naČrt delovanja od znanosti do inovacij v vrednostni … · 2019-12-14 · 4 1. plastice projekt...

Projekt je izvajan v sklopu programa Srednja Evropa (Central Europe Programme) in je sofinanciran s

strani Evropskega sklada za regionalni razvoj (ERDF).

NAČRT DELOVANJA—OD ZNANOSTI DO INOVACIJ

V VREDNOSTNI VERIGI

3

KAZALO VSEBIN

1. PLASTICE PROJEKT 4

2. GLAVNI IZZIVI SREDNJE EVROPE 5

3. RAZVOJ VREDNOSTNE VERIGE 7

4. RAZISKAVE IN RAZVOJ 11

4.1. Analiza fizikalnih lastnosti polimerov ki so dostopni na trgu 11

4.2. Določanje sestave in molekularne strukture polimernih materialov,

dostopnih na trgu 12

4.3. Prilagajanje lastnosti polimerov s kemijskimi postopki 12

4.4. Prilagajanje lastnosti polimerov s fizikalnimi postopki 13

4.5. Optimizacija predelave okoljsko biorazgradljivih polimerov 13

4.6. Razvojna podpora industrijskih razvojnih procesov 14

4.7. Raziskave uporabnih lastnosti 15

4.8. Preskušanje biorazgradljivosti in kompostirnosti 16

5. KONTAKTI 17

6. SLOVAR 18

PRILOGE– ŠTUDIJE PRIMERA 23

4

1. PLASTICE PROJEKT

Projekt PLASTICE se je začel aprila 2011 v okviru programa Srednja Evropa (Central Europe

Programme). Trinajst projektnih partnerjev iz Italije, Poljske, Slovaške in Slovenije, med

katerimi so podjetja, organizacije za podporo poslovanju ter raziskovalne ustanove, se je

združilo z namenom, da bi odkrili prepreke in spodbudili razvoj vrednostne verige na

področju trajnostne plastike, natančneje, biorazgradljive plastike.

Splošni cilj projekta je “ustvarjanje okvirnih pogojev za pospešitev razvoja trga z bioplastiko

v Srednji Evropi v smislu preizkusa uporabe novih izdelkov v določenih industrijskih sektorjih”.

Panoga s takojšnjim potencialom za vpeljavo biorazgradljive plastike je področje embalaže

(plastične posode, ovoji, mrežice in penasta embalaža za hrano), ki vključuje proizvodnjo

plastičnih vrečk za zbiranje in kompostiranje bioloških odpadkov ter nakupovalnih vrečk iz

supermarketov, ki so čedalje bolj pod drobnogledom okoljevarstvenikov. Biorazgradljivo

plastiko lahko uporabljamo tudi za druge splošne izdelke za enkratno uporabo (na primer za

krožnike, kozarce, pribor in ostalo posodo za enkratno uporabo) ali specializirane izdelke

(športni dodatki, kmetijstvo itd.), nikakor pa uporaba biorazgradljive plastike ni omejena

izključno na ta področja.

Načrt, predstavljen v tej brošuri, je pripravljen z namenom da podkrepi sodelovanje med

raziskovalnimi ustanovami in podjetji Srednje Evrope na področju biorazgradljive plastike s

ciljem iskanja novih načinov uporabe. Raziskovalne ustanove združujejo znanja in

kompetence, ki proizvajalcem služijo kot smernice pri prenosu znanja od raziskovalnih

inštitucij do trženja novih izdelkov iz biorazgradljive plastike ter iskanja novih načinov

uporabe. Načrt vključuje tudi nabor študij primerov, ki opisujejo katere pomembne

dejavnike je potrebno upoštevati ob začetku proizvodnje izdelkov iz biorazgradljive plastike.

Ta dokument je bil pripravljen v okviru tretjega delovnega paketa (Work Package 3)

projekta PLASTiCE - Inovativni razvoj vrednostne verige za trajnostno plastiko v Srednji

Evropi (Innovative Value Chain Development for Sustainable Plastics in Central Europe), ki

ga v okviru programa Srednja Evropa sofinancira Evropski sklad za regionalni razvoj.

5

2. GLAVNI IZZIVI SREDNJE EVROPE

V panogo proizvodnje plastike se v Evropski uniji uvršča več kot 59.000 podjetij. Večinoma

mala in srednje velika podjetja, ki skupaj ustvarijo približno 300 milijard evrov letnih

prihodkov.1 Kljub temu, da je upad gospodarske rasti med letoma 2008 in 2012 v Evropski

uniji negativno vplival na prodajne rezultate številnih panog, srednjeevropski trg plastike po

dveletni gospodarski krizi spet dinamično raste. V zadnjih treh letih smo bili priča številnim

združitvam in prevzemom podjetij, obenem pa se pojavlja vedno več novih tržnih priložnosti

za plastične izdelke na področjih avtomobilizma, letalstva, medicine, elektronike ter bele

tehnike. Z okoljevarstvenega vidika pa je odlaganje plastike še vedno ena od glavnih skrbi

vseh, ki oblikujejo okoljevarstveno politiko v Evropski uniji. Plastiko uporabljamo praktično

povsod in povpraševanje je iz leta v leto večje, kar prinaša številne izzive pri ravnanju z

odpadno plastiko. Le manjše količine odpadne plastike reciklirajo, zato ima odlaganje

plastike negativen vpliv na okolje.

V okviru širšega pregleda evropske zakonodaje na področju odlaganja odpadkov je

Evropska komisija marca 2013 objavila Zeleno knjigo o evropski strategiji za plastične

odpadke v okolju.2 Pred tem poročilom je bilo vprašanje odpadne plastike urejeno samo z

Direktivo 94/62/ES o embalaži in odpadni embalaži, ki je vključevala specifične cilje

recikliranja za gospodinjske odpadke. Z Direktivo 2008/98/ES o odpadkih (8. člen) je

Evropska komisija naredila pomemben korak k prepoznavanju odgovornosti proizvajalcev v

postopku upravljanja z odpadki. Leta 2011 je evropsko združenje za plastičarsko industrijo

predlagalo, da EU do leta 2020 vpelje princip Odlagališča brez plastike, in če se Evropska

komisija ter vlade držav odločijo ravnati po teh priporočilih, bo to za Srednjo Evropo zelo

resen izziv, saj v tem delu Evrope večji del odpadne plastike še vedno konča na odlagališčih.

Po napovedih Svetovnega gospodarskega sveta za trajnostni razvoj bomo do leta 2050 za

izpolnitev zahtev po končnih izdelkih potrebovali od štiri- do desetkrat višjo učinkovitost

izkoriščanja virov.3 Trenutno so plastični pripomočki, zabavni izdelki, igrače s kratko

življenjsko dobo, plastične vrečke in drugi izdelki za enkratno uporabo, večinoma na voljo

po cenah, ki ne odražajo vseh njihovih okoljskih stroškov.4 S sistemom, ki bi upošteval

dejanske okoljske stroške v fazah od pridobivanja surovih materialov do proizvodnje,

distribucije in odlaganja, bi lahko upoštevali druge rešitve, na primer, vpeljavo

biorazgradljive plastike.

Evropa, ki je bila v preteklem desetletju vodilna na področju biorazgradljive plastike, zdaj

tekmuje z Združenimi državami Amerike in azijskimi državami, ki dinamično razvijajo nove

1 Plastics – the Facts 2012, An analysis of European plastics production, demand and waste data for 2011, PlasticsEurope, 2012, page 3

2 Green Paper “On a European Strategy on Plastic Waste in the Environment”, Brussels, 7.3.2013, COM(2013) 123 final

3 Communication from the Commission to the European parliament, the council, the European Economic and Social

Committee and the Committee of the Regions, Roadmap to a Resource Efficient Europe, Brussels, 20.9.2011, COM(2011) 571 final, page 2

4 Green Paper “On a European Strategy on Plastic Waste in the Environment”, Brussels, 7.3.2013, COM(2013) 123 final, page 15

6

načine uporabe. Srednja Evropa se sooča z izzivi proizvodnje in uporabe biorazgradljive

plastike in zaostaja za ostalimi državami. Vodilni predstavniki industrije na tem področju,

nekateri vključeni v projekt PLASTICE, so odkrili naslednje prepreke:

izboljšati je treba funkcionalne lastnosti biorazgradljive plastike,

potrebno je razviti znanje o načinih zagotavljanja daljšega roka uporabe

biorazgradljive embalaže,

Vpeljati je treba boljše upravljanje prehoda od običajnih plastičnih izdelkov k

biorazgradljivim plastičnim materialom, kjer je ključno sodelovanje z zunanjimi

partnerji, kot so dobavitelji materialov in raziskovalne ustanove,

sistemi ravnanja z odpadki morajo biti opremljeni z infrastrukturo za učinkovitejše

ločevanje biorazgradljive plastike od običajne.

Po podatkih podjetja Global Industry Analysts Inc. bi lahko globalni trg biorazgradljivih

polimerov do leta 2017 dosegel 1,1 milijonov ton.5 Za podporo razvoju postopka

biorazgradljive plastike je Evropska komisija v Evropski platformi za učinkovito rabo virov

(Roadmap to a Resource Efficient Europe) postavila pomembne mejnike: »Na podlagi

znanstvenih odkritij ter inovacij na področju trajnostnega razvoja bomo do leta 2020

bistveno bolje razumeli, omejili uporabo ter zagotovili učinkovitejše upravljanje, ponovno

uporabo, recikliranje, nadomestitev, zaščito in vrednotenje virov. To bomo zagotovili z

bistveno večjimi naložbami, doslednim reševanjem družbenih izzivov, povezanih z učinkovito

rabo virov, podnebnimi spremembami in zanesljivostjo, pametno specializacijo ter

sodelovanjem na enotnem evropskem raziskovalnem področju.«6 Natančneje, Evropska

komisija bo med letoma 2014 in 2020 sredstva za raziskave med drugim namenila

inovativnim rešitvam za biorazgradljivo plastiko.

