke 34

5.2 Certificiranje bioosnovanih materialov Material je bioosnovan, če je del ogljika v materialu iz obnovljivih virov. Določanje vsebnosti deleža ogljika iz obnovljivih virov temelji na merjenju aktivnosti izotopa 14C. Materiali (tako tisti, ki so narejeni iz fosilnih virov, kot tudi tisti iz obnovljivih virov) so v glavnem sestavljeni iz ogljika, ki ga v naravi najdemo v treh izotopih: 12C, 13C in 14C. Izotop 14C je nestabilen, počasi razpada in je naravno prisoten v vseh živih organizmih. Vsebnost izotopa 14C v vseh živih organizmih je stabilna, saj je povezana s koncentracijo izotopa 14C v okolju, ki je skoraj popolnoma konstantna. Ko organizem umre, iz okolja preneha absorbirati izotop 14C. Od tega trenutka naprej začne koncentracija 14C upadati zaradi naravnega razpada izotopa. Razpolovna doba izotopa 14C je približno 5.700 let. V primerjavi s povprečno življenjsko dobo enega človeka to sicer ni opazno, če pa kot časovni okvir vzamemo 50.000 let, pa bo vsebnost izotopa 14C upadla na raven, ki je ni več mogoče izmeriti. To pomeni, da je koncentracija izotopa 14C v fosilnih virih zanemarljiva. Osnova za certificiranje bioosnovanih materialov, polizdelkov, aditivov in izdelkov je standard ASTM D6866, ki je napisan upoštevajoč značilnosti in dejstva, opisana v prejšnjem odstavku. Obe certifikacijski organizaciji, Vinçotte in DIN CERTCO, sta uvedli sistem certificiranja deleža obnovljivega ogljika v materialih in izdelkih iz plastike. Takšen sistem certificiranja določa razmerje med »starim« (fosilnim) in »novim« (obnovljivim/bioosnovanim) ogljikom. Slika 27 prikazuje razliko med »starim« in »novim« ogljikom. »Starost ogljika« je čas, potreben za pridobitev ogljika za proizvodnjo izdelka. Klasične/običajne vrste plastike so izdelane iz fosilnih virov, ki vsebujejo več milijonov let star ogljik. Po drugi strani pa bioosnovane vrste plastike, ki so izdelane iz obnovljivih virov (koruza, sladkorni trs, krompir ter odpadki, ki nastanejo v kmetijstvu in pri pridelavi hrane), vsebujejo največ nekaj let star ogljik. »Starost ogljika« v lesenih izdelkih je nekaj desetletij.

Slika 27: Starost ogljika V EU je prvi sistem certificiranja plastike iz obnovljivih virov uvedla belgijska družba AIB-VINÇOTTE International S.A. Certifikat o vsebnosti bioosnovanega ogljika lahko pridobijo izdelki, ki vsebujejo najmanj 20 odstotkov bioosnovanega (obnovljivega) ogljika, certifikacijska shema, ki temelji na osnovi deleža bioosnovanega ogljika v materialu, pa loči štiri skupine:  20- do 40-odstotni delež ogljika iz obnovljivih virov,  40- do 60-odstotni delež ogljika iz obnovljivih virov,  60- do 80-odstotni delež ogljika iz obnovljivih virov,  več kot 80-odstotni delež ogljika iz obnovljivih virov.

Ta certifikacijski sistem omogoča certificiranje veliko izdelkov, ki so v celoti ali delno izdelani iz obnovljivih materialov/polimerov/virov (razen za trdna, tekoča ali plinasta goriva). Merila vrednotenja, ki so osnova za pridobitev tega certifikata, so javno dostopna. Merila vključujejo naslednje osnovne zahteve: izdelek mora za pridobitev certifikata vsebovati vsaj 30 % organskega ogljika, izmerjenega v suhi snovi, od katerega mora biti vsaj 20 % bioosnovanega organskega ogljika. Analiza temelji na metodi B ali C iz standarda ASTM D6866. Certifikat podeljujejo samo za materiale, ki niso strupeni in se ne uporabljajo v medicini. Število zvezdic na certifikacijski oznaki označuje odstotek obnovljivih virov v določenem izdelku. Na sliki 28 sta certifikacijska oznaka, ki potrjuje, da je izdelek narejen iz obnovljivih virov, ter razlage pomenov določenih delov certifikacijske oznake.

Slika 28: Certifikacijska oznaka AIB-Vinçotte za izdelke iz obnovljivih virov Vir: Spletna stran certifikacijske organizacije Vinçotte Certifikacijska organizacija DIN CERTCO podeljuje certifikate za bioosnovane polimere za številne panoge in izdelke (razen za medicinske, petrokemične in strupene izdelke). Pridobitev certifikata proizvajalcu omogoča, da na izdelek natisne certifikacijsko oznako z odstotkom vsebnosti obnovljivih virov v materialu ali izdelku. Lestvica certificiranja ima tri stopnje:  od 20 do 50 %,  od 50 do 85 %,  več kot 85 % obnovljivega ogljika. Slika 29 kaže certifikacijske oznake z odstotkom vsebnosti obnovljivih virov.

