Polymér – makromolekula zložená z množstva opakujúcich sa jednotiek

Polymér (grécky pôvod poly - veľa, meros – častí) je zvyčajne považovaný za organickú zlúčeninu, aj keď sú známe aj anorganické polyméry. Polyméry môžu pozostávať z tisícov opakujúcich sa jednotiek (monomérov) usporiadaných v lineárnom, alebo rozvetvenom tvare a môžu dosahovať mólové hmotnosti viac ako milión Daltonov (Dalton = g/mol). Polyméry sa vyskytujú v prírode alebo sú synteticky pripravené. Prírodné polyméry (biopolyméry) sú špecifické a kľúčové zložky živých organizmov. Sú to hlavne polysacharidy (celulóza, škrob, glykogén), proteíny (glutén, kolagén, enzýmy) a veľa ďalších známych foriem ako lignín a polyestery. Syntetické polyméry tvoria veľkú a rôznorodú skupinu zlúčenín ktoré nie sú známe v prírode. Sú pripravené prostredníctvom chemických a biochemických postupov. Celková ročná produkcia syntetických polymérov sa odhaduje na 230 miliónov ton v roku 2009 (Plastics – The Facts 2010).

Hlavným použitím syntetických polymérov je výroba plastov. Polyméry sú čisté zlúčeniny, zatiaľ čo plasty sú z nich pripravené materiály na použitie.

ZÁKLAD
Jednoduchou analógiou polyméru je perlový náhrdelník zložený jednotlivých perál (ako monomérov) usporiadaných do lineárneho tvaru.

Biopolymér – polymér vytvorený živými organizmami.*

Biopolyméry (=prírodné polyméry) sú kľúčovými stavebnými zložkami živých organizmov (proteíny, nukleové kyseliny a polysacharidy). Sú to hlavne polysacharidy (celulóza, kolagén, enzýmy) a veľa ďalších známych foriem ako lignín a polyestery atď.

Alternatíva 1: polymér úplne, alebo čiastočne na báze prírodných zdrojov (CEN/TR 15932:2009)

* na základe: PAC, 1992, 64, 143 (Glossary for chemists of terms used in biotechnology (IUPAC Recommendations 1992)), definícia str. 148

Plast – polymérny materiál charakteristický svojou plasticitou.

Hlavnou zložkou plastu (z gréckeho slova: plastikos – vhodný na tvarovanie, plastos – vytvarovaný) je polymér, ktorý je pripravený s prídavkom aditív a plnív čím sa získa technologický materiál – plast. Plasty sú charakterizované ich plasticitou – stavom viskóznej kvapaliny v určitom bode ich spracovania.

Podľa normy EN ISO 472: Plast – Materiál obsahujúci kľúčovú zložku polymér a v istom štádiu jeho spracovania na produkt môže byť tvarovaný z taveniny.

Biodegradácia – rozklad zložiek biologickou aktivitou.

Biodegradácia musí zahŕňať úlohu živých organizmov v degradačnom procese, avšak môže byť kombinovaná s ďalšími abiotickými procesmi. Biodegradácia nastáva prostredníctvom úlohy enzýmov ako je tomu v prípade tráviaceho systému živých organizmov a/alebo izolovaný či vylúčený enzým. Organizmy vykonávajú biodegradáciu na substrátoch, ktoré sú potravou a slúžia ako zdroj živín.

Koncové produkty biodegradácie sú známe produkty rozkladu ako oxid uhličitý, voda, biomasa či metán. Tento krok je známy ako úplna biodegradovateľnosť resp. biologická miralizovateľnosť. Z praktického hľadiska by mala byť známa rýchlosť biodegradácie a konečné produkty biodegradácie.

Biodegradovateľné plasty – plasty vhodné na biodegradáciu.

Rozkladný proces biodegradovateľných plastov može pozostávať z rôznych súčasne alebo následne prebiehajúcich abiotických a biotických krokov, avšak musí zahŕňať krok biologickej mineralizácie.

Biodegradácia plastov je vhodná ak organický materiál plastu súži ako zdroj živín pre biologický systém (organizmus).

Biodegradovateľné plasty môžu pochádzať z obnoviteľných zdrojov (napr. škrob) alebo fosílnych (napr. ropa) surovín spracovaných chemickými alebo biotechnologickými postupmi. Zdroj alebo proces, ktorým sú biodegradovateľné plasty produkované, nemá vplyv na klasifikáciu biodegradovateľnosti plastu.

Rýchlosť biodegradovateľnosti plastu závisí od prídavku špecifických aditív, ako aj od pomeru plochy k objemu napr. hrúbky atď.

ZÁKLAD
Mikroorganizmus rozpozná biodegradovateľný plast ako potravu a požiera a trávi ho.

Kompostovateľné plasty – plasty, ktoré podliehajú biodegradácii v podmienkach a čase kompostovacieho cyklu.

