바이오플라스틱은 석유와 같은 재생 불가능한 자원이 아닌 식물, 해조류, 옥수수 전분, 사탕수수와 같은 재생 가능한 자원으로 생산되는 플라스틱 소재입니다. 생분해성과 퇴비화가 가능하기 때문에 기존 플라스틱보다 지속 가능하고 환경 친화적인 대안입니다.
PLA(폴리락틱산), PHA(폴리하이드록시알카노에이트), PBS(폴리부틸렌 숙시네이트), PCL(폴리카프로락톤) 등 여러 유형의 바이오플라스틱이 있으며, 각각 고유한 특성과 용도를 가지고 있습니다.
바이오플라스틱의 장점은 재생 불가능한 자원에 대한 의존도 감소, 온실가스 배출 감소, 생분해성 및 퇴비화 가능성, 그리고 재활용 가능성입니다. 그러나 기존 플라스틱에 비해 높은 가격, 특정 분해 조건 필요, 그리고 식량 생산과의 경쟁 등 몇 가지 단점도 있습니다.
간단히 말해, 바이오플라스틱은 기존 플라스틱이 환경에 미치는 영향을 줄일 수 있는 유망한 대안이지만, 비용, 재활용 인프라, 시장 수용 측면에서 여전히 어려움에 직면해 있습니다.
바이오플라스틱 생산 공정: 이 생분해성 소재가 어떻게 만들어지는지 알아보세요.
O 생산 과정 내부 바이오 플라스틱 원산지 원자재의 사용을 포함합니다 생물학적옥수수 전분, 사탕수수, 카사바 등과 같은 원료는 다음과 같은 공정을 거칩니다. 발효 폴리머를 얻은 후 압출, 사출 또는 성형과 같은 기술을 통해 플라스틱으로 변환합니다.
Os 바이오 플라스틱 PLA(폴리락틱산), PHA(폴리하이드록시알카노에이트) 등 다양한 유형으로 구분할 수 있습니다. 바이오 플라스틱 전분. 각 유형은 용도와 특성을 결정하는 고유한 특성을 가지고 있습니다. 예를 들어, PLA는 적절한 조건에서 생분해되는 것으로 알려져 있으며, PHA는 높은 강도와 내구성을 자랑합니다.
사이에 혜택 내부 바이오 플라스틱재생 가능한 원료, 생분해성, 그리고 기존 화석 기반 플라스틱에 비해 낮은 환경 영향이 두드러집니다. 하지만 모든 플라스틱이 바이오 플라스틱 완전히 생분해되고 퇴비화될 수 있기 때문에 혼란을 야기하고 환경에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
한편, 단점 내부 바이오 플라스틱 기존 플라스틱에 비해 생산 비용이 높고, 퇴비화와 재활용을 위한 적절한 인프라가 필요하며, 농산물 원료를 사용하므로 식량 생산과의 경쟁이 불가피합니다.
그들의에도 불구하고 혜택 환경, 바이오 플라스틱 여전히 경제적 실행 가능성과 재활용 물류 측면에서 어려움에 직면해 있습니다.
현재 시중에서 판매되는 다양한 종류의 바이오플라스틱에 대해 알아보세요.
바이오플라스틱은 옥수수 전분, 사탕수수, 카사바 등 재생 가능한 자원으로 생산되는 소재입니다. 석유에서 추출한 기존 플라스틱보다 더욱 지속 가능한 대안입니다. 현재 시중에는 다양한 종류의 바이오플라스틱이 출시되어 있으며, 각 플라스틱은 고유한 특성과 용도를 가지고 있습니다.
가장 일반적인 바이오 플라스틱 중 하나는 옥수수 전분으로 만든 PLA(폴리락틱산)입니다. PLA는 생분해성이 있어 포장재, 일회용 식기, 심지어 3D 프린팅 부품에도 사용할 수 있습니다. 또 다른 바이오 플라스틱으로는 박테리아에 의해 생성되는 PHA(폴리하이드록시알카노에이트)가 있으며, 완전히 생분해됩니다. PHA는 포장재, 화장품, 심지어 의료기기에도 사용됩니다.