Slika 29: Certifikacijske oznake DIN CERTCO za izdelke iz obnovljivih virov

Vir: Spletna stran certifikacijske organizacije DIN CERTCO Če je izdelek sestavljen iz več sestavnih delov, mora podjetje, ki zaprosi za pridobitev certifikata, predložiti vlogo za vsak sestavni del izdelka posebej. Po drugi strani pa je mogoče pridobiti certifikat za skupino izdelkov, ki so izdelani iz istega materiala in imajo podobno obliko, razlikujejo pa se samo po velikosti. 36

5.3 Povzetek poglavja o certificiranju

Slika 30: Standardizacija in certificiranje bioplastike Slika 30 kaže, kako je urejeno področje standardizacije in certificiranja bioplastike. Bioplastika je lahko bioosnovana, biorazgradljiva ali oboje (opredelitev European Bioplastics). Certifikacijske sheme za biorazgradljivo in bioosnovano plastiko so ločene. Za bioosnovano plastiko (plastika iz obnovljivih virov) obstajajo samo testne metode, standardnih specifikacij pa ni, ker je merilo za pridobitev certifikata delež obnovljivega ogljika v primerjavi s fosilnim ogljikom, kar ugotovijo z meritvami. Na podlagi rezultata meritve vsebnosti bioosnovanega ogljika v izdelku/materialu certifikacijska organizacija dodeli certifikat. Biorazgradljiva plastika je razdeljena v naslednje skupine:  plastika, biorazgradljiva v vodi – obstajajo standardna specifikacija in testne metode, razvita je certifikacijska shema;  plastika, biorazgradljiva v zemlji – razvite so samo testne metode, standardne specifikacije ni, prav tako je razvita certifikacijska shema;  plastika, biorazgradljiva pod anaerobnimi pogoji – razvite so samo testne metode, standardne specifikacije in certifikacijske sheme ni;  plastika, primerna za kompostiranje, ki je dodatno razdeljena v dve skupini:  plastika, primerna za industrijsko kompostiranje – na tem področju obstaja največ standardnih specifikacij, standardnih testnih metod in certifikacijskih shem, ter  plastika, primerna za domače kompostiranje – standardna specifikacija je bila objavljena leta 2010, razvite so standardne testne metode in certifikacijske sheme;  oksorazgradljiva plastika, ki dejansko NE spada med bioplastiko, saj zaenkrat še ni na voljo dovolj dokazov o poteku mineralizacije (delovanje mikroorganizmov). Za oksorazgradljivo plastiko je sicer na voljo nekaj testnih metod, certifikacijske sheme ali standardne specifikacije pa trenutno še ne obstajajo. Področje standardizacije in certificiranja bioplastike je zelo široko in zapleteno ter se hitro spreminja. Za podrobnejše informacije se obrnite na prej navedene certifikacijske organe. 37

5.4 Potrditev zmanjšanja emisij toplogrednih plinov Zakonske omejitve glede emisij toplogrednih plinov so vplivale na številne metode vrednotenja emisij in določile metode določanja toplogrednih plinov, ki se lahko uporabljajo za izdelke, vključno z embalažo. Najbolj priljubljena metoda vrednotenja toplogrednih plinov se imenuje ogljični odtis ali ogljični profil. Ogljični odtis plastičnega izdelka vključuje vse neposredne in posredne emisije CO 2 (in drugih toplogrednih plinov), do katerih pride tekom celotnega življenjskega kroga izdelka. V Evropi trenutno najbolj pogosto uporabljen izračun ogljičnega odtisa temelji na specifikaciji PAS 2050:2011, ki jo je objavila institucija BSI (British Standards Institution). Slika 31 prikazuje pet korakov postopka izračuna ogljičnega odtisa, na sliki 32 pa so vidne stopnje življenjskega kroga in vprašanja, na katera potrebujemo odgovore, če želimo izračunati ogljični odtis.

Slika 31: Koraki za izračun ogljičnega odtisa, skladno s standardno specifikacijo PAS 2050:2011

Slika 32: Stopnje življenjskega kroga, ki se jih upošteva pri oceni ogljičnega odtisa in vprašanja, preko katerih pridobimo druge potrebne podatke Organizacija Carbon Trust (organizacija, financirana s strani britanske vlade) je leta 2007 uvedla novo oznako, imenovano »carbon reduction label« (oznaka o zmanjšanju emisij ogljikovega dioksida). Trenutna različica oznake je prikazana na sliki 33. Oznaka o zmanjšanju emisij ogljikovega dioksida prikazuje vse emisije CO2 in emisije drugih toplogrednih plinov, pretvorjene in izražene kot ekvivalent CO2 za vse stopnje življenjskega kroga (proizvodnja, transport, distribucija, odstranjevanje in recikliranje). Osnova za vrednotenje je specifikacija PAS 2050:2011. Oznaka o zmanjšanju ogljika potrošnike obvešča o stopnji emisij toplogrednih plinov in jim pomaga sprejeti premišljene odločitve, ki imajo manjši vpliv na okolje. 38

Ogljični odtis tega izdelka je skupna količina emisij ogljikovega dioksida (CO2) in Slika 33: Trenutni izgled oznake, ki drugih toplogrednih plinov, ki potrjuje sodelovanje z organizacijo so posledica življenjskega Carbon Trust kroga tega izdelka, vključno s proizvodnjo, rabo in odstranjevanjem. Zavezali smo se k zmanjševanju ogljičnega odtisa Proizvajalci, ki sodelujejo z organizacijo Carbon Trust, analizirajo procese, povezane z življenjskim krogom njihovih izdelkov. Podjetja lahko s poznavanjem in razumevanjem emisij toplogrednih plinov, ki nastanejo pri njihovih postopkih, najdejo ustrezne tehnične in logistične rešitve, zaradi katerih so lahko emisije v prihodnosti manjše. V pilotnem testiranju te sheme so sodelovali proizvajalci naslednjih izdelkov: pomarančnega soka, krompirjevega čipsa, detergentov, sijalk in oblačil.