Ob upoštevanju zgornje izjave so med glavnimi nosilci razvoja vrednostne verige za

biorazgradljivo plastiko v Srednji Evropi a) porast povpraševanja po embalaži in izdelkih za

enkratno uporabo, b) vedno večja ozaveščenost končnih uporabnikov, c) pritisk na politike

odlagališč glede prepovedi plastike, d) nepredvidljivi stroški nafte v prihodnjem desetletju ter

e) tehnološki napredek na področju biorazgradljivih polimerov.

Načrt za razvoj vrednostne verige zadeva biorazgradljivo plastiko, natančneje kompostirno

plastiko (v skladu s standardi EN 13432, EN 14995, ASTM D6400, ASTM D6868,

ISO 17088, AS 4736, AS 5810 in ISO 18606), zasnovane za odlaganje v industrijskih

aerobnih kompostarnah. Ti polimeri so lahko osnovani na fosilnih ali bioloških virih,

namenjeni za embalažo, uporabo v gostinstvu ali kmetijstvu ter so v srednje velikem ali

velikem obsegu dostopni na evropskem trgu.

5 Biodegradable polymers. A global strategic business report, 2012 (www.strategyr.com)

6 Communication from the Commission to the European parliament, the council, the European Economic and Social Committee and the Committee

of the Regions, Roadmap to a Resource Efficient Europe, Brussels, 20.9.2011, COM(2011) 571 final, page 9

7

3. RAZVOJ VREDNOSTNE VERIGE

Struktura vrednostne verige za biorazgradljivo plastiko je primerljiva z vrednostno verigo

običajne plastike, vendar pa je v primeru običajne plastike več pozornosti namenjene recikli-

ranju in ponovni uporabi, medtem ko pri biorazgradljivi plastiki upoštevajo tudi postopke

kompostiranja – organske reciklaže.

V vsaki fazi vrednostne verige je treba premostiti specifične raziskovalno-razvojne ovire.

V nadaljevanju je podan prvi niz odgovorov na vprašanja, s katerimi se lahko srečajo

podjetja, ki želijo zagotoviti prostore za proizvodnjo biorazgradljive plastike ali prilagoditi

svoje obstoječe postopke za proizvodnjo novih izdelkov iz biorazgradljive plastike. Za več

informacij se obrnite na vir informacij v vaši državi (poglavje 5).

Raziskovalne ustanove

Do

ba

vite

lji s

uro

vin

Pro

izva

jalc

i oko

ljsko

bio

razg

rad

ljive

pla

stik

e

Panoge, ki plastiko

uporabljajo (živilska,

kozmetična, farma-

cevtska,… industrija)

Distributerji in prodajalci biorazgradljive

embalaže

Evropske direktive o ravnanju z odpadki

Državne zakonodaje o ravnanju z odpadki

Certifikacijske sheme

Po

no

vna

up

ora

ba

,

reciklira

nje

,

kom

po

stiran

je

Javne in neprofitne organizacije, ki so odgovorne za akcije ozaveščanja, usposabljanja in svetovanja

Pre

de

lova

lci t

og

e in

fle

ksib

ilne

em

ba

laže

Prodajalci izdelkov

pakiranih v

biorazgradljivo

plastiko

Po

trošn

iki

Karakterizaci-

ja polimerov,

ki so tržno

dostopni

Spreminjanje

lastnosti polimerov

s kemijskimi in

fizikalnimi

postopki

Predelo-

vanje

polimerov

Pripravava

učinkovitih

energetskih

pogojev za

proizvodnjo

Uporabne

lastnosti bio-

razgradljivih

plastičnih

izdelkov

Analiza bio-

razgradljivosti

in

kompostirnosti

8

Vprašanje št. 1: Kateri tip biorazgradljivih

polimerov najbolj ustreza moji trenutni

tehnologiji za obdelavo?

Upoštevajte fizikalne lastnosti polimerov, ki

so na voljo na trgu.

To vključuje oceno toplotne stabilnosti,

temperature mehčanja in mehanskih

lastnosti.

Tako boste izbrali najobetavnejši polimer na

trgu, ki ustreza tako vaši trenutni procesni

tehnologiji kot nadaljnjim načinom uporabe.

Več informacij je na voljo na strani 11.

Za specifične primere lahko upoštevate tudi

sestavo in molekulsko strukturo polimerov.

Vprašanje št. 2: Kako lahko zagotovim, da

lastnosti izbranega biorazgradljivega

polimernega materiala ustrezajo mojim

potrebam? Katere dejavnike naj

upoštevam, če želim zagotoviti kakovost

izdelka in njegovo biorazgradljivost ob

koncu življenjskega cikla? Kako lahko

preverim ponovljivost lastnosti

dobavljenega polimernega materiala?

Upoštevajte sestavo in molekulsko strukturo

polimernih materialov, ki so na voljo na trgu.

To vključuje oceno lastnosti končnih

izdelkov, ugotavljanje stopnje in vrste

nečistoč, ki vplivajo na obdelavo materialov,

ter sestavo in tip polnila.

Tako boste izbrali ustrezni polimerni material

za svoje potrebe ter zagotovili, da vsaka

dobavljena serija polimernih materialov

izpolnjuje pričakovane standarde glede

kakovosti. Obenem boste dobili vpogled v

specifične pogoje shranjevanja (vlažnost,

izpostavljenost svetlobi in temperatura) ter

obdelave za izbrane polimerne materiale in

v pogoje za zagotavljanje roka uporabnosti

izdelkov, izdelanih iz teh materialov. Dobili

boste tudi informacije o delih izdelka, ki jih ni

mogoče reciklirati.


Vprašanje št. 3: Kako lahko s kemijskimi

postopki prilagodim lastnosti razpoložljivih

polimernih materialov svojim specifičnim

potrebam proizvodnje?

S kemijskimi postopki lahko spremenite

lastnosti polimera.

Ti postopki vključujejo uporabo

podaljševalcev verig, vnos funkcionalnih

skupin in spreminjanje površine izdelka (npr.

folija za boljše tiskanje).

Tako boste prilagodili lastnosti materiala

svojim specifičnim zahtevam.


Odločite se lahko tudi za raziskovalni projekt

ter oblikujete postopek, ki ga je mogoče

patentirati.

Vprašanje št. 4: Kako lahko s fizikalnimi

postopki lastnosti polimernih materialov,

dostopnih na trgu, prilagodim svojim

specifičnim potrebam?

S fizikalnimi postopki lahko spremenite

lastnosti polimera.

Ti postopki vključujejo oblikovanje

večkomponentnih materialov z dodajanjem

mehčal, združljivih reagentov ali polnil

(najbolje biorazgradljivih) ali z mešanjem z

9

drugim biorazgradljivim polimerom.

Tako boste prilagodili lastnosti materiala

svojim specifičnim zahtevam, hkrati pa tudi

znižali ceno materiala.


Odločite se lahko tudi za specifične

raziskave, s katerimi boste bistveno

izboljšali parametre obdelave, končne

lastnosti in uporabnost izdelka.

Vprašanje št. 5: Kako naj ukrepam, ko na

proizvodni liniji pride do težav?

Lahko se odločite za optimizacijo obdelave

biorazgradljivih polimerov.

To vključuje določanje najprimernejših

temperaturnih pogojev za vsako fazo

proizvodnje. V večini primerov do težav pri

obdelavi pride zaradi nizke toplotne

stabilnosti biorazgradljive plastike. Če je

temperatura postopka obdelave višja od

kritične, lahko pride do razpadanja

materiala, ki pomeni zmanjšanje molekulske

mase in viskoznosti. Lahko se odločite za

nižjo temperaturo obdelave ali pa

zagotovite, da se material v opremi

zadržuje manj časa. Če to ni mogoče (npr.

če je temperatura tališča materiala

previsoka), priporočamo uporabne

raziskave, ki vključujejo uporabo

stabilizatorjev, podaljševalcev verig,

mehčalcev ali drugih načinov, ki zmanjšajo

negativne vplive.

Tako boste lahko uporabili obstoječo

opremo, na kateri bodo potrebne morda

manjše spremembe tehnološkega postopka,

brez naložb v povsem novo proizvodno

linijo.


Odločite se lahko tudi za raziskovalni

pristop, s katerim boste razvili ustrezni

postopek obdelave določenega

biorazgradljivega materiala z izbrano

opremo in pod izbranimi pogoji.

Vprašanje št. 6: Kako lahko zagotovim

skladnost ali prilagoditev proizvodnih

parametrov za svoj tehnološki postopek?

Izberete lahko razvojno podporo za

industrijske proizvodne postopke vašega

izdelka.

Ta podpora vključuje preizkušanje

biorazgradljivega plastičnega materiala v

laboratorijski proizvodni liniji, preizkušanje

proizvodnje novih izdelkov na pilotni

proizvodni liniji in prilagajanje tehničnih

parametrov tehnološkega postopka na

lokaciji.

Tako boste zmanjšali tveganje za neuspeh

in znižali začetne stroške.


Vprašanje št. 7: Kako lahko dobim vpogled

v uporabne lastnosti novega

biorazgradljivega izdelka?

