Tradycyjne materiały opakowaniowe produktów kosmetycznych są wykonane z tworzyw sztucznych pochodzenia petrochemicznego (np. polietylen PE, polistyren PS). Surowce do ich produkcji pozyskuje się z ropy naftowej. Ograniczone jej zasoby, problem składowania i utylizacji plastików, naciski na zastępowanie tworzyw sztucznych materiałami przyjaznymi dla środowiska oraz przepisy prawne przyczyniły się do rozwoju badań nad materiałami o właściwościach biodegradowalnych.

Opakowania biodegradowalne mogą być z powodzeniem stosowane w przemyśle kosmetycznym jako opakowania kremów, żeli do kąpieli, szamponów i innych środków myjących. W przypadku pakowania kosmetyków od materiału opakowaniowego wymagana jest wysoka bariera na aromaty oraz odporność na oleiste, tłuste i wilgotne substancje, co ma na celu wydłużenie okresu trwałości zapakowanych produktów.

Polimery biodegradowalne

Polimery biodegradowalne otrzymywane z surowców odnawialnych są często nazywane polimerami podwójnie zielonymi, gdyż są zarówno biodegradowalne, jak i otrzymywane z surowców odnawialnych. Te materiały są termoplastami, które można przetwarzać takimi samymi metodami jak polimery syntetyczne. Cechują się dobrymi właściwościami fizykomechanicznymi oraz fizykochemicznymi. Czas życia tych materiałów może być sterowany poprzez modyfikację struktury łańcucha polimerowego i może wynosić od kilku tygodni do kilku lat. Na czas biodegradacji wpływają różne czynniki, m.in. średni ciężar cząsteczkowy polimeru, kształt gotowego wyrobu, warunki środowiskowe, jak również rodzaj czynnych mikroorganizmów.

Typy tworzyw biodegradowalnych

Do najważniejszych komercyjnie stosowanych typów tworzyw biodegradowalnych zalicza się polilaktyd (PLA), polihydroksyalkaniany (PHA), a także mieszanki i pochodne skrobiowe, termoplastyczną skrobię oraz mieszanki i pochodne celulozy.

Polilaktyd (PLA) stanowi znaczącą ilość (około 40%) wszystkich wytwarzanych polimerów biodegradowalnych. Jest wytwarzany w chemicznej reakcji polimeryzacji z biopochodnego monomeru – dimeru laktydu, uzyskiwanego z kwasu mlekowego. Jest całkowicie biodegradowalnym i biozgodnym termoplastem, o dobrych właściwościach mechanicznych.

Właściwości wytrzymałościowe PLA są podobne do właściwości polistyrenu (PS). Polihydroksyalkaniany (PHA) stanowią rodzinę alifatycznych poliestrów, z których najważniejsze to polihydroksymaślan (PHB), polihydroksymaślan-ko- -walerianian (PHVB) oraz polihydroksymaślan ko-heksanian (PHBH). Struktura tych polimerów determinuje ich właściwości. Wymienione materiały są najczęściej wytwarzane poprzez bezpośrednią fermentację skrobi lub kwasów tłuszczowych pochodzenia roślinnego.

Tworzywa biodegradowalne znajdują najwięcej aplikacji w tych rodzajach opakowań, w których biodegradowalność przynosi wymierne korzyści i gdzie istnieje możliwość łatwego zbierania odpadów lub gdzie wprowadzono odpowiednie zachęty podatkowe bądź ograniczenia prawne. Polimery z kontrolowanym czasem użytkowania mogą znacząco przyczynić się do rozwiązania problemu zagospodarowania odpadów z opakowań polimerowych generowanych w ogromnych ilościach w ostatnim czasie.

Autorzy: Małgorzata Latos, Anna Masek – Instytut Technologii Polimerów i Barwników, Politechnika Łódzka

Artykuł pochodzi z najnowszego wydania kwartalnika Biotechnologiia.pl nr 2-3/2018.
Cały kwartalnik dostępny jest TUTAJ.