Wprowadzenie
Tworzywo sztuczne PET (politereftalan etylenu) jest jednym z najważniejszych materiałów syntetycznych stosowanych w przemyśle opakowaniowym. Jego wysoka odporność na chemikalia, dobre właściwości mechaniczne i zdolność do recyklingu sprawiają, że jest szeroko wykorzystywany, szczególnie w produkcji butelek na napoje, soki i inne płyny. Z kolei rPET (recyklingowany politereftalan etylenu) jest pochodną PET, uzyskiwaną poprzez recykling odpadów PET, co czyni go kluczowym elementem gospodarki o obiegu zamkniętym. Celem tego artykułu jest omówienie powstania PET, jego właściwości oraz roli rPET w nowoczesnym przemyśle.
Historia powstania tworzywa PET
Politereftalan etylenu został wynaleziony w 1941 roku przez chemików brytyjskiej firmy Calico Printers’ Association, Johna Rexa Whinfielda i Jamesa Tennanta Dicksona. Inspiracją do ich badań było poszukiwanie nowych materiałów o lepszych właściwościach niż dotychczas używane tworzywa. Kluczowym odkryciem było, że poliester uzyskany z kwasu tereftalowego i etylenoglikolu miał doskonałe właściwości mechaniczne i termiczne, które czyniły go idealnym do stosowania jako włókno syntetyczne i materiał opakowaniowy1.
W latach 50. XX wieku firma DuPont rozpoczęła masową produkcję PET, wykorzystując go głównie do produkcji włókien syntetycznych. Dopiero w latach 70. XX wieku technologia formowania wtryskowego i wydmuchowego umożliwiła zastosowanie PET do produkcji butelek na napoje, co stało się początkowo jednym z głównych zastosowań tego tworzywa2.
Właściwości PET
PET cechuje się wysoką wytrzymałością mechaniczną, odpornością na rozciąganie i ścieranie oraz stabilnością chemiczną. PET jest bardzo wytrzymały, co czyni go odpornym na uderzenia, zarysowania oraz inne uszkodzenia mechaniczne. Dzięki temu jest idealny do produkcji butelek i opakowań, które muszą być trwałe w trakcie transportu i dalej podczas użytkowania. Tworzywo PET wykazuje dobrą odporność na działanie wielu substancji chemicznych, w tym kwasów i olejów, co sprawia, że może być bezpiecznie używane w kontakcie z żywnością i napojami. PET ma także doskonałe właściwości barierowe wobec gazów (szczególnie dwutlenku węgla i tlenu), dzięki czemu jest możliwe dłuższe przechowywanie produktów spożywczych, takich jak napoje gazowane. PET nie wchłania wilgoci, co czyni go idealnym do przechowywania produktów wymagających suchości – materiał idealny na opakowania do herbat, kaw, przypraw i innych produktów sypkich. Dzięki właściwościom chemicznym i bezpieczeństwu w kontakcie z żywnością i ciałem, PET jest szeroko stosowany w przemyśle kosmetycznym oraz farmaceutycznym.
Tworzywo PET i rPET jest materiałem przezroczystym, co czyni go idealnym do produkcji opakowań, gdzie widoczność zawartości jest kluczowa (ważne w przemyśle spożywczym i kosmetycznym). Ponadto, PET ma stosunkowo niski punkt topnienia (około 250°C), co ułatwia jego przetwarzanie, zarówno w produkcji pierwotnej, jak i w procesie recyklingu3.
Powstanie i znaczenie rPET
Recykling PET stał się istotnym elementem strategii zarządzania odpadami w odpowiedzi na rosnące obawy związane z zanieczyszczeniem środowiska. rPET jest produkowany poprzez mechaniczne lub chemiczne przetwarzanie zużytych produktów PET, takich jak butelki i inne opakowania. Mechaniczny recykling polega na zbieraniu, sortowaniu, myciu, miale i ponownym przetwarzaniu PET na granulki, które mogą być użyte do produkcji nowych wyrobów. Chemiczny recykling obejmuje rozkład PET na jego składniki wyjściowe (kwas tereftalowy i etylenoglikol), które następnie mogą być ponownie wykorzystane do syntezy nowego PET4.
rPET jest coraz częściej wykorzystywany w produkcji nowych opakowań, tekstyliów, a także w przemyśle samochodowym. Zastosowanie rPET pozwala na znaczną redukcję zużycia surowców naturalnych oraz emisji gazów cieplarnianych, co przyczynia się do zmniejszenia wpływu na środowisko5.