Lahko se odločite za analizo uporabnih

lastnosti izdelka na konkretnih področjih

uporabe.

Ta analiza vključuje določanje vpliva

staranja na lastnosti polimernih materialov

ter njihovih mejnih lastnosti (prepustnost

plinov), toplotno-mehanskih lastnosti,

trajnosti in roka uporabnosti.

10

Tako boste trgu ponudili izdelek, skladen s

specifičnimi zahtevami glede prevoza,

shranjevanja, roka uporabnosti in

kompostiranja.


Vprašanje št. 8: Kako lahko zagotovim, da

je moj izdelek res primeren za kompostiranje

v skladu s standardi za kompostiranje v

domačem ali industrijskem okolju?

Odločite se lahko za preizkušanje

biorazgradljivosti in kompostirnosti.

To vključuje določanje vsebnosti težkih kovin,

preizkušanje razgradnje in fragmentacije ter

preizkušanje negativnega učinka na okolje

(rast rastlin na kompostu).

Tako boste dobili informacije o tem, ali lahko

pridobite certifikat in ustrezne oznake za svoj

izdelek. Informacije o kompostirnosti izdelka

boste tako lahko ponudili tudi končnim

uporabnikom.


Vprašanje št. 9: Kako lahko določim

odstotek obnovljivega/bioosnovanega

ogljika v izdelku?

Določite lahko obnovljive sestavine v skladu

s standardom ASTM D6866.

Določanje obnovljivih sestavin vključuje

določanje vsebnosti organskega ogljika in

vsebnosti obnovljivega/bioosnovanega

ogljika z eno od metod, ki jih opisuje

standard ASTM D6866 za določanje

aktivnosti ogljikovega izotopa 14C.

Tako boste dobili informacije o odstotku

bioosnovanih sestavin v vašem materialu,

kar je pomembno za certificiranje in

dejavnosti pri promociji trajnosti vaših

izdelkov.

11

4. RAZISKAVE IN RAZVOJ

V tem poglavju boste našli pregled aktivnosti, povezanih z raziskavami in razvojem, ki jih

morate upoštevati pri razvoju in proizvodnji v kompostirnih polimerov, proizvodnji

kompostirnih izdelkov ali načrtovanju uporabe kompostirne embalaže za vaše izdelke.

4.1. Analiza fizikalnih lastnosti polimerov ki so dostopni na trgu

Če želite ... … upoštevajte naslednje raziskovalne dejav-

nosti … … za več informacij o …

Ocenjen čas

analize

Izbrati polimer s

primerno

termično

stabilnostjo

Analiza toplotne stabilnosti (temperatura

razgradnje) materialov iz ene ali več

komponent (s termogravimetrično analizo od

sobne temperature do 900°C v nereaktivni

atmosferi ali zraku)

Temperaturnem

območju, v katerem je

mogoče polimer varno

predelovati

3 dnevi

(en vzorec)

7-14 dni

(do 10

vzorcev)

Pridobiti

informacije o ter-

mični

stabilnosti

polimera

Analiza toplotne stabilnosti in masna spek-

trometrija hlapov (termogravimetrični masni

spektrometer, v območju od sobne tempera-

ture do 900°C) in spremembe v molekularni

masi (gelska izključitvena kromatografija)

Razgradnih fragmentih,

sproščenih med toplotno

obdelavo

3 dnevi

(en vzorec)

7-14 dni

(do 10

vzorcev)

Oceniti specifično

temperaturo

mehčanja

izbranega

polimera

Analiza faznih prehodov (steklasti prehod,

kristalizacija in taljenje z določanjem tempe-

ratur prehoda in ustreznih specifičnih toplot-

nih korakov; kristalizacija in talilna entalpija

z diferenčno dinamično kalorimetrijo v tem-

peraturnem območju od -100°C do 250°C s

hlajenjem s tekočim vodikom), 2 meritvi na

vzorec.

Temperaturnem območju

za obdelavo, vzpostavitvi

obdelovalnih parametrov

in temperaturnem

območju za uporabo

obdelanega predmeta

14-30 dni

(odvisno od

števila

vzorcev)

Preveriti

mehanske

lastnosti

polimernih

materialov

Preizkus mehanskih lastnosti pri sobni tem-

peraturi (prožnostni modul; napetost in

Obremenitev ob deformaciji in pretrganju,

pridobljeni z nateznim preizkusom s statistič-

no analizo rezultatov za vsaj 8 vzorcev)

Lastnostih materiala -

trdnost, prožnost in

deformacije

14-35 dni

(odvisno od

števila

vzorcev)

Preveriti

termomehanske

lastnosti

polimernih

materialov pod

določenimi pogoji

Določanje viskoelastičnega popuščanja

napetosti (z dinamično mehansko analizo pri

eni ali več frekvencah v temperaturnem

Območju od -150°C do 250°C)

Dolgoročnih lastnostih

materiala (potencialno

staranje); odzivu materiala

na vibracijske

obremenitve

21-30 dni

Določiti, ali je del

polimera

kristaliničen

Strukturna analiza kristalne faze (s širokokot-

no rentgensko praškovno difrakcijo)

Odvisnost lastnosti

trdnega materiala od

stopnje kristaliničnosti

14 dni

12

4.2. Določanje sestave in molekularne structure polimernih materialov,

dostopnih na trgu

4.3. Prilagajanje lastnosti polimerov s kemijskimi postopki

Če želite ... … upoštevajte naslednje raziskovalne

dejavnosti …

… za več informacij

o …

Ocenjen čas

analize

Pridobiti

informacije o

sestavi netopnih

ali zamreženih

materialov

Določanje lastnosti trdne snovi z infrardečo

spektroskopijo (Infrardeča spektroskopija s

Fourierjevo transformacijo)

Vrsti polimera in

funkcionalnih skupinah v

polimernem

materialu

7-14 dni

Določiti, ali je v

materialu

prisotno polnilo

Določitev topnosti materiala ter določanje

deleža polimera v plastiki

Sestavi in vrsti

netopnega polnila 7-21 dni

Pridobiti

informacije o

sestavi topnega

dela materiala

Določitev vsebnosti polimera v plastiki z

jedrsko magnetno resonanco - NMR

Kemični zgradbi

izbranega polimera

(statistična vsebnost dolo-

čenih enot)

7-21 dni

Določiti, ali ima

vaš polimerni

material primerno

molekulsko maso

za določen način

uporabe

Ocena molekulske mase polimera z upora-

bo gelske prepustnostne kromatografije

(GPC)

Molski masi, disperziji

molske mase in stopnji

razvejanosti

7-21 dni

Identificirati

organske

dodatke, ki jih

vsebuje vaša

plastika

Analiza dodatkov z masno spektrometrijo

LCMS-IT-TOF (hibridno masni spektrometer

s sposobnostjo ionske pasti in z ločljivostjo in

masno natančnostjo tandemskega masnega

spektrometra)

Kemijski strukturi organskih

dodatkov 7-21 dni

Določiti, ali je vaš

biorazgradljivi

kopoliester

fizikalna zmes ali

kopolimer

Sekvenčna analiza biorazgradljivega kopo-

liestra z jedrsko magnetno resonanco in

masno spektrometrijo

Kemijski homogenosti

vzorcev

biorazgradljivega kopolie-

stra

7-21 dni


dejavnosti …


o …

Ocenjen čas

analize

Dobiti vpogled v

končne lastnosti in

parametre

obdelave

Določanje fizikalnih lastnosti polimernih

Materialov

Mehanskih lastnostih, vis-

koznosti, krivuljah tečenja,

prepustnosti plinov in vnet-

ljivosti materiala

3-14 dni

Odkriti, kako

spremeniti lastno-

sti komercialno

dostopnih materi-

alov

Spremembe polimerov za doseganje speci-

fičnih lastnosti, npr. zamreževanje polimerov

za boljšo odpornost na topila

Razvoju prilagojenih mate-

rialov v skladu s specifični-

mi zahtevami

30 dni (do 2

leti, če gre za

prilagojene

uporabne

raziskave)

Razumeti, kako

doseči posebne

površinske

lastnosti

Spremembe polimerov za doseganje speci-

fičnih lastnosti: povečanje polarnosti površi-

ne polimera za boljšo kakovost tiska ali opri-

jema ter izboljšanje toplotne ali oksidacijske

stabilnosti

Razvoju prilagojenih povr-

šinskih lastnosti v skladu s

specifičnimi zahtevami

30 dni (do 2

leti, če gre za

prilagojene

uporabne

raziskave)

13

4.4. Prilagajanje lastnosti polimerov s fiziklanimi postopki

4.5. Optimizacija predelave okoljsko biorazgradljivih polimerov


dejavnosti …


o …

Ocenjen čas

analize

Spremeniti

lastnosti z

dodajanjem niz-

komolekularnih

dodatkov

Spremembe lastnosti določenih polimerov z

dodajanjem nizkomolekularnih dodatkov,

kot so mehčala, podaljševalci verig in stabi-

lizatorji, ali z mešanjem z majhnimi količina-

mi drugih polimerov za doseganje želenih

lastnosti

Razvoju prilagojenih

materialov v skladu s

specifičnimi zahtevami

30 dni (do 2 leti,

če gre za

prilagojene

uporabne

raziskave)

Spremeniti

lastnosti z

mešanjem z

drugimi polimeri

Mešanje dveh polimerov čez celotno obmo-

čje koncentracije za doseganje želenih last-

nosti, kar se doseže s spremembami vmesni-

ka in združljivosti komponent.