또한, 사탕수수로 만든 바이오 플라스틱인 그린 폴리에틸렌도 있습니다. 이 소재는 기존 폴리에틸렌과 동일한 특성을 지니면서도 더욱 지속가능한 방식으로 생산됩니다. 카사바 바이오 플라스틱은 생분해성이 뛰어나 유연 포장재와 플라스틱 필름에 사용할 수 있습니다.
바이오플라스틱의 장점은 재생 불가능한 자원에 대한 의존도 감소, 온실가스 배출량 감소, 그리고 재활용 가능성입니다. 그러나 대규모 생산의 경제적 타당성, 적절한 재활용 인프라 구축 등 극복해야 할 과제들이 여전히 남아 있습니다.
오늘날 시중에 판매되는 다양한 유형을 아는 것은 미래에 더 지속 가능한 재료를 선택하는 데 도움이 될 수 있습니다. 보다 순환적이고 지속 가능한 경제를 촉진하기 위해서는 이 분야의 혁신과 발전을 인식하는 것이 중요합니다.
기존 플라스틱에 비해 바이오플라스틱의 주요 장점은 무엇입니까?
바이오플라스틱은 옥수수 전분, 사탕수수, 심지어 해초와 같은 재생 가능한 원료로 만들어지는 기존 플라스틱의 지속 가능한 대안입니다. 바이오플라스틱의 가장 큰 장점은 생분해성입니다. 기존 플라스틱은 분해되는 데 수백 년이 걸리는 반면, 바이오플라스틱은 더 빠르고 자연스럽게 분해되어 환경 오염을 줄이는 데 기여합니다.
더욱이, 바이오플라스틱은 지속가능한 재배가 가능한 천연 자원에서 생산되기 때문에 석유와 같은 재생 불가능한 자원에 대한 의존도를 줄이는 데 도움이 됩니다. 즉, 바이오플라스틱 생산은 화석 연료의 추출 및 가공을 포함하는 기존 플라스틱 생산에 비해 환경에 미치는 영향이 적습니다.
바이오플라스틱의 또 다른 장점은 다재다능함으로, 포장재부터 자동차 부품까지 다양한 용도로 사용할 수 있다는 것입니다. 또한, 바이오플라스틱은 강도와 내구성 등 기존 플라스틱과 동일한 물리적 특성을 가지고 있어 다양한 제품에서 기존 플라스틱을 대체할 수 있는 유력한 대안입니다.
바이오플라스틱의 장점에도 불구하고, 기존 플라스틱에 비해 생산 비용이 높다는 단점도 있어 널리 보급되는 데 걸림돌이 될 수 있습니다. 더욱이, 바이오플라스틱 수거 및 재활용을 위한 적절한 인프라가 부족하여 환경 오염 감소 효과가 제한될 수 있습니다.
그러나 전통적인 플라스틱으로 인한 환경 영향을 줄이기 위해서는 적절한 기술과 인프라에 투자하여 대규모 생산과 사용을 촉진하는 것이 필요합니다.
생분해성 재료의 장단점: 장점과 단점을 이해하세요.
생분해성 소재는 환경에서 자연적으로 분해되어 환경에 미치는 영향을 최소화하기 때문에 기존 플라스틱에 대한 지속 가능한 대안입니다. 하지만 이러한 소재의 장단점을 더 잘 이해하기 위해서는 각 소재의 장단점을 이해하는 것이 중요합니다.
바이오플라스틱: 생산 방법, 유형, 장점, 단점
바이오플라스틱은 옥수수 전분, 사탕수수, 식물성 기름과 같은 재생 가능한 원료로 만들어집니다. PLA(폴리락틱산)와 PHA(폴리하이드록시알카노에이트) 등 다양한 종류의 바이오플라스틱이 있으며, 각 플라스틱은 고유한 특성과 용도를 가지고 있습니다.
