Kierrätetty muovi, korvaavat materiaalit ja biomuovit – kaikille on tarvetta ja käyttökohteita

Blogit
Jarmo Ropponen

Muoveja tarvitaan yhä moneen käyttötarkoitukseen. Ympäristön säästämiseksi tarvitaan kuitenkin nykyistä tehokkaampaa muovien kierrätystä ja uusiokäyttöä ja myös uusia korvaavia materiaaleja sekä laadukkaita biomuoveja. Tärkeintä on löytää sopivin materiaali kuhunkin tarkoitukseen.

Muovi on hyvä materiaali, kun sitä käytetään oikein ja oikeisiin kohteisiin. Hiilijalanjäljen näkökulmasta on parempi pakata leikkeleet säilyvyyttä edistävään muoviin kuin antaa yhdenkään siivun pilaantua.

Kestävän tulevaisuuden vuoksi on kuitenkin tarpeen kehittää ja tehostaa muovien kierrätystä sekä korvata fossiilisista raaka-aineista valmistettuja muoveja uusilla biopohjaisilla tai biohajoavilla materiaaleilla.

Kestävä materiaalien tuotanto ja käyttö syntyy kokonaisuudesta. Materiaalin ympäristöystävällisyyden lisäksi merkitystä on valmistusprosessilla ja materiaalin sopivuudella juuri haluttuun tarkoitukseen.

Yhtä ainoaa oikeaa ratkaisua ei ole. Kierrätyksellä, uusilla materiaaleilla ja biopohjaisilla tai biohajoavilla muoveilla on kaikilla oma roolinsa. VTT:llä on huipputason osaamista näistä kaikista.

Muovien kierrätystä on tehostettava

Kierrätysmuovista on mahdollista saada laadukasta ja esimerkiksi kemiallisella kierrätyksellä yhtä hyvää kuin neitseellisestä raaka-aineesta. Muovien kiertotaloudessa on kuitenkin paljon tehtävää. Suomessa pantilliset pullot kiertävät hyvin, mutta muu muovin kierrätys on vielä kaukana EU:n asettamista tulevien vuosien tavoitteista.

Muovijätteen oikea lajittelu on ratkaisevan tärkeää. Siksi tutkimme menetelmiä muovien esikäsittelyyn, eri muovilaatujen ja mahdollisten haitallisten aineiden tunnistukseen. VTT on muun muassa kehittänyt hankalien jätevirtojen käsittelyyn soveltuvan laitteen, joka auttaa teollisuuden jätteiden uudelleenkäsittelyssä, mutta toimii myös tehokkaana esikäsittelynä.

Meillä on paljon osaamista myös muovin kemiallisesta kierrätyksestä pyrolyysi- ja kaasutusteknologioilla. Kemiallinen kierrätys, jossa suuret polymeerimolekyylit hajotetaan pieniksi monomeereiksi, mahdollistaa laajemman muovien kiertotalouden.

Olemme muun muassa kierrättäneet polystyreeni-muovia kemiallisesti takaisin styreeniksi eli monomeeriksi, josta valmistetaan polystyreeniä, ja päässeet yli 99,9 prosentin puhtausasteeseen. Polystyreeniä kierrätetään jo, mutta VTT:llä olemme saaneet poistettua myös halogeenit, joita kierrätysvirrassa esiintyy. Raakaöljypohjaisen polystyreenin, esimerkiksi styroksin, käyttö rakentamisessa ja pakkauksissa kasvaa maailmassa edelleen, ja siksi sen kierrätys on iso kysymys.

Uudenlaisia materiaaleja tarvitaan

Muovimateriaaleja käytetään monipuolisuutensa vuoksi lähes kaikkialla: tavaroissa, pakkauksissa, rakennuksissa, kulkuneuvoissa ja elektroniikkatuotteissa. Nykyisin kehitetään runsaasti myös biopohjaisia materiaaleja, joiden ominaisuuksia pystytään niin ikään muokkaamaan lukuisiin käyttötarkoituksiin.

Yksi monikäyttöisimmistä bioraaka-aineista on luonnon oma polymeeri, selluloosa, josta olemme kehittäneet esimerkiksi pakkaus- ja tekstiilimateriaaleja. Selluloosapohjaiset kuidut voivat korvata esimerkiksi muovipohjaisia synteettisiä tekstiilikuituja. VTT on kehittänyt myös teknologiaa, jolla voi tuottaa puumassasta nanoselluloosaa edullisesti ja tehokkaasti vaikkapa pinnoitteisiin ja komposiitteihin.

Yksi kiinnostava tutkimuskohteemme on selluloosasta tehty  kuituvaahto pakkaus-, rakennus- ja eristemateriaalina. VTT:ssä kehitetyn vaahtoteknologian avulla voidaan valmistaa pehmeitä, muotoon asettuvia pakkausmateriaaleja tai kevyitä eristemateriaaleja.

Perinteisiä muoveja on mahdollista korvata biomuoveilla

Biomuoveista puhutaan monessa merkityksessä. Ne ovat joko bioraaka-aineesta lähtöisin tai biohajoavia tai molempia. VTT:llä olemme tehneet laajaa biomuovien kehitystyötä.

Elintarvikkeiden pakkauksilta vaaditaan paljon, jotta ruoka säilyy turvallisena ja käyttökelpoisena. Tällaista suorituskykyistä biomuovia pystymme valmistamaan myös selluloosasta. Selluloosasta puuttuu pakkausmuoveille tärkeä ominaisuus: termoplastisuus eli pehmeneminen lämmön vaikutuksesta. Olemme muokanneet selluloosakuitua biopohjaisella rasvahapolla, jolloin siitä on saatu termoplastista ja sitä voidaan prosessoida olemassa olevilla muovintyöstölaitteilla. Olemme testanneet Thermocell-muovikalvoa yritysten kanssa ja päässeet lähelle polyeteenimuovin ominaisuuksia.

VTT on kehittänyt myös teknologian, jolla voidaan valmistaa biopohjaista PEF-muovia pektiinipitoisesta maatalousjätteestä, kuten sitrushedelmien kuorista. PEF:stä tehdyt pakkaukset suojaavat elintarvikkeita jopa PET-muovia paremmin.

Muovihaasteen kolme ratkaisua

Muovin haittojen vähentämiseksi on kiinnitettävä huomiota koko arvoketjuun. Tärkeintä on osata valita oikea materiaali joka sovellukseen. Materiaalit pitää jo alun alkaen pyrkiä suunnittelemaan kierrätettäviksi tai biohajoaviksi. On pystyttävä tuottamaan korkean suorituskyvyn materiaaleja, jotka kykenevät kilpailemaan muovien kanssa.

Olennaista on myös se, miten keräys ja lajittelu toimivat sekä kuinka kannattavaa kierrätetyn muovin uusiokäyttö on. Innovaatioita on paljon, ja edistymme koko ajan.

Jarmo Ropponen on teollisen kemian tutkimusalueeen johtaja (Vice President) VTT:llä. Jos haluat kehittää muovien kierrätystä, biopohjaisia tai muovia korvaavia materiaaleja kanssamme, ota yhteyttä.

Jaa
Jarmo Ropponen

Jarmo Ropponen

Vice President