Razvoju prilagojenih

materialov v skladu z

vašimi zahtevami

30 dni (do 2 leti,

če gre za

prilagojene

uporabne

raziskave)

Spreminjanje

lastnosti z

dodajanjem polnil

Spremembe vmesnika za pripravo kompozi-

tov na podlagi polimernih matric s prilagoje-

nimi lastnostmi

Možnostih znižanja

skupnih stroškov z

dodajanjem cenovno

ugodnih dodatkov brez

sprememb ali brez

bistvenih sprememb v

zahtevanih lastnostih

30 dni (do 2 leti,

če gre za

prilagojene

uporabne

raziskave)


dejavnosti …


o …

Ocenjen čas

analize

Optimizirati

postopek

obdelave za

določen polimerni

material

Določanje parametrov predelave izbranih

polimernih materialov

Parametrih nove

proizvodne linije, ki jo

nameščate, ali

tehnoloških postopkih

za obstoječo

proizvodno linijo

7-30 dni

14

4.6. Razvojna podpora industrijskih razvojnih procesov


dejavnosti …


o …

Ocenjen čas

analize

Odkriti, ali je

vaša proizvodna

linija zmožna

obdelave izbra-

nega polimera za

proizvodnjo folije

Laboratorijska proizvodnja folij, vključno z

raziskavami o obdelavi in mešanju, proiz-

vodnja masterbatchov v kombinaciji z briz-

ganjem, proizvodnja vzorcev za preizkušan-

je materialov in merjenje reoloških lastnosti.

Pilotnih pogojih za obde-

lavo materialov 7-14 dni

Odkriti, ali je

vaša proizvodna

linija zmožna

obdelave izbra-

nega polimera za

proizvodnjo prož-

ne embalaže

Laboratorijska proizvodnja prožne embala-

že

Spreminjanje lastnosti

izdelka, ki ga želite obli-

kovati, pri taljenju in obli-

kovanju folije

7-14 dni

Določiti najbolj

primerne

parametre

obdelave

Podpora pilotni proizvodnji na lokaciji

Parametrih obdelave, ki

vam omogočajo, da zma-

njšate tveganja, povezana

s kakovostjo in stroški

1-45 dni

Pridobiti vpogled

v morebitne

spremembe

fizikalnih lastnosti

materiala po

obdelavi

Nadzor mehanskih lastnosti izdelka med

proizvodnim procesom, t.j. meritve mehan-

skih lastnosti (Instron model 4204 za natez-

ne preizkuse)

Verjetnosti razgradnje in

kristalizacije izdelka med

obdelavo in v obdobju

skladiščenja; dodatkih, ki

bi jih bilo dobro upoštevati

7-14 dni

Preveriti, ali se

med obdelavo

spremenijo bis-

tvene lastnosti

molekul

Spremljanje molekulske mase izdelka po

zaključku postopka obdelave

Stopnji razgradnje materi-

ala med

obdelavo

7-21 dni

15

4.7. Raziskave uporabnih lastnosti

*Povprečni čas izvedbe, vključujoč pripravo vzorca, analizo in pripravo poročila. Zaradi

preobremenitve laboratorija je čas izvedbe lahko spremenjen.

Če želite ... … upoštevajte naslednje raziskovalne dejav-

nosti …

… za več informacij o

…

Ocenjen čas

analize

Pridobiti vpogled

v trpežnost

izdelka pod

določenimi pogoji

skladiščenja in

uporabe

Metoda preizkušanja staranja materiala

zaradi svetlobe ali vremenskih pogojev za

preverjanje lastnosti materiala pod naravni-

mi pogoji - Xenotest

Trajnosti embalaže

izdelka 120 dni*

Pridobiti

informacije o

okoljskem vplivu

materiala

Določitev skupnega organskega ogljika in

deleža obnovljivega ogljika v polimernem

materialu

Deležu obnovljivega

ogljika je v vašem

materialu

30 dni*

Razumeti, kako

material prepušča

različne pline

Preizkušanje prepustnosti vodne pare, kisika

in ogljikovega dioksida

Možnih načinih

uporabe izdelka v

drugih panogah (sveža

hrana, zmrznjena

hrana)

14 dni*

Odkriti možne

načine uporabe

za izbrane

materiale in

izdelke, ki

temeljijo na njih

Določanje nateznih lastnosti (obremenitev

ob pretrganju, raztezek do pretrganja, elas-

tični modul itd.)

Določanje odpornosti na trganje

Določanje odpornosti na udarce z metodo

prosto padajoče puščice

Mehanskih lastnostih,

kot je trpežnost, za

specifične načine

uporabe

14 dni*

Bolje razumeti

lastnosti materiala

ali izdelka pri

tesnjenju ali

zapiranju

Tesnilne lastnosti (največja obremenitev ob

pretrganju, tesnilna odpornost itd.), Preizku-

šanje vročega pečatenja

Tesnilnih značilnosti

materiala 14 dni*

Pridobiti

informacije o

fizikalno-kemijskih

lastnostih izdelka

Diferenčna dinamična kalorimetrija (DSC) in

Infrardeča spektroskopija s Fourierjevo tran-

sformacijo (FT-IR)

Temperaturnem

območju uporabe

vašega izdelka in

primernosti za

specifične načine

uporabe

7 dni*

Določiti, ali je vaš

izdelek primeren

za uporabo v

prehrambni

panogi

Senzorična analiza

Preizkušanje splošne in migracije nizkomole-

kularnih spojin v živila

Prenosu okusa in vonja

z materiala na

prehrambni izdelek;

Vrsti spojin, ki se

prenašajo z materiala

na prehrambni izdelek

30-60 dni*

Preveriti za prisot-

nost nevarnih

nečistoč

Preizkušanje vsebnosti monomerov v plastič-

nih materialih in izpustov hlapnih snovi

Tveganja pri predela-

vi, ki pripeljejo do

težav pri certificiranju

30 dni*

16

4.8. Preskušanje biorazgradljivosti in kompostirnosti


dejavnosti


o …

Ocenjen čas

analize

Preveriti, kako

hitro se vaš

material razgradi

v kompostu

Preizkus razgradnje pod laboratorijskimi

pogoji: predhodni preizkusi biorazgradljivo-

sti embalaže s simuliranim kompostiranjem

na laboratorijski ravni v skladu s standardom

EN 14806: 2010

Kompostirnosti vašega

izdelka 120 dni

Razumeti

razgradljivost

vašega materiala

Razgradnja pod laboratorijskimi pogoji:

hidrolitska razgradnja v vodi ali pufrni

raztopini (preizkus razgradnje biorazgradlji-

vih polimerov v mediju pod pogoji staranja)

Potencialu biološke raz-

gradnje vašega materiala

v določenem mediju

Do 180 dni

(odvisno od

vrste

materiala in

standarda)

Razumeti

razgradljivost

vašega materiala

Preizkušanje razgradnje in kompostirnosti

pod laboratorijskimi pogoji: laboratorijska

razgradnja v kompostu z uporabo respiro-

metrije (Respirometer Micro-Oxymax S/N

110315 Columbus Instruments) za merjenje

ogljikovega dioksida pod laboratorijskimi

pogoji po standardu EN ISO 14855-1:2009

– Določanje končne aerobne biorazgradlji-

vosti plastičnih materialov pod nadzorovani-

mi pogoji kompostiranja – Metoda z analizo

sproščenega ogljikovega dioksida – 2. del:

gravimetrična meritev ogljikovega dioksida,

sproščenega pri preizkusu na laboratorijski

ravni)

Kompostirnosti vašega

izdelka

Do 180 dni

(odvisno od

vrste

materiala in

standarda)

Pridobiti

informacije o

tem, ali bi vaš

izdelek uspešno

prestal analizno

shemo,

zahtevano v

certifikacijski

shemi

Preizkušanje (bio)razgradnje in kompostirno-

sti v kompostarnah (preizkusi biorazgradlji-

vih materialov v industrijski kompostirni kopi-

ci ali zabojniku KNEER, ki služi kot kompos-

tirni sistem)

Pogojih, ki jih morate

izpolniti, da vaš

izdelek prejme

certifikate in pravico

uporabe certifikacijske

oznake o

kompostirnosti izdelka

Do 180 dni

(odvisno od

vrste

materiala in

standarda)

17

5. KONTAKTI

Za več informacij se obrnite na vaše nacionalne informacijske točke.

Za Italijo,

Avstrijo

Univerza v Bologni, Oddelek za kemijo of Chemistry ‘G. Ciamician’

Mariastella Scandola, profesorica, vodja Polimerne znanstvene skupine

Tel./Fax: +39 0512099577/+39 0512099456

E-mail: [email protected]

Za Češko in

Slovaško

republiko

Polimerni inštitut Slovaške akademije znanosti

Ivan Chodak, višji znanstvenik, profesor

Tel./Fax: +421 2 3229 4340 / +421 2 5477 5923


Slovaška tehnološka univerza v Bratislavi

Dušan Bakoš, profesor

Tel./Fax: +421 903 238191, +421 2 59325439, fax +421 2 52495381


Za Slovenijo

in države

Balkana

Kemijski inštitut, Laboratorij za polimerno kemijo in tehnologijo

Andrej Kržan, višji znanstveni sodelavec

Tel./Fax: +386 1 47 60 296


Center odločnosti Polimerni Materiali in Tehnologije (CO PoliMaT)

Urska Kropf, raziskovalka

Tel./Fax: +386 3 42 58 400


Za Poljsko in

Baltske

države

Poljska akademija znanosti, Center za polimerne in ogljične materiale

Marek Kowalczuk, Vodja oddelka za biorazgradljive materiale

Tel./Fax: +48 32 271 60 77/+48 32 271 29 69


COBRO—Inštitut za raziskave embalaže

Hanna Żakowska, namestnicaa direktorja za raziskave

Tel./Fax: +48 22 842 20 11 ext. 18


18

6. SLOVAR

Polimer - makromolekula, sestavljena iz ponavljajočih se enot.