Kompostovanie je otázkou spracovania organického odpadu v aeróbnych podmienkach (prítomnosť kyslíka) kde je organický materiál konvertovaný v prírode sa vyskytujúcimi mikroorganizmami. Počas priemyselného kompostovania môže teplota vo vnútri kompostu dosiahnuť 70 oC. Kompostovanie prebieha vo vlhkom prostredí a trvá mesiace.

Je dôležité pochopiť, že biodegradovateľný plast nie je nevyhnutne kompostovateľný plast (môže podliehať biodegradácii počas dlhšej doby či rozdielnych podmienok) zatiaľ čo kompostovateľný plast je vždy biodegradovateľný plast. Definícia kritéria pre kompostovateľné plasty je dôležitá pretože materiál nekompatibilný s kompostovaním môže znížiť výslednú kvalitu kompostu.

Kompostovateľné plasty sú definované skupinou národných a medzinárodných  noriem (napr. EN 13432, ASTM D-6900), ktoré sa vzťahujú k priemyselnému kompostovaniu.

EN 13432 definuje charakteristiky obalového materiálu k tomu, aby sa dal považovať za kompostovateľný a bol akceptovateľný ako recyklovateľný prostredníctvom kompostovania tuhého organického odpadu. EN 14995:2006 rozširuje oblasti plastov používaných mimo obalových aplikácií. Tieto normy sú základom pre mnohé certifikačné systémy.

Podľa normy EN 13432 musí kompostovateľný materiál spĺňať nasledovné požiadavky:

  • Biodegradovateľnosťy: schopnosť kompostovateľného materiálu transformovať sa na CO2 pôsobením mikroorganizmov. Táto vlastnosť je meraná prostredníctvom normy EN 14046 (tiež publikovaná ako ISO 14855 Biodegradovateľnosť v riadených podmienkach komopostovateľnosti). V snahe preukázať celkovú biodegradovateľnosť musí byť dosiahnutá úroveň biodegradácie minimálne 90% v čase kratšom ako 6 mesiacov.
  • Dezintegrovateľnosť: fyzický rozpad materiálu na voľným okom neviditeľné časti v konečnom komposte je meraná poloprevádzkovou skúškou (EN 14045).
  • Absencia negatívnych vplyvov na proces kompostovania.
  • Nízky obsah ťažkých kovov a absencia negatívneho vplyvu  finálneho kompostu

Domáce kompostovanie sa líši od priemyselného kompostovania nižšou teplotou kompostu. Plastový materiál sa musí špeciálne testovať aby sa potvrdila jeho kompostovateľnosť v podmienkach domáceho kompostovania.

ZÁKLAD
Kompostovateľné plasty podliehajú biodegradácii v podmienkach priemyselného kompostovania.

Bioplast – plastový materiál je biodegradovateľný, z prírodných zdrojov alebo oboje.*

Tento termín vo svojej primárnej definícii je široko používaný v  priemysle plastov a menej vo vedeckej komunite.

Alternatíva 1: môže taktiež znamenať biokompatibilný plast (CEN/TR 15932)
Alternatíva 2: prírodný plast. Je veľmi málo známych bioplastov. Hlavným predstaviteľom sú polyhydroxyalkanoláty – prírodne termoplastické polyestery.

*Európske bioplasty

Plast z obnoviteľných zdrojov – plast pochádzajúci z biomasy (s výnimkou fosílnej biomasy).

Plast môže byť úplne alebo čiastočne založený na biomase (= obnoviteľné suroviny). Využitie obnoviteľných surovín by malo viesť k vyššej vhodnosti plastu. Aj keď fosílne zdroje sú tiež prírodné, nie sú však obnoviteľné a nie sú považované za základ pre  plasty z obnoviteľných zdrojov. Pre definovanie vyjadrenia či je plast z obnoviteľných zdrojov pozri  Biobased carbon content.

Materialy založené na prírodných zdrojoch sa často uvádzajú ako biomateriály aj keď v praktickom použití tieto termíny nie sú synonymami. (pozri Biomaterial). Použitie tohto termínu ako synonyma k termínu plast na báze obnoviteľných zdrojov je nevhodné a nepatričné.

Biomasa – materiál biologického pôvodu s vylúčením fosílnych a geologických materiálov (= obnoviteľné zdroje)

Termíny biomasa and obnoviteľné zdroje vyjadrujú to isté z hľadiska pôvodu a času doplnenia.

Obnoviteľný zdroj je zdroj, ktorý je doplnený porovnateľnou rýchlosťou akou sa ťaží.

Biomasa môže mať živočíšny, rastlinný alebo mikrobiálny pôvod.

Biobased – odvodený od biomasy.

Biobased carbon content –  obsah uhlíka odvodeného z obnoviteľných zdrojov ako časti hmoty z celkového množstva uhlíka v materialy.