바이오플라스틱의 주요 장점 중 하나는 생분해성입니다. 즉, 환경에서 더 쉽게 분해되어 기존 플라스틱으로 인한 오염을 줄일 수 있습니다. 또한, 바이오플라스틱은 화석 자원에 대한 의존도가 낮아 온실가스 배출 감축에도 기여합니다.
그러나 바이오플라스틱에는 몇 가지 단점도 있습니다. 주요 과제 중 하나는 기계적 강도가 낮아 내구성과 저항성이 요구되는 제품에 적용하기 어렵다는 점입니다. 더욱이, 바이오플라스틱 생산 비용은 기존 플라스틱보다 여전히 높아 널리 보급되는 데 걸림돌이 될 수 있습니다.
기술의 발전과 지속 가능성의 중요성에 대한 인식으로 인해 바이오플라스틱은 기존 플라스틱에 대한 실행 가능하고 효과적인 대안이 될 것으로 기대됩니다.
바이오플라스틱: 생산 방법, 유형, 장점, 단점
Os 바이오 플라스틱 석유화학 또는 바이오매스에서 유래한 생분해성 가단성 폴리머 기반 소재입니다. 석유에서 합성된 기존 플라스틱과 마찬가지로, 이러한 플라스틱은 성형을 통해 다양한 제품을 생산할 수 있습니다.
바이오플라스틱은 그 기원에 따라 바이오매스(바이오 기반) 또는 석유화학 제품에서 얻을 수 있습니다. 반대로, 분해 속도에 따라 생분해성 플라스틱과 비생분해성 플라스틱으로 구분됩니다.
바이오플라스틱의 부상은 기존 플라스틱이 바다와 매립지에 분해되지 않는 플라스틱이 축적되는 등의 단점을 해결하고자 하는 노력에서 비롯되었습니다.
반면, 기존 플라스틱은 탄소 발자국이 크고 독성 원소 함량이 높습니다. 반면, 바이오 플라스틱은 독성 원소를 생성하지 않고 일반적으로 생분해 및 재활용이 가능하다는 여러 가지 장점이 있습니다.
바이오플라스틱의 주요 단점 중 하나는 높은 생산 비용과 낮은 내구성입니다. 더욱이, 사용되는 원료 중 일부는 잠재적으로 식품 등급이 될 수 있어 경제적, 윤리적 문제를 야기합니다.
생분해성 플라스틱 제품의 예로는 생분해성 가방, 자동차 부품, 휴대전화 등이 있습니다.
바이오플라스틱의 특성
바이오플라스틱의 경제적, 환경적 중요성
최근 들어 생분해성이 있는 재생 가능한 원료를 이용한 플라스틱 생산에 대한 과학적, 산업적 관심이 높아지고 있습니다.
석유 플라스틱으로 인한 심각한 환경 피해에 대한 인식이 높아지면서 전 세계의 석유 매장량이 고갈되고 있기 때문입니다.
글로벌 시장에서 플라스틱에 대한 수요가 증가함에 따라 생분해성 플라스틱에 대한 수요도 증가하고 있습니다.
생분해성
생분해성 바이오플라스틱 폐기물은 유기 폐기물처럼 빠르게 분해되어 오염을 유발하지 않으므로 처리할 수 있습니다. 예를 들어, 생물학적 과정을 통해 자연적으로 재활용되므로 퇴비 토양 개량제로 사용할 수 있습니다.
바이오플라스틱의 한계
생분해성 바이오플라스틱의 제조는 바이오플라스틱이 석유플라스틱보다 특성이 떨어지고, 그 응용 분야가 성장하고 있지만 제한적이기 때문에 큰 어려움에 직면해 있습니다.
바이오플라스틱의 특성 개선
바이오플라스틱의 특성을 개선하기 위해, 화학적 공정을 통해 변형된 탄소나노튜브와 천연섬유 등 다양한 첨가제가 첨가된 바이오폴리머 혼합물이 개발되고 있습니다.
일반적으로 바이오플라스틱에 첨가되는 첨가제는 다음과 같은 특성을 개선합니다.
- 강성과 기계적 저항성.
- 가스 및 물 차단 특성.
- 내열성 및 열안정성.