Polimer (poly-mer from Greek: poly - many, meros - parts) si najpogosteje predstavljamo kot organsko

spojino, poznani so pa tudi anorganski polimeri. Polimeri lahko vsebujejo tisoče ponavljajočih enot

(monomerov), razporejenih v linearno ali razvejano verigo in lahko z molsko maso presežejo tudi

milijon daltonov (dalton [Da] = g/mol). Polimeri so naravni ali umetno narejeni, sintetični. Naravni

polimeri so specifične in pomembne spojine organizmov. V glavnem so to polisaharidi (celuloza, škrob,

glikogen) in proteini (gluten, kolagen, encimi), čeprav najdemo tudi nekatere druge oblike kot so lignin

in poliestri. Umetni polimeri so velika in raznolika skupina spojin, ki jih ne najdemo v naravi. Sintetizirani

so v kemijskih ali biokemijskih postopkih. Svetovna letna produkcija sintetičnih polimerov je ocenjena

na 230 milijonov ton (2009) [Plastics – The Facts 2010].

Glavna uporaba sintetičnih polimerov je v proizvodnji plastike. Polimeri se razlikujejo od plastike v tem

da so čiste spojine, plastika pa je material, pripravljen za uporabo.

OSNOVE

Preprosta analogija polimera je biserna ogrlica, ki jo sestavljajo posamezni biseri (monomeri)

razporejeni v linearen niz.

Biopolimer – polimer ki ga proizvajajo živi organizmi.* Biopolimeri (= naravni polimeri) so ključne sestavine živih organizmov, vključujoč proteine, nukleinske

kisline in polisaharide. Biopolimeri so najpogosteje polisaharidi (celuloza, škrob, glikogen) in proteini

(gluten, kolagen, encimi), znane so pa tudi druge vrste naravnih polimerov kot lignin, poliestri itd.

Alternativa 1: polimer, ki je delno ali v celoti iz obnovljivih virov. (CEN/TR 15932:2009)

* povzeto po: PAC, 1992, 64, 143 (Glossary for chemists of terms used in biotechnology (IUPAC

Recommendations 1992)), definicija na strani 148

Plastika – material na osnovi polimerov, ki ga označuje njegova plastičnost.

Glavna sestavina plastike (iz grščine: plastikos – primerno za oblikovanje, plastos - oblikovano) je

polimer, ki je formuliran z dodatkom aditivov in polnil ki tvorijo tehnološki material – plastiko. Plastika je

definirana s plastičnostjo – stanje viskozne tekočine na vmesni točki predelave. Povzeto po

EN ISO 472: Plastika: Material ki vsebuje kot ključno sestavino polimer in ki ga v vmesni stopnji

predelave v končni izdelek lahko oblikujemo z vlivanjem.

Biorazgradnja – razkroj snovi pod vplivom biološke aktivnosti.

Biorazgradnja mora vsebovati med procesom razkroja delovanje živih organizmov, lahko pa je

kombinirana z abiotičnimi procesi. Biorazgradnja poteka pod vplivom encimov ki so ali del

prebavnega sistema živih organizmov in/ali izolirani ali izločeni encimi. Biorazgradnja poteka na

substratih, ki jih mikroorganizmi prepoznajo kot hrano in služijo kot vir hranil.

Končni produkti biorazgradnje so običajni presnovni produkti, kot ogljikov dioksid, voda, biomasa ali

metan. Ta zadnji korak je poznan kot dokončna biorazgradljivost (ultimate biodegradability) ali

biološka mineralizacija. Iz praktičnih razlogov je pomembno da poznamo stopnjo biorazgradnje in

produkte le-te.

19

Biorazgradljiva plastika – plastika dovzetna za biorazgradnjo.

Proces razgradnje biorazgradljive plastike lahko vključuje različne hkratne ali zaporedne biotske in

abiotske korake, kljub vsemu pa mora vključevati korak biološke mineralizacije.

Biorazgradnja plastike poteče če je organski plastični material uporabljen kot vir hranil v biološkem

sistemu (organizmu).

Biorazgradljiva plastika je lahko narejena na osnovi obnovljive biomase (npr. škrob) ali

neobnovljivih-fosilnih virov (npr. nafta) v kemijskem ali biotehnološkem procesu. Vir ali proces, med

katerim je biorazgradljiva plastika proizvedena ne vpliva na klasifikacijo materiala kot

biorazgradljivega. Stopnja biorazgradnje plastike je odvisna v prvi vrsti od kemijske strukture, zelo

pomemben dejavnik pa je razmerje površina/volumen oziroma debelina materiala.

OSNOVE

Mikroorganizmi prepoznajo biorazgradljivo plastiko kot vir hrane, jo zaužijejo in presnovijo.

Kompostirna plastika – plastika ki se biorazgradi pod pogoji kompostirnega

cikla in tekom trajanja enega kompostirnega cikla.

Kompostiranje je način obdelovanja organskih odpadkov pod aerobnimi pogoji (prisotnost kisika) kjer

poteka pretvorba organskega materiala pod vplivom v naravi prisotnih mikroorganizmov. Tekom

industrijskega kompostiranja lahko temperatura v kompostni kopici doseže tudi do 70 oC v prisotnosti

vlage. Kompostiranje lahko poteka tudi nekaj mesecev.

Pomembno je da razumemo da biorazgradljiva plastika ni nujno kompostirna plastika (proces

biorazgradnje lahko poteka daljše časovno obdobje ali pod drugačnimi pogoji), medtem ko je

kompostirna plastika vedno biorazgradljiva plastika. Pomembno da je kriterije natančno določimo,

kajti materiali, ki niso primerni za kompostiranje lahko zmanjšajo končno kvaliteto komposta.

Obstajajo standardi, nacionalni in mednarodni, ki določajo kriterije, ki jim mora izdelek ustrezati, da

mu lahko pripišemo oznako kompostiren - v procesu industrijskega kompostiranja (EN 13432,

EN 14995, ISO 17088 in ASTM D6400).

EN 13432 določa značilnosti, ki jih mora imeti embalažni material, da ga lahko imenujemo

kompostirni in je primeren za reciklažo v procesu kompostiranje trdnih organskih odpadkov.

EN 14995:2006 razširi standard EN 13432 na področje plastike. Ti standardi so osnova več

certifikacijskih sistemov.

EN 13432 zahteva da ima kompostirni material sledeče lastnosti:

Biorazgradljivost: sposobnost da kompostirni material pretvorimo v CO2 pod vplivom

mikroorganizmov. To lastnost opazujemo po standardu EN 14046 (objavljen tudi kot

ISO 14855, biorazgradljivost pod kontroliranimi pogoji). Da se potrdi popolna biorazgradljivost

mora stopnja biorazgradnje materiala v največ 6 mesecih doseči 90 %.

Razpad/razkroj materiala: Fizična fragmentacija – v končnem kompostu ne smejo biti vidni

preostanki (laboratorijsko kompostiranje po standardu EN 14045)

Nobenih negativnih efektov na kompostirni process

Vsebnost težkih kovin znotraj mej, določenih v standardu, nobenega negativnega vpliva na

končni kompost.

Domače kompostiranje se razlikuje od industrijskega v temperaturi kompostne kopice (domače

kompostiranje poteka pri nižji temperaturi). Plastične materiale moramo posebej testirati da dokažemo

kompostirnost pod pogoji domačega kompostiranja.

OSNOVE

Biorazgradnja kompostirne plastike poteka pod pogoji industrijskega kompostiranja.

20

Bioplastika – plastični material, ki je biorazgradljiv ali na osnovi obnovljivih

virov ali oboje.*

Izraz v prvi definiciji uporablja predvsem plastičarska industrija in manj raziskovalna srenja.

Alternativna uporaba 1: lahko pomeni tudi biokompatibilno plastiko (CEN/TR 15932)

Alternativna uporaba 2: naravni plastični material. V tej skupini nimamo toliko znanih primerov, vodilni

primer so polihidroksialkanoati – naravni termoplastični poliestri.

definicija European Bioplastics (http://en.european-bioplastics.org/)

Plastika iz obnovljivih virov – plastika narejena iz biomase (izključena

fosilizirana biomasa).

Plastika lahko delno ali v celoti temelji na biomasi (=obnovljivi vir). Uporaba obnovljivih izhodnih

surovin naj bi vodila k večji trajnosti plastike.

Kljub temu da so fosilni viri naravnega izvora, niso obnovljivi, in kot take jih ne smatramo kot surovino

za plastiko iz obnovljivih virov. Merila, ki jim mora plastični material izpolnjevati da lahko govorimo o

plastiki iz obnovljivih virov so opisana v razdelku Delež obnovljivega ogljika.

Materiale na osnovi obnovljivih virov pogosto imenujemo biomateriali, toda v strokovni terminologiji ta

dva izraza nista sinonima (Glej Biomateriali), zato zamenjevanje teh dveh izrazov ni priporočljivo.

Biomasa – material biološkega izvora, brez fosiliziranih in geoloških materialov

(=obnovljivi materiali)

Izraza biomasa in obnovljivi viri opisujeta isto stvar iz vidika izvora in časa od nastanka materiala do

njegove uporabe.

Obnovljivi vir je vir, ki ga izkoriščamo v času, ki je primerljiv s časom njegovega nastanka.