Obsah uhlíka odvodeného z obnoviteľných zdrojov je presne stanovený meraním obsahu izotopu C14 (množstvo C14 v obnoviteľných zdrojoch je oveľa väčšie ako vo fosílnych zdrojoch a jeho polčas rozpadu je 5730 rokov). Táto metóda je základom normy ASTM D-6866: Standard Test Methods for Determining the Biobased Content of Solid, Liquid, and Gaseous Samples Using Radiocarbon Analysis. V súčastnosti sa na jej základe vyvíjajú ďalšie normy. Certifikáty a certifikačné logá normy ASTM D-6866 sú k dispozícii pre materiály s rôznym obsahom zložky z obnoviteľných zdrojov.

“Obsah zložky z obnoviteľných zdrojov” má rovnaký význam aj podľa normy ASTM D 6866-08. Súvisiaci “biobased content” je definovaný ako podiel hmoty pochádzajúcej z biomasy (CEN/TR 15932:2009).

Biomateriál – materiál pre biomedicínske aplikácie

Pozri definíciu vydanú Medzinárodnou Spoločnosťou pre Biomateriály: http://www.biomaterials.org/index.cfm

Udržateľnosť – termín, ktorý popisuje náročnosť výroby či produktu na zdroje.

  Sú dve hlavné hľadiská prezentovania udržateľnosti. Jednoduchšie sa zameriava výhradne na použitie energie a materiálnych zdrojov. Komplexnejšie ráta so širšími spoločenskými aspektami a považuje udržateľnosť za zloženú z ekonomickej, spoločenskej a materiálnej zložky.

Udržateľnosť je zvyčajne opísaná definíciou ktorá vznikla na konferencii v Rio de Janeiro o klimatických zmenách: Použitie zdrojov bez ohrozenia schopnosti nasledujúcich generácií robiť to čo je správne. Rozdielna definícia zameraná na obnoviteľnosť materiálov a energie bola vytvorena R. Baumom: Sun based in real-time. Cieľom oboch definícii je, že udržateľnosť nie je kompatibilná s úplnou a vyčerpávajúcou spotrebou surovín. Druhá definícia potvrdzuje, že Slnko je výhradný zdroj energie (tiež pre tvorbu biomasy).

Kľúčové nástroje slúžiace k hodnoteniu udržateľnosti môžu byť rozdelené do štyroch hlavných kategórii:

 1.Nástroje pre kontrolu udržateľnosti (napr. GGP);
 2.Metódy a nástroje pre zhodnocovanie environmentálnych, ekonomických a sociálnych dopadov (napr. LCA);
 3.Nástroje pre environtmentálny manažment a certifikáciu (napr. EMAS)
 4.Nástroje udržateľného dizajnu (napr. ekodizajn)

Udržateľnosť je zvyčajne meraná použitím Life Cycle Assessment (LCA) systematických a objektívnych metód pre hodnotenie a kvantifikáciu energetických a environmentálnych následkov a potenciálnych dopadov spojených s výrobou/spracovaním/činnosťou počas celého životného cyklu od získavania surovín až po koniec životnosti výrobku (od kolísky do hrobu). Týmto spôsobom sú všetky fázy výrobného procesu považované za súvisiace a vzájomne závislé na kumulácii environmentálnych dopadov. Na medzinárodnej úrovni sa LCA riadi normou ISO 14040 a ISO 14044. LCA je hlavným nástrojom pre implementáciu ‘Life Cycle Thinking’ (LCT). LCT je základným kultúrnym prístupom, pretože zahŕňa zváženie celého výrobného cyklu a identifikuje aké zlepšenia a inovácie sa môžu urobiť. LCA je tiež známa ako analýza životného cyklu, ekorovnováha a analýza “od kolisky do hrobu”.

ZÁKLAD
Zjednodušený príklad udržateľnosti možno poskytnúť na nasledujúcich dvoch príkladoch. Udržateľný proces je prúd rieky. Teoreticky je nevyčerpateľný a bude nasledovať rok čo rok. Príkladom neudržateľnosti je ťažba. Potom ako je ruda vyťažená zo zeme a použitá bude celkom spotrebovaná a nikdy sa neobnoví jej nálezisko.

Sources:

Plastics – The Facts 2010, European Plastics, 2010
http://www.plasticseurope.org/documents/document/20101006091310-final_plasticsthefacts_28092010_lr.pdf

IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). Compiled by A. D. McNaught and A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). XML on-line corrected version: http://goldbook.iupac.org (2006-) created by M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; updates compiled by A. Jenkins.

EN ISO 472 Plastics - Vocabulary

Technical report CEN/TR 15932: 2010 Plastics - Recommendation for terminology and characterisation of biopolymers and bioplastics, European Committee for Standardization, Brussels, March 24, 2010.

ASTM D883 - 11 Standard Terminology Relating to Plastics (including literature related to plastics terminology in Appendix X1)

EN 13193:2000 Packaging – Packaging and the environment – Terminology

EN 13432:2000 Packaging - Requirements for packaging recoverable through composting and biodegradation
 
EN 14995:2006 Plastics: Evaluation of compostability

Council of the European Union, Improving environmental policy instruments. Council conclusions, Brussels, 21 December 2010.