PACKAGING SPECTRUM: Materiały opakowaniowe nowej generacji z tworzywa polimerowego ulegającego recyklingowi organicznemu – Marek Kowalczuk, Hanna Żakowska; STRESZCZENIE: Postępująca komercjalizacja wyników badań w zakresie materiałów polimerowych ulegających kompostowaniu przemysłowemu, tworząca się w kraju infrastruktura kompostowni lokalnych oraz wymagania w zakresie selektywnej zbiórki odpadów organicznych powodują powszechny wzrost zainteresowania recyklingiem organicznym biodegradowalnych materiałów polimerowych, które ulegają kontrolowanemu rozkładowi biologicznemu, z wytworzeniem produktów bezpiecznych oraz przyjaznych dla środowiska oraz życia i zdrowia ludzi. W niniejszym tekście omówiono kwestię opakowań z polimerowych materiałów biodegradowanych, ze szczególnym uwzględnieniem nowej generacji materiałów opakowaniowych opracowanych w ramach projektu MARGEN w latach 2008–2012. IN ENGLISH: THE NEW GENERATION OF PACKAGES FROM COMPOSTABLE POLYMER MATERIALS; ABSTRACT: Increasing commercialization of research results in the field of biodegradable polymer materials susceptible to industrial composting, development of municipal composting infrastructure and requirements for selected collection of organic wastes cause widespread growth of interest in organic recycling of biodegradable polymeric materials, allowing controlled biological decomposition of these polymers to products environmentally friendly and safe for human life and health. The scientific information on the packages from biodegradable polymeric materials, with particular emphasis to the new generation of packaging materials developed in MARGEN project during 2008-2012 are discussed.

20 Mar 2013 14:52

1. Wstęp Projekt kluczowy „Materiały opakowaniowe nowej generacji z tworzywa polimerowego ulegającego recyklingowi organicznemu”, PO IG. 01.03.01-00-018/08 (MARGEN), którego realizacja rozpoczęła się w 2008 roku, zostanie zakończony w pierwszym kwartale 2013 roku. Projekt jest współfinansowany z funduszy strukturalnych w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka. Jest on realizowany przez Konsorcjum złożone z dwóch placówek PAN, dwóch uczelni wyższych oraz dwóch instytutów branżowych: Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych PAN w Zabrzu (Lider Projektu), Centrum Badań Molekularnych i Makromolekularnych PAN w Łodzi oraz Politechnika Warszawska, Politechnika Wrocławska, Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników w Toruniu i Centralny Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Opakowań w Warszawie. Projektem kieruje prof. dr hab. inż. Marek Kowalczuk z Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych PAN w Zabrzu. Naukowo-Technologiczny Komitet Doradczy (NTKD) Projektu, którego przewodniczącą jest prof. Ann-Christine Albertsson z Królewskiego Uniwersytetu Technologicznego w Sztokholmie, obejmuje niezależnych ekspertów z obszaru nauki o polimerach z Włoch (prof. Maria-stella Scandola), Austrii (prof. Gerhart Braunegg) oraz Słowenii (dr Andrej Kržan – sekretarz Europejskiej Federacji Polimerowej). 2. Cele projektu Celem projektu jest opracowanie założeń procesu technologicznego wytwarzania, ulegających biodegradacji w warunkach kompostowania przemysłowego, tworzyw polimerowych (polimerów, mieszanek polimerowych oraz nanokompozytów) oraz opracowanie założeń procesu otrzymywania z tych tworzyw folii przeznaczonych zarówno do użycia bezpośredniego, jak i do wytwarzania z nich, metodą termoformowania, sztywnych opakowań nowej generacji, głównie dla produktów spożywczych. Rozwiązania systemowe wykorzystujące opakowania z tworzyw sztucznych ulegających recyklingowi organicznemu wydają się jedynym perspektywicznym panaceum na zalegające na wysypiskach odpady z tworzyw sztucznych. Recykling organiczny jest procesem technologicznym polegającym na przetworzeniu biodegradowalnych odpadów w procesie kompostowania przemysłowego na dwutlenek węgla, wodę oraz biomasę. Postępująca komercjalizacja wyników badań w zakresie materiałów polimerowych ulegających kompostowaniu przemysłowemu, tworząca się w kraju infrastruktura kompostowni lokalnych oraz przewidywane w najbliższym czasie wymagania w zakresie selektywnej zbiórki odpadów organicznych powodują powszechny wzrost zainteresowania recyklingiem organicznym polimerowych materiałów biodegradowalnych, umożliwiającym kontrolowany rozkład biologiczny tych polimerów z wytworzeniem produktów bezpiecznych i przyjaznych dla środowiska oraz życia i zdrowia ludzi. Materiały takie stanowią alternatywę dla klasycznych tworzyw sztucznych, stopniowo eliminowanych jako materiały opakowaniowe przez wielkie koncerny handlowe. 3. Metodyka W ramach projektu zostały przeprowadzone prace rozwojowe celem określenia właściwości przetwórczych materiałów biodegradowalnych nowej generacji przeznaczonych do celów opakowaniowych, ich odporności na degradację pod wpływem warunków procesu przetwórczego, w tym wpływu sił ścinających, wysokich temperatur panujących w maszynach przetwórczych. Zbadano wpływ warunków procesu przetwórczego na proces biodegradacji w warunkach przemysłowych oraz zoptymalizowano parametry przetwórcze ww. materiałów dla uzyskania najkorzystniejszych właściwości użytkowych wyrobu. Opracowane oryginalnie w Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych PAN w Zabrzu metody syntezy analogów polimerów naturalnych umożliwiły otrzymanie w ramach projektu nowych materiałów o ściśle zdefiniowanej budowie chemicznej i strukturze nadmolekularnej. Materiały polimerowe zawierające amorficzny analog biopoliestrów alifatycznych są niezwykle przydatne dla zastosowań praktycznych, gdyż opracowywane materiały opakowaniowe będą mogły być wytwarzane poprzez bezpośrednie wytłaczanie, co jest korzystne z punktu widzenia zarówno kosztów recyklingu, jak i ochrony środowiska. 4. Rezultaty Projekt MARGEN umożliwił uruchomienie pierwszej w Polsce linii technologicznej do produkcji folii sztywnej (fot. 1.) przeznaczonej do wytwarzania metodą termoformowania ostatecznego wyrobu w postaci biodegradowalnych opakowań dla produktów spożywczych (fot. 2.). Rezultaty projektu stanowią przedmiot krajowych oraz międzynarodowych zgłoszeń patentowych oraz publikacji zarówno w prestiżowych czasopismach zagranicznych, jak i w prasie specjalistycznej adresowanej do krajowych producentów opakowań. Jakkolwiek głównym odbiorcą rezultatów projektu będzie całe społeczeństwo, gdyż projekt przyczyni się do wzmocnienia spójności społecznej, gospodarczej i przestrzennej regionów, tym niemniej doprowadzić powinien on również do wzrostu konkurencyjności regionalnej gospodarki opartej na wiedzy, poprzez implementację badań i innowacji głównie do małych i średnich przedsiębiorstw z sektora przetwórstwa tworzyw sztucznych.