Ekoplast ze Slovenska

Dnešné plasty sú vytvorené preva�ne z nerecyklovate�ných surovín, a preto neúmerne za�a�ujú �ivotné prostredie. Negatívne vplyvy týchto plastov mô�eme vidie� všade okolo nás... V spolo�nosti preto nastáva potreba vytvorenia takého „plastového materiálu“, ktorý bude recyklovate�ný, pri�om vhodne poslú�i ako ekologický obalový materiál.

CHARAKTERISTIKA MATERIÁLU

Nový biodegradovate�ný materiál od slovenských vedcov je zalo�ený na obnovite�ných zdrojoch surovín. Základnými polymérmi sú kyselina polymlie�na (PLA) a polyhydroxybutyrát (PHB). PLA sa syntetizuje polymerizáciou kyseliny mlie�nej, alebo z dilaktidu. Oba tieto monoméry sa vyrábajú fermentáciou škrobu. Polyhydroxybutyrát je bakteriálny polyester, ktorý sa vyrába biotechnologicky, ke� vhodné baktérie spotrebovávajú ako zdroj �ivín cukry a syntetizujú z nich PHB, ktorý sa následne izoluje. Nevýhodou oboch polymérov je ich krehkos�, teda nízka flexibilita, najmä tenkostenných výrobkov a zárove�, najmä v prípade PHB, ve�mi vysoká citlivos� na termickú degradáciu po�as spracovania.

„Riešenie, ktoré je predmetom prihlášky vynálezu, spo�íva v príprave zmesi týchto dvoch polymérov a niektorých aditív alebo modifikátorov, pochádzajúcich tie� z obnovite�ných zdrojov surovín, pri�om zmiešaním dvoch krehkých polymérov vzniká zmes, ktorá je hú�evnatá. Okrem toho má táto zmes zvýšenú odolnos� vo�i degradácii po�as spracovania,“ vysvet�uje doc. Pavel Alexy z Oddelenia plastov a kau�uku na FCHPT STU v Bratislave, jeden zo spoluautorov projektu.

Okrem uvedených polymérov mo�no do zmesi prida� aj škrob spolu so zmäk�ovadlom. Vznikne tak multikomponentná zmes na báze polymérov z obnovite�ných zdrojov, ktorá má širokú variabilitu spracovate�ských a fyzikálno-mechanických vlastností v závislosti od zlo�enia a technológie prípravy. Navyše, na rozdiel od napríklad oxobio plastov, tieto materiály neobsahujú �iadne prodegradanty. Nako�ko ide o polyesterovú bázu, tieto materiály, pokia� sa nedostanú do biologicky aktívneho prostredia, sú dostato�ne stabilné (odolné vo�i vonkajším vplyvom) a teda dlhodobo skladovate�né bez poklesu mechanických vlastností.

VYSOKÝ APLIKA�NÝ POTENCIÁL

Na rozdiel od doteraz známych porovnatelných materiálov sa novinka zo Slovenska vyzna�uje ove�a lepšími mechanickými vlastnos�ami, najmä vysokou flexibilitou a hú�evnatos�ou. Tieto atribúty dávajú materiálu vysoký aplika�ný potenciál najmä pre vyu�itie v obalovej technike. Rôzne fólie, kelímky, ale aj flaše a ich uzávery, odteraz mô�u by� „zelené“. Perspektívne sa po�íta aj s aplikáciou nového polyméru v niektorých vstrekovaných výrobkoch, dutých vyfukovaných výrobkoch a podobne.

Plasty boli a� doteraz doménou ropy a jej derivátov. Z trhu postupne vytla�ili predovšetkým kovové materiály. Okrem ni�šej hmotnosti bola pri tomto prechode z kovu na plast rozhodujúca aj cena., ktorá je omnoho ni�šia. Mô�e nový materiál konkurova� aj v tejto oblasti? Technológia na jeho výrobu a spracovanie, ako aj surovinová základ�a u� teraz umo��ujú vyrobi� materiál za ceny, ktoré sa pribli�ujú cenám komoditných plastov vyrobených na ropnej báze. Spolo�nos� by tak získala reálnu náhradu tzv. ropných plastov, najmä v obalovej technike.

PRENIES� NÁPAD DO PRAXE

Jedna vec je vyvinú� nie�o nové a druhá, mo�no ešte zlo�itejšia, je presadi� sa s nápadom na trhu. Prvým krokom je ochráni� si vynález patentom. Nový biodegradovatelný materiál je predmetom prihlášky vynálezu na Slovensku, ale aj na celom svete. Ani ocenenie na svetových sú�a�iach na seba nenechalo dlho �aka�. Zlatú medailu získal na výstave vynálezov 2012 TAIPEI  INTERNATIONAL  INVENTION SHOW AND TECHNOMART na Taiwane.

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

Dotácia sa poskytuje na �innosti podporujúce prenos výsledkov výskumu a vývoja �lenov SPK  do praxe, zvýšením zainteresovanosti podnikate�skej sféry na spolupráci s vedeckými a výskumnými inštitúciami pri transformácii výstupov výskumu a vývoja do inova�ných procesov vytvorením predpokladov na zvyšovanie ich uplatnenia vo výrobno-technologickom procese. Dotácia je zameraná na podporu vedecko-technických slu�ieb v oblasti biodegrada�ných plastov a ich spracovania. Je financovaná zo štátneho rozpo�tu.

Doposia� prebehla aplikácia výroby tohto materiálu v laboratórnych podmienkach. Bol vytvorený materiál, ktorý sp��a parametre materiálu na vstrekovanie. Táto etapa bola charakterizovaná prípravou širokej škály zmesí, z ktorých sa optimaliza�ným postupom navrhne receptúra na poloprevádzkové a prevádzkové overovanie. V poloprevádzkových podmienkach sa vyrobilo 150 kg materiálu, ktorý sa v sú�asnosti v prevádzkových podmienkach vstrekuje. Prevádzkové testovanie sa uskuto��uje v zmysle uzatvorenej Zmluvy v �lenskej plastikárskej organizácii SPK - vo firme Esox - plast s. r. o., Uhorská Ves. Testovaním sa zis�ujú optimálne vlastnosti vstrekovania, ako aj mechanické vlastnosti výrobku.

Na základe preskúmania výsledkov sa predpokladá úprava receptúry s tým, �e sa plánuje dorieši� jedna a� dve varianty biodegradovate�ného materiálu. Pritom bude pravdepodobne potrebné upravi� reologické, prípadne aj fyzikálno-mechanické vlastnosti navrhovanej zmesi. A� následne sa pristúpi k výrobe nultej série biodegradovate�ných obalov, alebo obalových prvkov pre reálnu aplikáciu. Po úspešnom preskúmaní jeho vyu�ite�nosti v obalovej technike by mohlo nasledova� overenie jeho vyu�itia aj v iných oblastiach.

�alší osud materiálu teraz závisí od výsledkov prvých testov a zabezpe�enia finan�ného krytia projektu. V prípade, �e by sa našiel investor, autori sú schopní pripravi� materiál na ve�kovýrobu v horizonte jedného a� dvoch rokov.

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