Na sliki 34 je primer oznake o zmanjšanju emisij ogljikovega dioksida na izdelku iz verige supermarketov. Vir: www.german-retail-blog.com/212/19/tescos-carbon-footprint

Eden glavnih svetovnih proizvajalcev pijače je še en dober primer sodelovanja z organizacijo Carbon Trust. Na sliki 35 je prikazan življenjski krog pijač, slika 36 pa prikazuje razčlenitev ogljičnega odtisa po proizvodnih procesih. Kot lahko vidite, znaša ogljični odtis steklenice 68,5 % vseh emisij CO 2, 0,33 L pločevinke 56,4 %, PET plastenke (0,5 L) 43,2 % in 2 L PET plastenke 32,9 % celotnega ogljika.

Slika 35: Stopnje v življenjskem krogu pijače

Slika 36: Razčlenitev ogljičnega odtisa za različne embalaže Na sliki 37 vidite primerjavo ogljičnega odtisa za nekatere pijače; najvišjo vrednost ima običajno različica pijače (1.071 g CO2 na liter) v 0,33 L steklenici. Najnižjo vrednost pa ima dietna različico pijače v 2 L plastenki PET (192 g CO2 na liter). Višje vrednosti običajnih različic pijač v primerjavi z dietnimi različicami so posledica večje vsebnosti sladkorja, kar vodi do višjih vrednosti skupnih emisij.

Slika 37: Ogljični odtis za različne pijače 40

6. Zaključek Spoštovani bralec, ta priročnik je bil pripravljen z namenom, podajanja nepristranskih informacij o bioplastiki in pomoči za lažje in boljše razumevanje »trajnostne plastike«. Vključuje celotno vrednostno verigo »trajnostne plastike«, od osnov plastike in bioplastike ter zmogljivosti proizvodnje, do trajnostnih vidikov, ki so povezani z bioplastiko, kjer smo predstavili vse tri stebre trajnostnega razvoja, ter do različnih sistemov ocenjevanja, kjer smo navedli informacije, kako nepristransko preveriti dodano vrednost izdelkov iz bioplastike. Upamo, da ta priročnik zajema vsa področja bioplastike, ki vas zanimajo. Nekaj uporabnih informacij o bioplastiki lahko najdete tudi v prilogah, kjer smo predstavili nekaj primerov možne uporabe bioplastike ter seznam analiz in drugih storitev, povezanih z bioplastiko, ki jo ponuja naš konzorcij. Prav tako upamo, da je ta priročnik izpolnil vaša pričakovanja. Nekaj dodatnih tehničnih informacij lahko najdete tudi na našem kanalu YouTube (www.youtube.com/user/plasticeproject), kjer smo objavili naše video predstavitve in predavanja, kot tudi predavanja drugih strokovnjakov na naših dogodkih.

Priloga A Spoštovani bralci,

Z brošuro Primeri uporabe bioplastike vam želimo pomagati najti ideje, kako uporabiti bioplastiko v vašem podjetju, in pokazati, da je uporaba bioplastike mnogo širša in ne zajema samo vrečk za biološke odpadke, kot misli večina. Izdelki so razdeljeni v različne skupine ter opremljeni s kratkim opisom možne uporabe in pojasnilom o prednostih uporabe bioplastike. Pred vami je pregled primerov uporabe bioplastike do junija 2013, vsak dan pa se na trgu pojavljajo novi izdelki iz bioplastike. Izbor služi zgolj za ilustracijo razpona uporab in nikakor ne obsega vseh uporab ali izdelkov.

Čeprav se trudimo izogibati prikazom blagovnih znamk v tej točki ne moremo prikazati različnih primerov uporabe bioplastike brez omembe nekaterih družb in prikaza znamk. Slike smo si večinoma izposodili s spletne strani European Bioplastics (zavihek Press/Press pictures), viri drugih slik pa so navedeni pod sliko.

Želimo vam čim več uspešnih idej za uporabo bioplastike.

Folije, vrečke Folije iz bioplastike lahko uporabljamo za proizvodnjo vrečk za biološke odpadke, vrečk za kompostiranje, vrečk iz obnovljivih virov, folij za zavijanje živil in pakiranje pijač ter za druge namene.

Kompostirna nakupovalna vrečka Avtor: Aldi/BASF

Bioosnovana nakupovalna vrečka iz PE Avtor: Lidl Austria GmbH

Kompostirna nakupovalna vrečka Avtor: Novamont

Prosojen ovoj za cvetje, primeren za kompostiranje Avtor: FKuR

Kompostirna folija za sadje in zelenjavo Avtor: Alesco

Kompostirna folija za pakiranje pijač Avtor: Alesco

Kompostirna embalaža za kozmetične izdelke Avtor: FKuR

Kompostirni ovoj za milo Avtor: FKuR, Umbria Olli International

Pakiranje živil Embalažo za živila iz bioplastike lahko uporabljamo za pakiranje različnih vrst živil, od kruha in pekovskih izdelkov, do sadja in zelenjave, sladkih izdelkov, različnih vrst začimb in čajev ter različnih vrst brezalkoholnih pijač. Na trgu so že na voljo različne vrste embalaž iz bioplastike. Glavni prednosti uporabe bioplastike, kot embalaže v živilskem sektorju, sta daljša življenjska doba pakiranih živil in kompostiranje kot zadnja faza obdelave kompostirnih izdelkov.

