Учитывая современную экологическую ситуацию в мире, актуальной задачей является создание биоразлагаемых упаковочных материалов, отвечающих экологическим требованиям, предъявляемым к упаковке, которые при компостировании или просто закапывании в землю не отказывает вредного влияния на плодородие почвы.

Несмотря на усиленную разработку методов утилизации и обезвреживания пластмассовых отходов, их продолжают закапывать в землю на полигонах и вывозят на свалку. Этот способ является серьезным источником загрязнения (в первую очередь почвенных вод) и требует долговременного отчуждения значительных площадей, т. к. большинство пластмасс не разрушается в естественных условиях в течение длительного времени. Особенно серьезную опасность представляет затопление отходов в море, практикуемое в Японии и США.

В ряде стран развито закрытое захоронение отходов, когда их сверху покрывают землей, разработаны даже специальные добавки, разрыхляющие почву, которые вводят вместе с отходами пластмасс, и обеспечивают, при этом, эффективную аэрацию почвы в течение 10 лет. Если раньше отходы чаще всего вывозили на свалки, то в настоящее время для захоронения неутилизируемых отходов пластмасс все чаще применяют специальные полигоны. Площадь, занимаемая полигонами, определяется расчетным сроком их эксплуатации – не менее 25 лет. Способ захоронения на таких полигонах выбирается в зависимости от агрегатного состояния отходов, водорастворимости и класса опасности веществ, составляющих отходы. Захоронение небольшого количества водорастворимых отходов, содержащих особо токсичные вещества первого класса опасности, проводят в котлованах в контейнерной упаковке, помещенной в бетонный короб. Заполненные котлованы засыпают грунтом, уплотняют и еще покрывают водонепроницаемым гудроновым покрытием. Такой дифференцированный подход к закапыванию отходов пластмасс в сочетании с правильной эксплуатацией полигонов позволяет снизить отрицательное влияние промышленных отходов на окружающую среду.

К сожалению, ни один из перечисленных вариантов не способствует улучшению экологической обстановки: в почве и на свалке пластик лежит несколько сотен лет, при сжигании выделяет в атмосферу вредные вещества, а переработке во многих случаях поддается с трудом. В настоящее время одним из наиболее перспективных и динамично развивающихся направлений в химии высокомолекулярных соединений (ВМС) является создание саморазлагающихся полимерных материалов, утилизация которых происходит под действием факторов внешней среды (УФ-излучение, вода) и микроорганизмов. Наличие на первый взгляд значительных достижений в этой области не дает полного представления об экологической безопасности полимерных материалов, имеющих общее название «биоразлагаемые».

Рациональным решением проблемы загрязнения окружающей среды может стать внедрение биоразлагаемых полимеров. В первую очередь предлагается их использовать в упаковочной индустрии, где срок службы большинства изделий исчисляется всего лишь несколькими месяцами или даже днями. Именно полимерная упаковка, в том числе и для молочных продуктов – бутылки, контейнеры, стаканчики, коррексы, коробки, блистеры и пакеты, – составляют весомую долю твердых бытовых отходов.

Во многих странах уже производится большой ассортимент упаковочных материалов на основе биоразлагаемых полимерных материалов (БПМ). Начало создания БПМ было положено еще в 70-х годах ХХ века для производства одноразовой посуды. БПМ условно можно разделить следующим образом:

•• материалы, получаемые на основе природных полимеров: целлюлоза, крахмал, натуральный каучук, полибутиролактон;
•• материалы, подверженные биодеструкции: синтетические полимеры: сложные полиэфиры и полиамиды и их смеси;
•• материалы, получаемые микробиологическим синтезом: полилактиды, полигидроксибутерат;
•• смеси синтетических и природных полимеров и др.

Учитывая современную экологическую ситуацию в мире, актуальной задачей является создание биоразлагаемых упаковочных материалов, отвечающих экологическим требованиям, предъявляемым к упаковке, которые при компостировании или просто закапывании в землю не отказывает вредного влияния на плодородие почвы.

На протяжении ряда лет в ПНИЛПМиПП МГУПБ ведутся фундаментальные и прикладные исследования по созданию БПМ на основе отечественного сырья, таких как композиции на основе смесей высоконапол- ненных синтетических полимеров (СЭВА-крахмал, СоПА-крахмал); природных ВМС (термопластичные крахмалы, эфиры целлюлозы), полимеров, получаемых микробиальным синтезом и их смесей с синтетическими и природными полимерами. Выбор объектов исследований способствует улучшению не только экологической безопасности природы, но и обеспечивает снижение потребления газа, нефти, угля.

В результате исследований созданы смесевые термопластичные биоразлагаемые композиции, определены их технологические свойства, температурно-временные параметры переработки на лабораторном оборудовании, прогнозируемое время биоразложения в естественных условиях.

Проведены фундаментальные исследования по изучению влияния наполнителя на технологические и эксплуатационные параметры тароупаковочных материалов.

В результате испытаний показано, что разработанные биоразлагаемые материалы технологичны в переработке и могут использоваться при изготовлении упаковки для широкого ассортимента молочных продуктов и то варов широкого потребления.

Они не загрязняют окружающую среду и не оказывает вредного влияния на плодородные почвы. В результате проведенных исследований разработана концепция построения безопасных полимерных материалов с регулируемым сроком эксплуатации и биоразложения.

Создано новое патентоспособное решение создания полимерной композиции, предназначенной для изготовления потребительской тары, биоразлагаемой в естественных условиях.

Производство и потребление разработанных тароупаковочных биоразлагаемых материалов будет способствовать охране окружающей среды, так как процессы производства, переработки и компостирования являются экологически безопасными.