Segregacja PET i rPET – zasady optymalnej segregacji wg Ministerstwa Klimatu i Środowiska
Do tworzyw sztucznych i metali zaliczamy
- butelki po napojach;
- opakowania po chemii gospodarczej, kosmetykach (np. szamponach, proszkach; płynach do mycia naczyń itp.);
- opakowania po produktach spożywczych;
- plastikowe zakrętki;
- plastikowe torebki, worki, reklamówki i inne folie;
- plastikowe koszyczki po owocach i innych produktach;
- puszki po napojach, sokach;
- puszki z blachy stalowej po żywności (konserwy);
- złom żelazny i metale kolorowe;
- metalowe kapsle z butelek, zakrętki słoików i innych pojemników;
- folia aluminiowa;
- kartoniki po mleku i napojach – wielomateriałowe odpady opakowaniowe.
Nie powinno się wrzucać do pojemników na tworzywa sztuczne i metale następujących odpadów:
- strzykawki, wenflony i inne artykuły medyczne;
- odpady budowlane i rozbiórkowe;
- nieopróżnione opakowania po lekach i farbach, lakierach i olejach;
- zużyte baterie i akumulatory;
- zużyty sprzęt elektryczny i elektroniczny; inne odpady komunalne (w tym niebezpieczne).
Zaleca się zgnieść tworzywa sztuczne przed wrzuceniem do worka6.
Wyzwania i perspektywy
Chociaż rPET jest kluczowym elementem w dążeniu do zrównoważonego rozwoju, napotyka również na pewne wyzwania. Proces recyklingu może prowadzić do pogorszenia jakości materiału, co ogranicza jego zastosowanie do niektórych produktów. Ponadto, zanieczyszczenia w strumieniu odpadów PET mogą utrudniać proces recyklingu7. Powstają jednak coraz nowsze technologie usprawniające ten proces.
Perspektywy na przyszłość obejmują rozwój nowych technologii recyklingu, które umożliwią pełniejsze i bardziej efektywne wykorzystanie rPET. Badania nad poprawą jakości rPET, a także nad jego zastosowaniem w zaawansowanych produktach inżynieryjnych, mogą znacznie zwiększyć jego rolę w gospodarce o obiegu zamkniętym.
Podsumowanie
Tworzywo PET odgrywa kluczową rolę w nowoczesnym przemyśle opakowaniowym, a jego recykling w postaci rPET jest niezbędnym krokiem w kierunku zrównoważonego rozwoju. Mimo wyzwań związanych z recyklingiem, rPET stanowi istotny element w redukcji negatywnego wpływu na środowisko. Dalsze badania i innowacje technologiczne będą kluczowe dla przyszłości PET i rPET w kontekście globalnych wysiłków na rzecz ochrony środowiska.
Bibliografia
- Whinfield, J. R., & Dickson, J. T. (1941). Polymeric linear terephthalic esters. United States Patent 2,465,319.
- Emsley, J. (1998). „Molecules at an Exhibition: Portraits of Intriguing Materials in Everyday Life.” Oxford University Press.
- Matuana, L. M., & Balatinecz, J. J. (1999). „The Use of Recycled Polyethylene Terephthalate in Engineering Applications.” Journal of Materials Science, 34(15), 3751-3761.
- Al-Sabagh, A. M., Yehia, F. Z., Eshaq, G., Rabie, A. M., & ElMetwally, A. E. (2016). „Greener routes for recycling of polyethylene terephthalate.” Egyptian Journal of Petroleum, 25(1), 53-64.
- Welle, F. (2011). „Twenty years of PET bottle to bottle recycling—An overview.” Resources, Conservation and Recycling, 55(11), 865-875.
- https://www.gov.pl/klimat/zasady-segregowania-odpadow-komunalnych (dostęp: 16.10.2024)
- Singh, N., Hui, D., Singh, R., Ahuja, I. P. S., Feo, L., & Fraternali, F. (2017). „Recycling of plastic solid waste: A state of art review and future applications.” Composites Part B: Engineering, 115, 409-422.
Chcesz zapisać się do naszego newslettera?
Świetnie, chcemy Cię mieć na pokładzie.
Przewiń w dół strony i zapisz się.