이러한 특성은 화학적 제조 및 가공 방법을 통해 바이오플라스틱으로 구현될 수 있습니다.
바이오플라스틱은 어떻게 생산되나요?
-약력
바이오플라스틱은 석유에서 추출한 기존 합성 플라스틱보다 오래전부터 존재했습니다. 식물이나 동물성 원료로 만든 폴리머를 사용하여 플라스틱을 생산하기 시작한 것은 18세기 천연 고무(Hevea brasiliensis 라텍스)를 사용한 데서 시작되었습니다.
최초의 바이오플라스틱은 1869년 존 웨슬리 하이엇 주니어가 개발했는데, 그는 상아 대체재로 면 셀룰로스를 원료로 한 플라스틱을 생산했습니다. 더 나아가, XNUMX세기 후반에는 우유 카제인을 이용하여 바이오플라스틱을 생산했습니다.
40년대, 포드는 자동차 부품 생산에 식물성 원료를 사용하는 것의 대안을 모색했습니다. 이러한 연구는 전시 철강 사용 제한 조치에 의해 촉진되었습니다.
그 결과, 1941년 회사는 콩 유래 성분을 주재료로 한 차체 모델을 개발했습니다. 그러나 전쟁이 끝난 후 이 계획은 중단되었습니다.
1947년, 최초의 산업용 바이오 플라스틱인 폴리아미드 11(Rilsan 상표)이 생산되었습니다. 이후 1990년대에는 PLA(폴리락틱산), PHA(폴리하이드록시알카노에이트), 그리고 가소화 전분이 등장했습니다.
-원료
바이오 기반 바이오플라스틱은 식물 바이오매스로부터 생산됩니다. 바이오 기반 원료의 세 가지 주요 공급원은 다음과 같습니다.
바이오매스로부터 얻은 천연 폴리머
전분이나 당과 같이 식물에서 직접 생산되는 천연 고분자를 사용할 수 있습니다. 예를 들어, "감자 플라스틱"은 감자 전분으로 만든 생분해성 바이오 플라스틱입니다.
바이오매스 단량체로부터 합성된 폴리머
두 번째 대안은 식물이나 동물에서 추출한 단량체로부터 중합체를 합성하는 것입니다. 이 방법의 차이점은 중간 단계의 화학 합성이 필요하다는 것입니다.
예를 들어, 바이오 PE 또는 녹색 폴리에틸렌은 사탕수수에서 얻은 에탄올로 생산됩니다.
바이오플라스틱은 달걀껍질 단백질인 글리코사미노글리칸(GAG)과 같은 동물성 원료로도 생산될 수 있습니다. 이 단백질의 장점은 더 강한 바이오플라스틱을 만들 수 있다는 것입니다.
박테리아 배양을 기반으로 한 생명공학
바이오플라스틱용 폴리머를 생산하는 또 다른 방법은 박테리아 배양을 이용한 생명공학입니다. 이러한 방식으로 많은 박테리아가 추출 및 가공 가능한 폴리머를 합성하고 저장합니다.
이를 위해, 적절한 배양 배지에서 박테리아를 대량으로 배양한 후 특정 중합체를 정제하는 과정을 거칩니다. 예를 들어, PHA(폴리하이드록시알카노에이트)는 탄소가 풍부하고 질소나 인이 없는 환경에서 자라는 다양한 박테리아 속에 의해 합성됩니다.
박테리아는 세포질에 과립 형태로 중합체를 저장하며, 이 과립은 박테리아 덩어리를 가공하여 추출합니다. 또 다른 예로는 식물 잔여물에서 얻은 당을 섭취한 박테리아에서 얻는 PHBV(폴리하이드록시부틸 발베르레이트)가 있습니다.
이런 방식으로 얻은 바이오플라스틱의 주요 한계는 주로 필요한 배양 배지로 인해 생산 비용이 높다는 것입니다.
천연고분자와 생명공학고분자의 결합
오하이오 대학은 천연고무와 PHBV 바이오플라스틱, 유기 과산화물, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA)를 결합하여 매우 강력한 바이오플라스틱을 개발했습니다.