Biomasa je lahko živalskega, rastlinskega ali mikrobiološkega izvora.

Material na osnovi obnovljivih virov – pridobljen iz biomase.

Vsebnost obnovljivega ogljika – masni delež ogljika iz obnovljivih virov glede

na ves organski ogljik v materialu.

Delež ogljika iz obnovljivih virov natančno določajo z merjenjem vsebnosti ogljikovega izotopa 14C.

Materiale, tako tiste na osnovi fosilnih virov, kot tiste na osnovi obnovljivih virov, v glavnem sestavlja

ogljik, ki je v okolju prisoten v treh oblikah (izotopih): 12C, 13C in 14C. Izotop 14C je nestabilen, počasi

razpada in je naravno prisoten v vseh živih organizmih. V živih organizmih je aktivnost 14C 100 %. Ko

organizem odmre, ne absorbira več ogljika 14C iz okolja ter poteka zgolj njegov razpad. Koncentracija

ogljika 14 se vsakih 5 700 let razpolovi. V človeškem življenjskem ciklu se to ne pozna, v 50 000 letih

pa vsebnost 14C pade na nezaznavno koncentracijo. To pomeni da je koncentracija 14C v fosilnih virih

zanemarljiva. Ta metoda je osnova za standard ASTM D6866: Standardna metoda določanja deleža

obnovljivih virov v trdnih, tekočih in plinastih vzorcih z uporabo radiometričnega datiranja. Več

standardov na tej osnovi je trenutno v postopku razvoja. Certifikacija in certfikacijske oznake na osnovi

standarda ASTM D6866 so na voljo za materiale z različnim deležem ogljika.

Delež obnovljivega ogljika in delež obnovljivih virov sta po standardu ASTM D 6866 sinonima. Izraz

delež biomase pa pomeni masni delež biomase v primerjavi z masno materiala (CEN/TR

15932:2009).

http://en.european-bioplastics.org/

http://www.plastice.org/sl/faq/plastice-glossary-of-terms/#c103

http://www.plastice.org/sl/faq/plastice-glossary-of-terms/#c104

21

Biomaterial – material za medicinsko uporabo

Glej definicije Mednarodnega združenja za biomateriale: http://www.biomaterials.org/index.cfm.

Trajnost – splošni izraz ki opisuje okoljsko breme procesa in izdelka.

Obstajata dva pomembna vidika trajnosti. Ožji se osredotoča zgolj na uporabo materiala in

energetskih virov, širši pa upošteva še širok socialni aspekt in smatra da je trajnost sestavljena iz

ekonomske, socialne in okoljske trajnosti. Drugo definicijo se smatra kot manj precizno zaradi širine

določenih parametrov in kriterijev, medtem ko prva definicija temelji bolj na tehničnem vidiku. Trajnost

je najpogosteje opisana z definicijo ki se je pojavila na Rio konferenci o klimatskih spremembah:

Uporaba virov brez da bi prihodnjim generacijam kratili možnost da počnejo isto. (The use of

resources without jeopardizing the ability of future generation to do so as well.).

Druga definicija se osredotoča na materiale in obnovljivo energijo in jo je skoval R. Baum: V realnem

času na osnovi sonca. (Sun based in real time.). Bistvo obeh definicij je da trajnost ni združljiva z

dokončno in potratno porabo virov. Druga definicija priznava sonce kot edini vir energije (potreben

tudi na tvorbo biomase).

Osnovna orodja za ocenjevanje trajnosti so razporejena v štiri glavne kategorije:

Orodja za trajnostno upravljanje (GGP)

Metode in orodja za določanje okoljskih, ekonomskih in socialnih vplivov (LCA)

Orodja za okoljski management in certifikacijo (EMAS)

Orodja za trajnostno dizajn (ecodesign).

Trajnost se pogosto meri z uporabo LCA-ja (Ocene življenjskega cikla, Life Cycle Assessment),

sistematične in objektivne metode za ocenjevanje in določanje energijskih in okoljskih posledic in

potencialnih vplivov povezanih s produktom/postopkom/aktivnostjo skozi celoten življenjski cikel, od

pridobivanja surovin do uničenja (od zibelke do groba - "from cradle to grave"). LCA metoda od

zibelke do groba upošteva vse stopnje proizvodnega procesa kot povezane in soodvisne, kar

omogoča ocenjevanje skupnega/celotnega vpliva na okolje. Na mednarodnem nivoju je LCA

določena s standardoma ISO 14040 in ISO 14044. Ocena življenjskega cikla je glavno orodje za

vpeljavo "razmišljanja o življenjskem ciklu" (Life Cycle Thining – LCT). Razmišljanje o življenjskem ciklu

je osnovni kulturni pristop ker upošteva celotno proizvodno verigo in identificira izboljšave in inovacije,

ki jih lahko vpeljemo. Oceno življenjskega cikla je poznana tudi kot analiza življenjskega cikla,

okoljsko ravnovesje in analiza od zibelke do groba

OSNOVNO

Preprosto razlago ocene življenjskega cikla lahko podamo s sledečima primeroma. Trajnostni proces

je rečni tok, ki je v teoriji neusahljiv in bo trajal leta in leta. Primer netrajnostnega procesa pa je rudarstvo. Ko rudo odstranimo iz zemeljske skorje in jo uporabimo je trajno spremenjena in se več ne

bo pojavila.

http://www.biomaterials.org/index.cfm

22

Sources:

1. Plastics – The Facts 2010, European Plastics, 2010 http://www.plasticseurope.org/

documents/document/20101006091310-final_plasticsthefacts_28092010_lr.pdf

2. IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). Compiled

by A. D. McNaught and A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997).

XML on-line corrected version: http://goldbook.iupac.org (2006-) created by M. Nic,

J. Jirat, B. Kosata; updates compiled by A. Jenkins.

3. EN ISO 472 Plastics - Vocabulary

4. Technical report CEN/TR 15932: 2010 Plastics - Recommendation for terminology and

characterisation of biopolymers and bioplastics, European Committee for

Standardization, Brussels, March 24, 2010.

5. ASTM D883 - 11 Standard Terminology Relating to Plastics (including literature related

to plastics terminology in Appendix X1)

6. EN 13193:2000 Packaging – Packaging and the environment – Terminology

7. EN 13432:2000 Packaging - Requirements for packaging recoverable through

composting and biodegradation

8. EN 14995:2006 Plastics: Evaluation of compostability

9. Council of the European Union, Improving environmental policy instruments. Council

conclusions, Brussels, 21 December 2010.

http://www.plasticseurope.org/documents/document/20101006091310-final_plasticsthefacts_28092010_lr.pdf

http://www.plasticseurope.org/documents/document/20101006091310-final_plasticsthefacts_28092010_lr.pdf

http://goldbook.iupac.org/

23

PRILOGA—ŠTUDIJE PRIMERA

Postri, predstavljeni na tretji mednarodni PLASTiCE konferenci

PRIHODNOST BIOPLASTIKE

CS 1A — Testing of markers for easy identification of biodegradable plastics in the

waste stream (Testiranje markerjev za lažje prepoznavanje biorazgradljive

plastike v postopku obdelave odpadkov - masterbatchi)

CS 1B — Testing of markers for easy identification of biodegradable plastics in the

waste stream (Testiranje markerjev za lažje prepozanvanje biorazgradljive

plastike v postopku obdelave odpadkov - tiskanje)

CS 2B — Systematic approach for sustainable production for bioplastics - Composting

(Testiranje markerjev za lažje prepozanvanje biorazgradljive plastike v

postopku obdelave odpadkov - Kompostiranje)

CS 3 — Sustainable plastics materials in hygiene products (Trajnostni plastični

materiali v higienskih izdelkih)

CS 4&5 — Production of packaging for eggs made from BDPs (Proizvodnja embalaže za

jajca iz okoljsko biorazgradljive plastike)

CS 6A — Introduction of biodegradable plastics into drinking straw production

(Vpeljava biorazgradljive plastike v proizvodnjo slamic)

CS 6B — Introduction of biodegradable materials into production of twines for

agriculture (Vpeljava biorazgradljivih materialov v proizvodne procese.

Proizvodnja vrvi za kmetijstvo)

Innovative value chain developement for sustainable plastics in Central Europe

INTRODUCTION

Biodegradable plastics when properly disposed with organic waste are in appearance indistinguishable from non-degradable plastics. In some

processes they are excluded from the organic waste stream and are incinerated or landfilled. This completely annihilates the potential of biodegradable

plastics to be integrated in the natural material cycles. A solution is the introduction of a labelling method that is simple for application to different

compostable materials, simple for use in the waste management system and should be as specific as possible to avoid counterfeit products were tested.

PROCESS

CONCLUSION

Printing on biodegradable materials is feasible both in laboratory and industrial scale

The main risk is verification of the separation of biodegradable bags marked with markers from nonbiodegradable due to the to small amounts of

printed material to be tested in real situation of waste management.

When using dyes for marking biodegradable materials/products it is feasible to use existing technology and materials that are already available on

the market. This way we can solve the identification problem of biodegradable plastics in the waste management system and make sure that

compostable plastics do not end up in the landfills but are properly disposed.

UV marker printing should be no more than 48 hours after extrusion process for better print quality.

CS 1A—Testing of markers for easy identification of biodegradable plastics in the waste stream

U. Kropf1, S. Gorenc2, P. Horvat3, A. Kržan3

1Centre of excellence Polymer Materials and Technologies PoliMaT, Tehnoloski park 24, 100 Ljubljana 2Plasta production and trade, Kamnje 41, 8232 Šentrupert 3National Institute of Chemistry, Hajdrihova 19, 1000 Ljubljana

IR DYES

IR dyes are an attractive option since the IR spectral range is less occupied

than the UV spectral range. No commercial IR dye was directly available.