Biorazgradljiva vrečka iz celuloze za ekološke testenine Avtor: Birkel

Kompostirna mreža za sadje Avtor: FKuR

Kompostirni in vodotopni pladenj za čokolado na osnovi škroba Avtor: Marks and Spencer

Kompostirna embalaža za sadje in zelenjavo iz polimlečne kisline (PLA), vir slike: Plastice

Kompostirna embalaža za zelišča in začimbe na osnovi celuloze Avtor: Innovia Films

Kompostirne vrečke za sadje in zelenjavo Avtor: Wentus

Kompostirna embalaža na osnovi celuloze

Avtor: Innovia Films

Kompostirna embalaža na osnovi celuloze, Avtor: Innovia Films

Kompostirna embalaža na osnovi celuloze

Avtor: Innovia Films

Plastenke pijač, izdelane iz 30 % (masni delež) obnovljivih virov

Avtor: Coca Cola

Avtor: Heinz

Plastenke pijač, izdelane iz obnovljivih virov

Avtor: Blue Lake Citrus Products

Avtor: Sant’Anna – Fonti di Vinadio

Kozarci, pribor in krožniki za enkratno uporabo Izdelke za enkratno uporabo pogosto uporabljamo na piknikih, prireditvah na prostem, pri pripravi in dostavi hrane, kot posodo za enkratno uporabo in na letalih. Takšni izdelki predstavljajo ogromno količino odpadkov in jih je težko reciklirati, ker so onesnaženi s hrano. Ena od glavnih prednosti uporabe kompostirne plastike za takšne izdelke je, da lahko takšne izdelke odstranijo skupaj z ostanki hrane, in jih lahko v industrijskih kompostarnah spremenijo v kompost.

Kompostirni kozarci za vroče napitke iz papirja, laminiranega z bioplastiko Avtor: Huhtamaki

Kompostirni kozarci za hladne pijače Avtor: Huhtamaki

Sklede in votla posoda iz bioosnovane plastike

Biorazgradljive vilice Avtor: Novamont

Biorazgradljive slamice Avtor: PLASTiCE

Avtor: Koser/Tecnaro

Kmetijski in vrtnarski izdelki Biorazgradljivi lončki za rastline, folije za mulčenje, pladnji iz ekspandirane polimlečne kisline za uporabo v vrtnarstvu. Biorazgradljivi lončki za rastline olajšajo sajenje sadik, saj omogočajo sajenje rastlin skupaj z lončkom. Na ta način se izognemo poškodovanju korenin, lonček pa se nato spremeni v kompost in pognoji zemljo. Folije za mulčenje uporabljajo kmetje za zatiranje plevela in zbiranje vode večinoma pri gojenju vrtnin in poljščin. Ko kmetje pridelek poberejo lahko folijo zorjejo v zemljo in jo uporabijo kot gnojilo. Oranje folije za mulčenje v zemljo po uporabi je bolj praktično in omogoča bolj ekonomično uporabo v primerjavi s pobiranjem plastike, čiščenjem ostankov zemlje in recikliranjem. Pladnje iz ekspandirane polimlečne kisline lahko uporabljajo kmetje in vrtnarji kot običajne pladnje iz ekpandiranega polistirena (stiropora), vendar so primerni za kompostiranje.

Biorazgradljivi lonček za rastline Avtor: Limagrain

Kompostirne biorazgradljive folije za mulčenje, ki jih je mogoče zorati v zemljo Avtor: BASF

Pladnji iz ekspandirane polimlečne kisline Avtor: FKuR & Synbra

Elektronske naprave za širšo uporabo Znano je da živimo v elektronski dobi. Danes so ohišja računalnikov, mobilnih telefonov, pomnilnikov podatkov in vsi drobni elektronski pripomočki izdelani iz plastike, da bi zagotovili čim manjšo maso in odlično mobilnost, pri čemer pa je velik poudarek tudi na vzdržljivosti izdelkov, in kjer je to potrebno, na trpežnosti. Prvi izdelki iz bioplastike, ki so prodrli na hitro razvijajoče se področje naprav za širšo uporabo so tipkovnice, ohišja mobilnih telefonov, sesalniki in miške za prenosnike, uporaba bioplastike v elektronskih napravah pa se nenehno povečuje.

Biorazgradljiva miška Avtor: Fujitsu

Tipkovnica, izdelana iz bioosnovane plastike Avtor: Fujitsu

Biorazgradljivo in/ali bioosnovano ohišje za telefone

Biorazgradljiva ohišja za telefone Avtor: Api Spa – Biomood Srl

Ventev Innovations

Oblačila Običajno plastiko ali naravne materiale v industriji oblačil je počasi začela nadomeščati bioplastika, ki jo uporabljajo proizvajalci obutve in oblačil iz sintetičnih materialov. Bioplastiko uporabljajo kot tkanino za poročne obleke, jakne ali kot alternativo usnju. Alternativo usnju pogosto uporabljajo za izdelavo biorazgradljivih čevljev. Dodana vrednost teh izdelkov je vsestranska uporaba tudi za najbolj zahtevne uporabnike.

Jakna, delno izdelana iz bioosnovane plastike Avtor: Du Pont

Biorazgradljiva poročna obleka Avtor: Gattinoni

Biorazgradljivi čevlji Vir slike: ecouterre.com – Gucci

Uporaba v avtomobilski industriji Bioplastika je eden od pogosto uporabljenih materialov za opremljanje notranjosti vozil, vendar je prisotna tudi na drugih področjih avtomobilske industrije. Ta področja uporabe so zelo specifična in imajo zelo posebne zahteve (kot cev za gorivo iz obnovljivih virov – najlona).

Cev za gorivo iz bioosnovanega najlona, odporna na kemično agresivna goriva, temperaturne ekstreme in mehanske vplive Avtor: DuPont

Vrhnji sloj zračne blazine, izdelan iz bioosnovane plastike Avtor: DuPont

Sanitarni in kozmetični izdelki Sanitarni in kozmetični izdelki so vir nepredstavljivih količin plastičnih odpadkov, zaradi česar potreba po uporabi bolj trajnostnih materialov narašča. Nekateri proizvajalci uporabljajo biorazgradljive materiale, spet drugi pa običajno fosilno plastično embalažo nadomeščajo z bolj trajnostnimi materiali, narejenimi iz obnovljivih virov.