-생산 과정
바이오플라스틱은 원료와 원하는 특성에 따라 다양한 공정을 통해 생산됩니다. 바이오플라스틱은 기초 공정부터 보다 복잡한 산업 공정까지 다양한 방법으로 생산될 수 있습니다.
Processo básico
전분이나 옥수수 전분, 감자 전분과 같은 천연 중합체의 경우에는 요리와 성형이 가능합니다.
따라서 바이오플라스틱을 만드는 기본적인 방법은 옥수수 전분이나 감자 전분을 물에 섞어 글리세린을 첨가하는 것입니다. 이 혼합물을 걸쭉해질 때까지 가열하고, 성형한 후 건조합니다.
중간 복잡도 프로세스
바이오매스 단량체로부터 합성된 폴리머로 생산된 바이오플라스틱의 경우, 공정은 조금 더 복잡합니다.
예를 들어, 사탕수수 에탄올에서 얻은 Bio-PE는 여러 단계를 거쳐야 합니다. 첫 번째 단계는 사탕수수에서 당을 추출하여 발효와 증류를 통해 에탄올을 얻는 것입니다.
에탄올은 탈수 과정을 거쳐 에틸렌이 생성되고, 이 에틸렌은 중합 과정을 거쳐 최종적으로 열성형기를 통해 제작됩니다.
복잡하고 비용이 많이 드는 프로세스
생명공학을 통해 얻은 폴리머로 생산되는 바이오플라스틱은 복잡성과 비용이 증가합니다. 이는 박테리아 배양이 필요하기 때문에 특정 배양 배지와 성장 조건이 필요하기 때문입니다.
이 과정은 특정 박테리아가 체내에 저장할 수 있는 천연 중합체를 생성한다는 사실에 기반합니다. 따라서 적절한 영양 성분을 사용하여 이러한 미생물을 배양하고 가공하여 중합체를 추출합니다.
바이오플라스틱은 다음과 같은 일부 조류로도 만들어질 수 있습니다. 보트로코쿠스 브라우니 이 미세조류는 탄화수소를 생산하고 심지어 환경으로 배출할 수도 있으며, 이를 통해 연료나 바이오플라스틱을 얻을 수 있습니다.
- 바이오플라스틱 제품 제조
기본 원리는 이 화합물의 가소성 덕분에 압력과 열을 가하여 물체를 성형하는 것입니다. 가공에는 압출, 사출 성형, 사출 블로우 성형, 프리폼 블로우 성형, 열성형, 그리고 최종적으로 냉각이 포함됩니다.
유형
바이오플라스틱을 분류하는 데는 여러 가지 접근 방식이 있으며, 이러한 접근 방식에는 논란의 여지가 있습니다. 어떤 경우든, 다양한 유형을 정의하는 데 사용되는 기준은 원산지와 분해 수준입니다.
-기원
일반적인 접근 방식에 따르면, 바이오플라스틱은 그 기원에 따라 바이오 기반 또는 비바이오 기반으로 분류할 수 있습니다. 첫 번째 경우, 폴리머는 식물, 동물 또는 박테리아 바이오매스에서 얻어지므로 재생 가능한 자원입니다.
반면, 비바이오 기반 바이오플라스틱은 석유에서 합성된 폴리머로 생산됩니다. 그러나 재생 불가능한 자원이기 때문에 일부 전문가들은 이를 바이오플라스틱으로 취급해서는 안 된다고 생각합니다.
분해 수준
분해 속도 측면에서 바이오플라스틱은 생분해성 또는 비생분해성으로 분류됩니다. 생분해성 플라스틱은 적절한 조건에 노출되면 비교적 짧은 시간(며칠에서 몇 달) 내에 분해됩니다.
반면, 생분해되지 않는 바이오플라스틱은 기존의 석유화학 기반 플라스틱과 유사하게 거동합니다. 이 경우 분해 시간은 수십 년 또는 심지어 수백 년으로 측정됩니다.