An IR pigment (100 g in total) that was turned into dye which was modified

several times in order to achieve the most suitable texture and adhesive

properties to be applied on the selected plastic materials—Bio PE and PLA.

As printing substrate two bioplastic materials (bioPE and PLA) in form of a

40 μm thick film on a roll were used. Both materials were treated with

corona on the surface to achieve better printing results.

PRINTING and DETECTION

Laboratory IGT printing was used to simulate flexography.

Printing on paper Printing on plastics

NO problems Very thin film—extension and twisting

Bad adhesion of the dye—issue solved with

modification of the dye

Figure 1 From top: 1) paper with

normal dye 2) paper with IR dye 3) PLA with

IR dye 4) PLA with normal dye 5) PE with

normal dye 6) PE with IR dye (paper be-

hind)

Under visible light different materials printed with different dyes have the

same appearance. Trouble with adhesiveness can be observed in Figure 1.

With an IR detector normal black dye is invisible and the IR black dye is

visible as black. Detection is possible with an IR camera.

IR spectrum of the print without IR dye and with IR dye on paper and PLA

film

Figure 2 IR reflection spectrums of the

paper samples. Through the entire UV the

sample is black (very low reflection), VIS

and NIR if the dye does not contain IR

pigment. With the addition of the pigment

one can observe no changes in UV or VIS

but a significant difference in IR where the

reflection increases.

UV DYES

A commercially available UV dye was tested.

SELECTION OF THE MATERIALS and PRODUCTION OF FILMS

Two materials certified as biodegradable were selected:

Ecovio F FILM EXP (supplier BASF AG) and Prismabio 91319 (supplier

FIPLAST srl). The total quantity of material used for testing, was approx.

600 kg. The transformation of materials was made from LDPE MFI 2 to

biodegradable material – without problems – only correction was

reduction of temperature profile to 150 °C. Prior to processing it was very

important to dry materials (3 hours at 55 °C to 60 °C). Films used for

production of UV marked biodegradable bags were prepared by the

blown film extrusion process on a mono-layer KUHNE line:

PRINTING and DETECTION

Flexography UV pr int ing was

performed on Kleine 2+2 equipment.

For UV printing it is possible to use

solvent or water based printing inks.

For the purposes of this study (part of

detection with UV ink) we have

decided to use solvent based printing

ink Termosac Rivelatore UV 012465,

manufacturer Colorprint srl. Printing did

not cause any additional problems.

Figure 5: Left: Control of print during flexoprinting. Right: UV photo of the Ecovio bag printed with UV marker.

Type of extruder Φ70 mm with 30D

Balloon diameter Max. 1600 mm

Type of screw low temperature screw

Die head Φ 250 mm with GAP 1,2 mm

Capacity up to 260 kg/h

Winder 2x Kolb 1800 mm

Thickness 7 - 40 μm Figure 3: Blown film extrusion

Figure 4: Blown film extrusion

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

25


INTRODUCTION

The case study concerned the testing of markers for biodegradable plastic products to improve the identification of biodegradable materials in the

municipal waste stream. A producer of biodegradable bags and a composting facility for biodegradable waste were involved. After selection of

commercially available markers, printing and identification tests were performed on plastic bags. The participants in the case study focused on the

development process of biodegradable plastic products with markers with the aim to verify viable solutions for future application. Cooperation between

the Centre of Polymer and Carbon Materials on the one hand and the Institute of Low Temperature and Structural Research Polish Academy of Sciences

and the Faculty of Environmental Engineering of the Wrocław University of Technology on the other hand, allowed to verify ava ilable solutions on the

market and to prepare masterbatches containing different types of markers. With the selected markers the company Bioerg performed coloration of

granulate for the preparation of labeled bags (MaterBi with 10% masterbatches, final content of marker 1%).

PROCESS

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

CS 1B—Testing of markers for easy identification of biodegradable plastics in the waste stream

M. Musioł, W. Sikorska, G. Adamus, M. Kowalczuk, J. Rydz, M. Sobota Polish Academy of Sciences, Centre of Polymer and Carbon Materials 34. M. C. Sklodowska St., 41-800 Zabrze, Poland


Three kinds of plastic bags (GP2, BP2, GP1) with different types

of masterbatches—exposition tests

In the next stage Bioerg produced labeled bags and delivered them to the

Centre of Polymer and Carbon Materials for composting tests under laboratory scale.

The laboratory degradation test of labeled bags no. B-P2 was

performed in Micro-Oxymax respirometer (COLUMBUS INSTRUMENTS S/N 110315), to

see the behaviour of the bags in laboratory compost. During the

incubation, the samples gradually disintegrated, however the particles were still able to

emit light. This is an important finding in case this kind of bags end up in regular waste

streams:

Respirometer Micro-Oxymax COLUMBUS INSTRUMENTS S/

N 110315 and composting tests at the laboratory scale

Testing of the segregation effectiveness was conducted at the Sorting and Composting Plant in

Zabrze. The labeled bags after UV irradiation were placed on the moving belt. After turning off the

lights, the waste stream was observed. The test showed that acceptable results could only be reached

under full dark room conditions, what is difficult to achieve in existing waste selection plants.

26


CONCLUSION

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

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

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

selection and final composting of such packaging.

CS 2B—Systemic approach for sustainable production for bioplastics - Composting

M. Musioł, W. Sikorska, G. Adamus, M. Kowalczuk, J. Rydz, M. Sobota Polish Academy of Sciences, Centre of Polymer and Carbon Materials 34. M. C. Sklodowska St., 41-800 Zabrze, Poland

INTRODUCTION

The international project PLASTiCE is devoted to the promotion of new

environmentally friendly and sustainable plastic solutions. The main goal of

this Project is elaboration a transnational roadmap for technology transfer

from science to biodegradable plastics industry based on a joint R&D

scheme. A roadmap for a transnational R&D scheme will allow companies

to enter much quicker into a technology transfer process in the future and to

relay on the expertise from a transnational team of researchers.

The communication present the results one of the case study 2B „Systemic

approach for sustainable production for bioplastics - Composting“, which

concerns mainly the selective organic waste collection and studies of the

biodegradation process of plastic packaging.

PROCESS

The idea behind the case study 2B is to set up a separate waste stream

process by way of delivering grocery shops and super markets

biodegradable waste bags (from Bioerg company) to select organic waste

at the source. The Społem chose two shops as a place for implementation

of this case study. Waste bins with the bags were installed near fruit and

vegetable departments. The super market staff disposed organic waste to

the bins. Waste was collected in the period 01.08 - 30.09.2012 with a

frequency of once a week. The total amount of collected waste was 1280

kg, this means an average of 640 kg of organic waste per month from two

stores. Next, the composting facility in Zabrze (A.S.A company) received

organic waste from the selected stores in order to perform composting

process.

The containers consisted approximately of 40% kitchen organic waste,

20% leaves, 20% branches and 20% grass. The conditions in container

were computer-controlled, which allowed to read the current temperature

of the process. [M. Musiol M; J. Rydz; W. Sikorska; P. Rychter; M.

Kowalczuk Pol. J. Chem. Tech. 2011, 13, 55]


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

packaging materials

27


INTRODUCTION

Hygiene products are mostly single use/disposable products and are therefore contributing to large amounts of plastic waste. A short market research

identified compostable tampon applicator, biodegradable surgical tweezers, blisters, diapers for children and elderly and also pet products as possible

bioplastics applications. According to market demand we have selected to perform test production of biodegradable tampon applicators and single use

surgical tweezers.

PROCESS

MATERIAL REQUIREMENTS

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

Within the EU tampons have to follow the European General Product Safety Directive 2001/95/EC on general product safety. The directive holds

manufacturers responsible for providing products that are safe to use. Article 2 of the directive sets requirements that need to be fulfilled for a product to

be recognized as safe (safe product). Technical and processing requirements: only few processing changes can be made.

SELECTION OF THE CS APPLICATIONS AND TEST PRODUCTIONS

Based on the market demand, material properties and molding requirements we have selected the following two applications: tampon applicator and

surgical tweezers.

CONCLUSION

The production of biodegradable tampon applicators and biodegradable tweezers was not fully successful, however is developed further. It is time

consuming to find the right material for production of specific hygiene/medical device products and the process must be taken case by case. Because

bioplastics have different processing properties some adjustments in the production process are necessary (time, pressure, molds, etc.).

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

consuming but feasible.

CS 3—Sustainable plastic materials in hygiene products

A. Zabret1, U. Kropf2, P. Horvat3, A. Kržan3,

1 Tosama, Vir, Šaranovičeva cesta 35, 1230 Domžale, Slovenia 2 Centre of excellence Polymer Materials and Technologies PoliMat, Tehnoloski park 24, 100 Ljubljana, Slovenia 3 National Institute of Chemistry, Hajdrihova 19, 1000 Ljubljana, Slovenia

TAMPON APPLICATORS

Tampon applicator is a simple tool for inserting a tampon into the human

body. A tampon applicator consists of two tubes, one bigger and one

smaller and is presented in the picture below. At the moment tampon

applicators are made from PE. The current market demand for tampons in

the EU is approximately 15-20 billion tampons per year.

TEST PRODUCTION OF TAMPON APPLICATORS

Tampon applicators are produced by injection molding. Technical

requirements are given according to processing limitations of the existing

production technique.

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

An acceptable

prototype on which

artificial ageing is

currently carried out.