Biorazgradljiva kozmetična embalaža Avtor: Sidaplax

Biorazgradljiva kozmetična embalaža Avtor: FKuR

Biorazgradljiva kozmetična embalaža Avtor: Cargo Cosmetics

Kompostirne zobne ščetke, ščetine niso primerne za kompostiranje! Avtor: World Centric

Biorazgradljiva embalaža za nego las in telesa

Bioosnovana embalaža za nego las in telesa

Avtor: Sidaplax

Avtor: Eudermic/Natureworks

Avtor: Procter&Gamble

Tekstil – za dom in avtomobile Kot ste lahko prebrali do zdaj je bioplastika uporabna na najrazličnejših področjih. Ena od možnih uporab bioplastike je proizvodnja tekstila. Za izdelavo tekstilnih izdelkov uporabljajo različne vrste plastike, vendar se v reklamnih sporočilih največkrat poudarja vsebnost obnovljivih virov v materialu, čeprav so nekateri od njih tudi biorazgradljivi. Izdelki iz takšnega tekstila imajo podobne lastnosti kot tradicionalni.

Preproga iz bioplastike

Tkanina za kavče iz bioplastike

Polnilo iz bioplastike za blazine

Avtor: DuPont

Avtor: Tango Biofabric. Tejin

Avtor: Paradies GmbH

Tekstil iz bioplastike za prtljažnike, narejen iz bioosnovanega PET-a, Toyota. Vir slike: http://goo.gl/V4mIJ

Tkanina za avtosedeže, izdelana iz bioplastike, odporne na vročino Avtor: Mazda Motor Corporation, Teijin

Športna oprema Večina športnih pripomočkov in veliko športih oblačil je izdelanih iz plastike in so ravno zaradi tega lažji in cenejši. V področje športne opreme počasi prodira tudi bioplastika. Spodaj je naštetih nekaj športnih pripomočkov iz bioplastike.

Biorazgradljive kroglice za airsoft

Biorazgradljivi podstavki za žogice za golf

Vir: Wikimedia Commons

Vir: EcoGolf

Smučarski čevelj, izdelan iz bioosnovane plastike

Smučarski čevelj, izdelan iz 80 % bioosnovane plastike Avtor: Atomic

Avtor: Salomon

Sedeži na stadionu ArenA, izdelani iz bioosnovanega polietilena Vir: Wikimedia Commons

Drugo Tukaj so prikazane različne uporabe bioplastike, ki jih ni bilo mogoče uvrstiti med druge skupine izdelkov.

Biorazgradljivi kemični svinčnik Avtor: Telles, Metabolix

Potovalna torba iz 100 % bioosnovane plastike Avtor: Arkema

Bioosnovane in biorazgradljive igrače

Avtor: © BioFactur

Avtor: Metabolix Zoe b

Biorazgradljivi obešalnik iz tekočega lesa

Vgradni stenski vložki Fisher iz bioosnovane plastike

Avtor: Benetton Group

Avtor: Fischerwerke, Waldachtal

Okvir za sončna očala, izdelan iz bioosnovane plastike

Okvir za sončna očala, izdelan iz bioosnovane plastike Avtor: Arkema

Avtor: Tanaka Foresight Inc., Teijin

Priloga B

Inovativni razvoj vrednostne verige za trajnostno plastiko v srednji Evropi Delovni paket št. 3 Razvoj akcijskega načrta – od znanosti do inovacij v vrednostni verigi

SKUPNA (MEDNARODNA) SHEMA ZA RAZISKAVE IN RAZVOJ OKOLJSKIH BIORAZGRADLJIVIH POLIMEROV

Uvod Partnerji PLASTiCE projekta smo bili v preteklih letih vključeni v osnovne in uporabne raziskave na različnih stopnjah vrednostne verige okoljsko biorazgradljive plastike. Vsaka od vključenih razvojno raziskovalnih institucij je v teoriji sposobna opraviti večino raziskav, vendar je vsak inštitut specializiran za posamezne razvojno raziskovalne dejavnosti. V želji, da bi izpolnili pričakovanja proizvajalcev biorazgradljivih polimerov in plastike v Centralni Evropi in podkrepili razvoj novih produktov na trgu, smo razvili združeno (transnacionalno) razvojno raziskovalno shemo za okoljsko biorazgradljive polimerne materiale. Zahvaljujoč sodelovanju med sedmimi razvojno raziskovalnimi inštituti iz štirih držav ponuja združena R&R shema prilagojene rešite za podjetja, ki so v Centralni Evropi vključena v vpeljavo novih okoljsko biorazgradljivih polimerov na trg. Za več informacij o sodelovanju s PLASTiCE partnerji kontaktirajte vaše lokalne razvojno raziskovalne inštitute.

Stiki Za Italijo, Avstrijo

Univerza v Bologni, Oddelek za kemijo, g. Ciamician (PP8) Mariastella Scandola, profesorica, vodja polimerne skupine Tel./Fax: +39 0512099577/+39 0512099456 E-naslov: mariastella.scandola@unibo.it

Za Češko in Slovaško

Polimerni inštitut Slovaške Akademije Znanosti (PP5) Ivan Chodak, višji znanstvenik, profesor Tel./Fax: +421 2 3229 4340 / +421 2 5477 5923 E-naslov: upolchiv@savba.sk Slovaška univerza za tehnologijo v Bratislavi (PP6) Dušan Bakoš, profesor Tel./Fax: +421 903 238191, +421 2 59325439, fax +421 2 52495381 E-naslov: dusan.bakos@stuba.sk