이 기준과 관련해서는 논란이 있는데, 일부 학자들은 진정한 바이오플라스틱은 생분해성이어야 한다고 생각하기 때문이다.
-원래의 생분해성
이전 두 가지 기준(원산지와 분해 수준)을 결합하면 바이오플라스틱은 세 가지 그룹으로 분류될 수 있습니다.
- 재생 가능한(생물 기반) 생분해성 원료로 만들어졌습니다.
- 재생 가능(생물 기반)하지만 생분해되지 않는 원료에서 얻은 것입니다.
- 석유화학 원료로부터 얻어졌지만 생분해성이 있습니다.
폴리머를 바이오플라스틱으로 간주하려면 이 세 가지 조합 중 하나를 삽입해야 한다는 점을 강조하는 것이 중요합니다.
생물 기반-생분해성
생분해성 바이오플라스틱에는 폴리락틱산(PLA)과 폴리하이드록시알카노에이트(PHA)가 있습니다. PLA는 가장 널리 사용되는 바이오플라스틱 중 하나이며, 주로 옥수수에서 추출됩니다.
이 바이오플라스틱은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, 기존 폴리에스터 유형 플라스틱)와 유사한 특성을 가지고 있지만 고온에 대한 내구성은 낮습니다.
PHA는 구성되는 특정 폴리머에 따라 다양한 특성을 지닙니다. PHA는 식물 세포에서 추출하거나 생명공학적으로 박테리아 배양액에서 추출합니다.
이러한 바이오플라스틱은 가공 조건에 매우 민감하며, 비용은 기존 플라스틱보다 최대 10배 더 높습니다.
이 범주에 속하는 또 다른 예로는 식물 잔류물에서 얻은 PHBV(폴리하이드록시부틸발베레이트)가 있습니다.
비생분해성 바이오 기반
이 그룹에는 기존 폴리에틸렌과 유사한 특성을 가진 바이오 폴리에틸렌(BIO-PE)이 있습니다. 바이오 PET는 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 유사한 특성을 가지고 있습니다.
두 바이오플라스틱은 일반적으로 사탕수수를 원료로 하여 바이오에탄올을 중간체로 사용하여 제조됩니다.
뛰어난 열 절연 특성을 지닌 재활용 가능한 바이오 플라스틱인 바이오폴리아미드(PA)도 이 범주에 속합니다.
-생분해성 없음
생분해성은 사용된 원료의 종류가 아니라 폴리머의 화학 구조에 따라 달라집니다. 따라서 생분해성 플라스틱은 적절한 가공 과정을 통해 석유에서 얻을 수 있습니다.
이러한 유형의 바이오플라스틱의 한 예로 폴리우레탄 제조에 사용되는 폴리카프로락톤(PCL)이 있습니다. 이는 석유 유도체와 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS)를 원료로 하여 만든 바이오플라스틱입니다.
장점
그들은 생분해성입니다
모든 바이오플라스틱이 생분해되는 것은 아니지만, 많은 사람들에게 이는 바이오플라스틱의 근본적인 특성입니다. 실제로 이러한 특성에 대한 연구는 바이오플라스틱 붐을 일으키는 근본적인 원동력 중 하나입니다.
기존의 석유 기반 비생분해성 플라스틱은 분해되는 데 수백 년에서 수천 년이 걸립니다. 이는 매립지와 바다가 플라스틱으로 가득 차는 심각한 문제를 야기합니다.
그러므로 생분해성은 매우 중요한 장점입니다. 이러한 재료는 몇 주, 몇 달 또는 몇 년 안에 분해될 수 있기 때문입니다.
그들은 환경을 오염시키지 않습니다
바이오플라스틱은 생분해성 소재이기 때문에 더 이상 폐기물로 공간을 차지하지 않습니다. 게다가, 대부분의 경우 환경으로 유출될 수 있는 독성 물질을 포함하지 않는다는 추가적인 이점도 있습니다.
그들은 탄소 발자국이 더 작습니다
바이오플라스틱은 생산 과정과 분해 과정에서 기존 플라스틱보다 이산화탄소를 적게 배출합니다. 많은 경우 메탄을 전혀 배출하지 않거나 매우 적게 배출하기 때문에 온실 효과에 미치는 영향이 거의 없습니다.