SIMULATED COMPOSTING

Project partner 11 established a method for simulated composting of plastic materials described according to the standard EN 14806 “Packaging -

Preliminary evaluation of the disintegration of packaging materials under simulated composting conditions in a laboratory scale test.

Figure: Left: Glass reactors for determination of disintegration (one is full, three are empty – photo taken in the

middle of the preparation) Reactors are placed into large thermostatic chamber kept at 58 oC ± 2 oC. Total

capacity of the box is up to 15 reactors (more if smaller reactors are used). The box itself was custom made for

the intention of determination of disintegration within the PLASTiCE project. Right: Thermostatic chamber for

determination of disintegration of plastic materials in controlled laboratory conditions.

SURGICAL TWEEZERS

Tweezers are a useful and simple tool, used in medicine. We decided to

produce tweezers from a PHA-based material because they are resistant

to higher temperatures and would likely be suitable for steam sterilization.

TEST PRODUCTION OF TWEEZERS

Tweezers are produced with injection

molding. One injection cycle produces

16 tweezers and each cycle uses cca.

100 g of the material although the mass

of each tweezer is only 4.7 g; 25g of

the material goes for a massive sprue.

Processing temperature of PHA was

lower than the temperature for conven-

tional plastics. Also the overpressure at

the end of the extruder was lower (5X)

and the pressure profile in the extruder

is lower. The obtained tweezers were

well formed and had acceptable

performance.

ADDITIONAL PROCESSING OF THE TWEEZERS

Because tweezers used in medical applications need to be sterile we

tested how the water steam sterilization influences the products. Steam

sterilization negatively affected closing and torsion of the forceps and the

brittleness of the material increased. Other methods of sterilization might

be better suited for this material.

28


INTRODUCTION

This case study concerned the preparation of compostable material suitable for processing by blistering technology possessing the required mechanical

properties and acceptable price. The aim was to develop fully compostable packaging for eggs, serving as an example of successful application for

other companies that are not sure about benefits of these kind of applications.

CS 4 & 5— Production og packaging for eggs made from BDPs

Polymer Institute of the Slovak Academy of Sciences (Slovakia)

University of Technology in Bratislava,(Slovakia)

PROCESS

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

Twin-screw extruder for pellets preparation

Product prototypes

The four compositions were tested under laboratory conditions regarding

foil extrusion and consequent vacuum thermoforming. All compositions

showed good processability both in extrusion and in thermoforming of

6-pack egg packaging, similar to reference materials, namely polystyrene

(used nowadays) and polylactic acid (standard biodegradable material

supposed to be easily processed).

In the meanwhile an external company made a thorough economic

analysis (feasibility) of the production for three different kinds of packaging.

Thermoforming process study

CONCLUSIONS

Biodegradable material suitable for vacuum thermoforming was tested and

packaging for eggs has been produced under laboratory conditions. This

case study confirmed that industry and the research sector can overcome

specific challenges in the production process and that it is possible to

develop new biodegradable blends in a relative short period of time.


29


CS 6A—Introduction of biodegradable plastics into drinking straw production

P. Horvat1, A. Kržan1, U. Kropf2, M. Erzar3

1National Institute of Chemistry, Hajdrihova 19, 1000 Ljubljana 2Centre of excellence Polymer Materials and Technologies PoliMaT, Tehnoloski park 24, 100 Ljubljana

3 Pepiplast d.o.o., Cesta goriške fronte 46, 5290 Šempeter pri Gorici

INTRODUCTION

Drinking straws are disposable single-use products with a long history and although straws are small they result in a substantial amount of plastic waste

that is often dispersed in nature. Biodegradable plastic straws offer the same convenience as classic drinking straws with no or limited downside of the

plastic waste issue. With this CS we could ease the transition of drinking straw production from conventional materials to bioplastics.

PROCESS

CONCLUSION

From food contact testing results we can conclude that bioplastics can be used for food contact, important is that we take into consideration actual use

conditions and do not use all materials for all purposes.

Although the material was intended for production of straws some processing adjustments e.g. temperature, pressure, screw rotation, production speed,

etc. were necessary. Because production of straws from biodegradable materials is already well established elsewhere the producer of the material

could offer us the right material.

The implementation of biodegradable plastics into straw production was fast and simple because we had a partner with long history of production of

biodegradable straws. The company is also producing their own equipment for production of straws and knows how the machines are working and their

wealth of experiences was also one of the main reasons why this case study was concluded so quick.

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

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

FOOD CONTACT TESTING

Drinking straws are a product that is intended to come in contact with

foodstuff. Due to lack of information regarding overall migration from

bioplastics we tested several products made of bioplastics to see if they

are suitable for use in food contact applications.

We analyzed the overall migration of non-volatile substances from

bioplastic items such as packaging and utensils into aqueous food

simulants. The tested samples were commercially available products made

of polylactide (PLA) and thermoplastic starch (TPS). For all 7 tested items

and/or materials it can be expected that they may come in contact with

foodstuffs. Testing was performed according to the standard EN 1186 in a

laboratory accredited according to EN ISO/IEC 17025. Test methods for

overall migration into aqueous food simulants a) by article filling, b) by

total immersion, and c) by cell were used. The materials were exposed to

aqueous solutions simulating actual use conditions and up to three

migration cycles were performed. FT-IR spectroscopy was used for sample

characterization and for identification of migrated substances. Total

migration was quantified using the evaporation method.

Figure 1: Migration cell,

dismantled (left) and during the migration (right)

The migration of non-volatile substances from bioplastics was determined

by evaporation method. Overall migrations from all PLA samples and most

TPS samples was below the level of detection, only one overall migration

from TPS foil was above the legal limit but the product was not intended to

come in contact with foodstuff (bags).

PRODUCTION OF STRAWS

Conventional straws are made from PP and the plan was to replace PP

with a bio-based and biodegradable material which was already

prepared to be used for production of this specific product. The used

material was PLA based blend MaterBi CE01B.

In the conventional production the set-up of the system was well optimized

and the system was very stable. This is crucial since a very high throughput

(900 pcs/min) must be reached in order to have a sustainable production.

When switching to the bioplastics optimizing the new set-up of the system

was quite complicated. A number of times the system collapsed only one

step before it was set up. After suitable conditions were found the system

was stable.

The production temperatures were lower than for PP. The biggest

difference when comparing PP straws and straws made from bioplastics is

in mass (biodegradable is approx. 50 % heavier) but this could still be

improved. We also tested production of straws with hinges (knees) and

observed no problems.

Figure 2: Introduction of melt through the

cooling system and into the haul-off.

Figure 3: Left: The production line from the extruder to the haul-off (first

part) and the rotary cutter (second part) Middle: System for collection of

straws, Right: PepiPlast/PLASTiCE biodegradable straws


30


The company involved in the Case Study produces polypropylene twines for agricultural use and joined the Case Study with the intention to substitute the

polyolefin used for production with a biodegradable polymer.

Material change over time for twine production

Selection of the polymer

All materials taken into account as potential candidates were thoroughly characterized using a range of techniques (DSC, DMTA, TGA, TGA-MS, XRD,

SEM, FTIR, mechanical properties etc.), in order to allow final selection of the materials to be processed at the company’s p lant. Only two potential

candidates were selected for twine production, based on proven soil biodegradability and commercial availability:

Polyester (A)

Polyester Blend (B)

Twine processing trials and characterisation of the product

After some trials with Polymer A at the factory’s production line, where

problems with polymer film stretching after extrusion were experienced,

laboratory trials on a small-size extrusion machine (fig. 1) were carried out.

The results using Polymer A were encouraging and a demonstration twine

was produced (fig. 2). Mechanical properties of the thread were in the

range expected for the twine application! Polyester B didn’t provide good

results

CONCLUSION

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

production are:

Biodegradability in soil is a fundamental requirement

The material must stand the applied high draw ratio after the extrusion

The twine mechanical properties (strenght) must comply with application requirement

Price of new polymer is a crucial factor

CS 6B—Introduction of biodegradable materials into production of twines for agriculture

M. Scandola, I. Voevodina

University of Bologna, Chemistry Department “G. Ciamician”, Selmi 2. 40126 Bologna, Italy


Advantages of twines from biodegradable polymers for

agricultural applications:

Ploughing-in of soil-biodegradable twines after use instead of

collecting them from the field and disposing as waste

Improving the quality of the soil by using twines with added

fertilizers to be released in soil in a controlled manner

Main parameters considered in selection of biodegradable polymers for

their use in twine production:

biodegradation in soil

appropriate mechanical properties

acceptable price

Steps of the Case study:

analysis and selection of biodegradable polymers available in the

market

characterization of physico-chemical properties of selected

polymers

twine processing trials

characterization of the product

Simplified scheme of production line

for twines at the company site

Figure 1 Figure 2

31

Plastika je sopotnik modernega življenja s katerim imamo ambivalenten odnos: radi imamo

udobje, ki nam ga plastika ponuja vendar je ne maramo ker onesnažuje naše okolje.

Bioplastika, nova razvita vrsta plastike, je biorazgradljiva in/ali bioosnovana in tako bolj

trajnostna. PLASTiCE spodbuja skupni raziskovalni program, ki predstavlja proizvajalcem in

predelovalcem možnosti novih vrst plastike, hkrati pa pripravlja načrt ukrepov, ki bodo

vodili do komercializacije novih vrst plastike.

Boljša plastika proizvaja manj odpadkov

www.plastice.org

naČrt delovanja od znanosti do inovacij v vrednostni … · 2019-12-14 · 4 1. plastice projekt...

Documents