Za Slovenijo in balkanske države

Kemijski inštitut (LP), laboratorij za polimerno kemijo in tehnologijo Andrej Kržan, višji raziskovalni sodelavec Tel./Fax: +386 1 47 60 296 E-naslov: andrej.krzan@ki.si Center odličnosti, Polimerni materiali in tehnologije (PP11) Urska Kropf, raziskovalka Tel./Fax: +386 3 42 58 400 E-naslov: urska.kropf@polieko.si

Za Poljsko in baltske države

Poljska akademija znanosti, Center za polimerne in ogljične materiale (PP12) Marek Kowalczuk, vodja oddelka za biorazgradljive materiale Tel./Fax: +48 32 271 60 77/+48 32 271 29 69 E-naslov: cchpmk@poczta.ck.gliwice.pl Poljski center za raziskave in razvoj embalaže (PP13) Hanna Żakowska, namestnica direktorja za raziskave Tel./Fax: +48 22 842 20 11 ext. 18 E-naslov: ekopack@cobro.org.pl 55

Dopolnjevanje Konzorcij PLASTiCE skladno s posebnimi potrebami industrije ponuja storitve raziskav in razvoja, ki se nanašajo na polimerne materiale iz PLA in PHA, materiale na osnovi škroba in druge.

Naslednja preglednica daje pregled področij specializacije partnerjev konzorcija. Področje raziskav

PLA, PHA in materiali na osnovi škroba

Drugi materiali

PP5, PP6, PP12

PP8, PP5, PP6, PP11

PP8, PP5, PP11

PP5, PP11, PP12

PP5, PP11,PP12

PP11, PP12

PP5, PP6, PP11

PP5, PP6, PP11, PP12

PP5, PP6, PP11

Lastnosti polimerov na trgu, vključno s/z::

 

sestavo in molekularno strukturo lastnostmi trdnega stanja (solid state)

Kemijska modifikacija lastnosti polimerov, vključno s/z:

 

modifikacijo (z modifikatorji polimerov) funkcionalnimi polimeri

Fizikalna modifikacija lastnosti polimerov, vključno s/z:



modifikacijo z aditivi



polimernimi mešanicami



polimernimi kompoziti, tudi z nanokompoziti

Predelava, vključno s/z:



reologijo in procesnimi parametri

PP5, PP6, PP11



homogenizacijo (z internimi mešalnimi napravami, enovijačnimi in dvovijačnimi ekstruderji)

PP5, PP6, PP11

folijo

PP6, PP11*, PP12

togo embalažo

PP6, PP11*, PP12

prilagodljivo embalažo

PP6, PP12

folijo za mulčenje

PP6, PP12

PP5

PP11*, PP12

LP, PP5, PP12, PP13

PP5, PP12, PP13

PP5, PP6, PP8, PP11, PP12, PP13

PP13

Industrijska proizvodnja, vključno s/z:

     

penastimi materiali prevlečenimi materiali

Uporabne lastnosti polimernih izdelkov, vključno s/z:

   

staranjem polimernih materialov pregradnimi lastnostmi polimernih materialov (prepustnost plinov) toplotno-mehanskimi lastnostmi polimernih materialov lastnostmi, ki vplivajo na obstojnost in rok uporabe izdelka (stik z živili skladno z Direktivo 2002/72/ES)

Preizkušanje biorazgradnje in primernosti za kompostiranje (skladno s standardi EN, ASTM in ISO), vključno s/z:

 

pod laboratorijskimi pogoji

PP6*, PP11, PP12, PP13

PP12

v komunalnih in industrijskih obratih za aerobno kompostiranje

*: V sodelovanju s partnerji

Skupna shema za raziskave in razvoj okoljske biorazgradljive plastike Področja raziskav

Opis raziskovalnih dejavnosti

Karakterizacija polimerov na trgu Fizikalne lastnosti (termalne, mehanske, strukturne, morfološke) Analiza termične stabilnosti (temperatura degradacije) za eno ali več komponentne materiale (s termogravimetrično analizo, od sobne temperature do 900 °C v inertni atmosferi ali zraku)

3 delovni dnevi (en vzorec) 1-2 tedna (do 10 vzorcev)

Analiza termične stabilnosti in masna spektrometrija hlapnih spojin (s TGA-MS, od sobne temperature do 900 °C v inertni atmosferi)

3 delovni dnevi (en vzorec) 1-2 tedna (do 10 vzorcev)

Analiza toplotnih/faznih prehodov (steklast prehod, kristalizacija in taljenje, z določitvijo temperatur prehoda in pripadajočo specifično toploto posameznih stopenj, kristalizacijska in talilna entalpija z diferenčno dinamično kalorimetrijo, temperaturni okvir od 100 °C – 250 °C, hlajenje s tekočim dušikom, dve meritvi za posamezen vzorec

2-4 tedne (odvisno od števila vzorcev)

Določitev mehanskih lastnosti pri sobni temperaturi (elastični modul, napetost in obremenitev ob pretrganju, natezne lastnosti s statistično analizo rezultatov za minimalno 8 vzorcev)

2-5 tednov (odvisno od števila vzorcev)

Določitev viskoelastične relaksacije (z dinamično mehansko analizo pri eni ali več frekvencah, temperaturni okvir med 150 °C in 250 °C ) Strukturna analiza kristalne faze (s širokokotno rentgensko praškovno difrakcijo) Rezultat analize Področja raziskav

Opis raziskovalnih dejavnosti

Rezultat analize

Predviden rok izvedbe

3-4 tedne 2 tedna

Poročilo o fizikalnih lastnostih analiziranega polimera Karakterizacija polimerov na trgu Sestava in molekularna struktura