예를 들어, 사탕수수 에탄올에서 얻은 바이오플라스틱은 석유 유래 제품에 비해 CO2 배출량을 최대 75%까지 줄입니다.
음식과 음료를 운반하는 것이 더 안전합니다
일반적으로 바이오플라스틱의 제조 및 구성에는 독성 물질이 사용되지 않습니다. 따라서 바이오플라스틱에 함유된 식품이나 음료의 오염 위험이 낮습니다.
다이옥신이나 기타 오염 물질을 생성할 수 있는 기존 플라스틱과 달리, 바이오 기반 바이오 플라스틱은 무해합니다.
단점
단점은 주로 사용되는 바이오플라스틱의 종류와 관련이 있습니다. 그중에서도 다음과 같은 단점이 있습니다.
최소 저항
기존 플라스틱에 비해 대부분의 바이오플라스틱이 가진 한 가지 한계는 강도가 낮다는 것입니다. 그러나 이러한 특성은 생분해성과 관련이 있습니다.
더 높은 비용
어떤 경우에는 바이오플라스틱을 생산하는 데 사용되는 원자재가 석유보다 더 비쌉니다.
반면, 일부 바이오플라스틱 생산에는 더 높은 가공 비용이 수반됩니다. 특히 박테리아 대량 배양을 포함한 생명공학적 공정을 통해 생산되는 바이오플라스틱의 경우 생산 비용이 더욱 높습니다.
갈등을 이용하다
식품 원료로 생산되는 바이오플라스틱은 인간의 식량 수요와 경쟁합니다. 따라서 바이오플라스틱 생산에 작물을 사용하는 것이 더 수익성이 높기 때문에, 해당 작물은 식량 생산 과정에서 제외됩니다.
그러나 이러한 단점은 먹을 수 없는 폐기물에서 얻은 바이오플라스틱에는 적용되지 않습니다. 이러한 폐기물에는 작물 잔류물, 먹을 수 없는 해조류, 리그닌, 달걀 껍질, 바닷가재 외골격 등이 포함됩니다.
재활용하기 쉽지 않습니다
PLA 바이오플라스틱은 기존 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 플라스틱과 매우 유사하지만 재활용이 불가능합니다. 따라서 두 종류의 플라스틱을 재활용 용기에 섞어 담으면 내용물을 재활용할 수 없습니다.
이와 관련하여 PLA 사용 증가로 인해 플라스틱 재활용을 위한 기존 노력이 훼손될 수 있다는 우려가 제기되고 있습니다.
바이오플라스틱으로 생산된 제품의 예와 활용
일회용품 또는 폐기 가능한 물건
가장 많은 폐기물을 발생시키는 품목은 패스트푸드점에서 사용하는 용기, 포장재, 접시와 수저, 그리고 쇼핑백입니다. 따라서 생분해성 바이오플라스틱은 이 분야에서 중요한 역할을 합니다.
따라서 폐기물 감축을 목표로 여러 바이오플라스틱 제품이 개발되었습니다. BASF의 Ecovio로 만든 생분해성 봉지와 스페인 Safiplast에서 옥수수에서 추출한 PLA로 만든 플라스틱 병이 그 예입니다.
물 캡슐
오호(Ooho)라는 회사는 기존 병 대신 생분해성 해조류 캡슐에 물을 채웠습니다. 이 혁신적이고 성공적인 방식은 이미 런던 마라톤에서 시험되었습니다.
농업
딸기와 같은 일부 작물에서는 잡초 방제 및 서리 방지를 위해 토양을 비닐 시트로 덮는 것이 일반적입니다. 이러한 맥락에서, Agrobiofilm과 같은 바이오플라스틱 충전재가 기존 플라스틱을 대체하기 위해 개발되었습니다.
- 내구성 있는 애플리케이션을 위한 객체
바이오플라스틱은 일회용품에만 국한되지 않고 내구성이 더 뛰어난 제품에도 사용될 수 있습니다. 예를 들어, 조이 비 오가닉(Zoë b Organic)이라는 회사는 해변 장난감을 생산합니다.
복잡한 장비 구성 요소
토요타는 에어컨 부품 및 제어판과 같은 일부 자동차 부품에 바이오 플라스틱을 사용합니다. 이를 위해 Bio-PET와 PLA와 같은 바이오 플라스틱을 사용합니다.
후지쯔는 바이오 플라스틱을 사용하여 컴퓨터 마우스와 키보드 부품을 생산하고 있으며, 삼성은 바이오 플라스틱을 주원료로 사용한 휴대폰 케이스를 생산하고 있습니다.
- 건설 및 토목 공학
전분 바이오플라스틱은 건축 자재로 사용되었고 나노섬유 강화 바이오플라스틱은 전기 설비에 사용되었습니다.
또한, 이들은 생산에 사용되었습니다. 바이오플라스틱 목재 가구의 경우, 나무를 먹는 곤충의 공격을 받지 않으며 습기로 인해 썩지 않습니다.
제약 응용 분야
서서히 방출되는 약물과 약물 운반체를 담은 캡슐은 바이오플라스틱으로 만들어집니다. 이를 통해 약물의 생체이용률(환자가 특정 시간에 투여받는 용량)을 시간 경과에 따라 조절할 수 있습니다.
Aplicações médicas
임플란트, 조직 공학, 상처 보호용 키틴 및 키토산 바이오 플라스틱, 뼈 조직 공학 및 인간 피부 재생에 적용 가능한 셀룰로오스 바이오 플라스틱이 제조되었습니다.
셀룰로오스 바이오플라스틱은 바이오센서용으로 제조되었고, 치과 임플란트 제조를 위한 하이드록시아파타이트와의 혼합물, 카테터용 바이오플라스틱 섬유 등이 있습니다.
-항공, 해상 및 육상 운송 및 산업
식물성 오일을 기반으로 한 단단한 폼(바이오플라스틱)은 산업 및 운송 장치, 자동차 부품, 항공우주 부품에 사용되었습니다.
휴대폰, 컴퓨터, 오디오 및 비디오 장치의 전자 부품도 바이오플라스틱으로 생산되었습니다.
-농업
물을 흡수하고 유지하며 천천히 방출할 수 있는 바이오플라스틱 하이드로젤은 경작지 토양을 보호하는 덮개로 유용하며, 토양의 수분을 유지하고 건조한 지역과 강수량이 적은 기간에 농작물 성장을 촉진합니다.
참조
- Álvarez da Silva L (2016). 바이오플라스틱: 폴리하이드록시알카노에이트의 생산 및 응용. 세비야 대학교 약학부. 약학 학사 학위, 36쪽.
- Bezirhan-Arikan E 및 H Duygu-Ozsoy (2015). 바이오플라스틱 연구: 고찰. 토목 및 건축 저널 9: 188-192. De Almeida A, JA Ruiz, NI López 및 MJ Pettinari (2004). 바이오플라스틱: 생태적 대안. Live Chemistry, 3(3): 122-133.
- 엘-카디 S(2010). 저비용 원료를 이용한 바이오플라스틱 생산. ISBN 9783639263725; VDM Verlag Dr. Müller Publishing, 베를린, 독일. 145쪽.
- Labeaga-Viteri A (2018). 생분해성 고분자. 중요성 및 잠재적 응용 분야. 국립 원격교육대학교. 과학부, 무기화학 및 화학공학과. 화학과학기술 석사. 50쪽.
- Ruiz-Hitzky E, FM Fernandes, MM Reddy, S Vivekanandhan, M Misra, SK Bhatia, AK Mohanty (2013). 바이오 기반 플라스틱 및 바이오나노복합소재: 현재 상황과 미래 기회. Prog. Polym. Sci. 38: 1653–1689.
- Satish K (2017). 바이오플라스틱 - 분류, 생산 및 잠재적 식품 활용. Journal of Hill Agriculture 8: 118-129.