Predviden rok izvedbe

Določevanje lastnosti trdnega stanja z uporabo infrardeče spektroskopije s Fourjejevo transformacijo (FTIR)

1-2 tedna

Določanje topnosti materiala in določanje deleža posameznega polimera v plastiki (kemijska analiza)

1-3 tedni

Določanje posameznega polimera v plastiki z NMR (jedrsko magnetno resonanco) spektroskopijo

1-3 tedni

Določitev molske mase polimera z GPC tehniko (gelska permeacijska kromatografija)

1-3 tedni

Analiza aditivov z masno spektrometrijo LCMS-IT-TOF (hibridno masni spektrometer s sposobnostjo ionske pasti in z resolucijo in masno natančnostjo tandemskega masnega spektrometra)

1-3 tedni

Karakterizacija biorazgradljivih kopoliestrov (PHA) s sekvenčnim in tandemskim masnim spektrometrom ESI-MSn (elektrorazpršilna “mehka” ionizacija s sekvenčno masno spektrometrijo)

1-3 tedni

Poročilo o molekularni strukturi polimera in karakterizacija aditivov v plastiki

Področja raziskav

Opis raziskovalnih dejavnosti

Kemijska modifikacija lastnosti polimera: Modifikacija (s polimernimi modifikatorji) Funkcionalni polimeri

Predviden rok izvedbe

Sinteza kemijskih modifikatorjev

1 mesec-2 leti

Določitev fizikalnih lastnosti polimernih materialov

3 dni-2 tedna

Modifikacija polimerov z namenom doseči specifične lastnosti: žamreževanje polimerov z namenom povečanja odpornosti na topila

1 mesec-2 leti

Modifikacija polimerov z namenom doseči specifične lastnosti: povečanje polarnosti površine polimera za izboljšanje kvalitete tiskanja ali oprijema, povečanje termične in oksidativne stabilnosti

1 mesec-2 leti

Rezultat analize

Standardni komercialni polimer z želenimi lastnostmi

Področja raziskav

Fizikalno modificiranje lastnosti polimerov: Modificiranje z aditivi Mešanice polimerov Polimerni kompoziti vključno z nanokompoziti

Opis raziskovalnih dejavnosti

Predviden rok izvedbe

Modificiranje lastnosti posameznega polimera z dodajanjem nizkomolekularnih aditivov kot so plastifikatorji, podaljševalci verig in stabilizatorji ali z mešanjem z malimi količinami drugih polimerov za dosego želenih lastnosti

1 mesec-2 leti (ali dlje)

Mešanje dveh polimerov čez njuno polno koncentracijsko območje, želene lastnosti dosežejo z modifikacijo vmesnikov in kompatiblizatorjev

1 mesec-2 leti (ali dlje)

Priprava kompozitov na osnovi polimernih matric s prilagojenimi lastnostnimi z modifikacijo vmesnika

1 mesec-2 leti (ali dlje)

Rezultat analize

Poročilo o alternativah za kompatibiliziranje različnih biorazgradljivih polimerov

Področja raziskav

Procesiranje: Reologija, parametri procesiranja Homogenizacija (z uporabo internih mikserjev, eno in dvo vijačnih ekstruderjev)

Opis raziskovalnih dejavnosti

Izbira primernih mešanic biorazgradljivih polimerov za uporabo, predlogi za področja uporabe Določanje parametrov procesiranja materialov

Predviden rok izvedbe 1 dan-3 mesece 1-4 tedne

Rezultat analize

Poročilo o parametrih procesiranja izbranih biorazgradljivih polimerov, priporočilo glede glavnih metod procesiranja, vključno z opremo in tipičnimi parametri procesiranja

Področja raziskav

Industrijska proizvodnja (raziskave lastnosti industrijskega procesiranja: proizvodnja filmov, proizvodnja rigidne embalaže, proizvodnja fleksibilne embalaže, proizvodnja filmov za mulčenje, proizvodnja penjenih materialov in proizvodnja prevlečenih materialov

Predviden rok izvedbe

Laboratorijska proizvodnja folij: raziskave o procesiranju in mešanju, proizvodnja masterbatchov (mini dvovijačni ekstruder (MiniLab II) kombiniran z napravo za brizganje (Mini Jet II) HAAKE, uporaba force feeder-ja, kontinuirna ekstruzija z majhnimi volumni, mini naprava za brizganje ki omogoča proizvodnjo vzorcev za testiranje materialov in simultano merjenje reoloških lastnosti)

1-2 tedna

Laboratorijska proizvodnja fleksibilne embalaže

1-2 tedna

Opis raziskovalnih dejavnosti

Rezultat analize

Podpora pilotni proizvodnji na mestu samem

1 dan-6 tednov

Kontroliranje mehanskih lastnosti izdelka med proizvodnim procesom: Meritve mehanskih lastnosti, Instron model 4204 za natezni test

1-2 tedna

Kontrola molekularnih lastnosti izdelka med proizvodnim procesom

1-3 tedne

Poročilo o stabilnosti polimera z ozirom na vsebino embalaže

Področja raziskav

Testiranje uporabnih lastnosti polimernih produktov (embalažni materiali in embalaža): Staranje polimernih materialov Barierne lastnosti polimernih materialov (prepustnost plinov) Termo-mehanske lastnosti polimernih materialov Testiranje obstojnosti embalaže za kontakt z živili (stik z živili po Uredbi komisije EU 10/2011) Xenotest (staranje materiala zaradi svetlobe ali vremenskih razmer) za testiranje obnašanja materiala v naravnih pogojih Določitev celotnega organskega ogljika (TOC) in deleža obnovljivih virov v polimernih materialih

Opis raziskovalnih dejavnosti

4 mesece* 1 mesec*

Testiranje prepustnosti vodne pare, kisika in ogljikovega dioksida

2 tedna*

Določitev nateznih lastnosti (obremenitev ob pretrganju, raztezek do pretrganja, elastični modul, itd.)

2 tedna*

Določitev odpornosti na trganje

2 tedna*

Določitev odpornosti na udarce z uporabo prosto padajoče puščice

2 tedna*

Tesnilne lastnosti (nosilnost ob pretrganju, tesnilna odpornost, itd.)

2 tedna*

Hot-tack testiranje tesnjenja

2 tedna*

DSC (diferenčna dinamična kalorimetrija) in FTIR (infrardeča spektroskopija)

1 teden*

Senzorična analiza

Rezultat analize

Predviden rok izvedbe

1-1.5 mesec*

Določitev celotne in specifične migracije nizkomolekularnih spojin v živila

2 mesca*

Testiranje vsebnosti monomera v plastičnih materialih in sproščanje hlapnih substanc

1 mesec*

Analiza bioplastike (biorazgradljiva/iz obnovljivih virov) in določevanje lastnosti. Poročilo in analiza lastnosti sta v pomoč pri uporabi bioplastike.

*Povprečen čas izvedbe, vključno s pripravo, preizkušanjem in poročilom, lahko niha, kar je odvisno od razpoložljivosti laboratorijev. Področja raziskav

Opis raziskovalnih dejavnosti

Rezultat analize

Testiranje biorazgradljivosti in kompostirnosti (po EN, ASTM in ISO standardih) pod : laboratorijskimi pogoji ali v komunalnih in industrijskih kompostarnah

Predviden rok izvedbe

Testiranje razgradnje in kompostirnosti pod laboratorijskimi pogoji: preliminarno testiranje biorazgradljivosti embalaže z uporabo simuliranih kompostiranih pogojev na laboratorijskem nivoju sledeč EN 14806: 2010

4 mesece

Testiranje razgradnje in kompostirnosti pod laboratorijskimi pogoji: hidrolitska razgradnja v vodi ali pufrni raztopini (testiranje razgradnje biorazgradljivih polimerov v preprostem mediju za staranje z namenom napovedovanja obnašanja polimera

Od nekaj tednov do 6 mesecev, odvisno od tipa materiala in standarda

Testiranje razgradnje in kompostirnosti pod laboratorijskimi pogoji: laboratorijska razgradnja v kompostu z uporabo respirometrije (Respirometer MicroOxymax S/N 110315 Columbus Instruments za merjenej CO2 v laboratorijskih pogojih po EN ISO 14855-1:2009 – Določanje končne aerobene biorazgradljivosti in razkroja polimernih materialov pod nadzorovanimi pogoji kompostiranja – Metoda z analizo sproščenega ogljikovega dioksida – 1 del

Od nekaj tednov do 6 mesecev, odvisno od tipa materiala in standarda

Testiranje (bio)razgradnje in testiranja kompostirnosti v kompostarnah (testiranje biorazgradljivega materiala v industrijski kompostirni kopici ali v KNEER kompostirnem kontejnerju)

Od nekaj tednov do 6 mesecev, odvisno od tipa materiala in standarda

Certificiranje kompostirnih izdelkov in potencialno označevanje embalaže z oznak "kompostirno" (v sodelovanju z DIN CERTCO, Nemčija

2-4 mesece

Poročilo o obnašanju novih polimernih materialov med testiranjem (bio)razgradnje, Certifikat

Viri  European Bioplastics en.european-bioplastics.org  PLASTICS EUROPE – The Facts 2012 - http://www.plasticseurope.org/cust/ documentrequest.aspx?DocID=54693  Widdecke H, Otten A.: Bio-Plastics Processing Parameter and Technical Characterisation. A Worldwide Overview, IFR, 2006/2007.  Morschbacker A.: Biobased PE – A Re-newable Plastic Family, Braskem S.A., European Bioplastics Conference Hand-book, 21-22, Paris, November 2007.  Cees van Dongen, Dvorak R., Kosior E.: Design Guide for PET Botle Recyclability, UNESDA&EFBW, 2011.  Word’s First 100% Plant-Bassed PET Bottle, Bioplastics Magazine No. 2/2011, p.25.  Wikipedia  Narayan R.: LCAL How to report on the carbon and environmental footpront of PLA, 1st PLA World Congress, Munich 9-10.09.2008.  DIN CERTCO  Vinçotte  CIC  Biodegradable Products Institute  PAS 2050:2011, Specification for the assessment of the life cycle greenhouse gas emission of goods and services.  Guide to PAS 2050. How to assess the carbon footprint of goods and services, BSI, 2008.  Tkaczyk L.: Narzędzia zarządzania emisją gazów cieplarnianych, ABC jakości nr 3-4, 2010.  http://www.bbc.co.uk  http://www.german-retail-blog.com/2012/04/19/tescos-carbon-footprint/  Sapiro U.: Carbon foot printing and packaging, Seminar EUROPEN Beyond compliance Packaging in the Sustainability Agenda, Brussels, 26th May 2009.

Boljša plastika proizvaja manj odpadkov Plastika je sopotnik modernega življenja s katerim imamo ambivalenten odnos: radi imamo udobje, ki nam ga plastika ponuja vendar je ne maramo ker doprinese k onesnaženju našega okolja. Bioplastika, novo razvita vrsta plastike, je biorazgadljiva in/ali bioosnovana in tako bolj trajnostna. PLASTiCE projekt spodbuja skupni raziskovalni program, ki predstavlja proizvajalcem in predelovalcem možnosti novih vrst plastike, hkrati pa pripravlja časovni načrt ukrepov, ki bodo vodili do komercializacije novih vrst plastike. www.plastice.org