Новая волна индустриализации биополиэфиров ПГА

Все более широкое использование пластмасс, их ископаемое происхождение и, особенно, устойчивость в природе вызвали волну новых разработок в области материалов, которые являются возобновляемыми, обладают функциональными свойствами пластмасс и при этом биоразлагаемы. Одним из таких классов биополимеров являются полигидроксиалканоаты (ПГА), которые биосинтезируются многими микроорганизмами путем превращения богатых углеродом возобновляемых ресурсов. Гомо- и гетерополиэфиры ПГА — это внутриклеточные продукты вторичного микробного метаболизма. После выделения из микробной биомассы биополимеры ПГА имитируют функциональные свойства многих самых продаваемых пластмасс нефтехимического происхождения, но разлагаются в почве, пресной воде и морской среде, а также подлежат промышленному и домашнему компостированию. Лишь несколько биополимеров ПГА были изучены подробно, и пять из них надежно соответствуют требуемым свойствам известных ископаемых пластмасс. Оценив преимущества биополимеров ПГА, несколько крупных химических компаний, а также многочисленные стартапы, владельцы брендов и переработчики начали производить и использовать ПГА в различных промышленных и потребительских приложениях, что можно описать как формирование «индустрии ПГА». Хотя эту положительную промышленную и коммерческую значимость ПГА вряд ли можно назвать первой волной их коммерческого развития, она, тем не менее, весьма серьезна: более 25 компаний и стартапов, а также более 30 владельцев брендов объявили о партнерствах по производству и использованию ПГА. Совокупный продуктовый портфель компаний-производителей ограничен пятью типами ПГА, а именно поли(3-гидроксибутиратом), поли(4-гидроксибутиратом), поли(3-гидроксибутиратом-3-гидроксивалератом), поли(3-гидроксибутиратом-4-гидроксибутиратом) и поли(3-гидроксибутиратом-3-гидроксигексаноатом), хотя ПГА как класс полимеров обладают потенциалом для создания практически бесконечного числа сочетаний полимеров, полезных для человечества. На сегодняшний день за счет варьирования типа и содержания сомономеров в этих биополимерах ПГА их свойства позволяют воспроизводить свойства семи самых продаваемых ископаемых пластмасс, на которые приходится 230 млн т годового производства пластмасс. Объявлено о расширении мощностей на 1,5 млн т в течение следующих 5 лет. Регуляторы во всем мире обратили на это внимание и стимулируют промышленность к внедрению биоразлагаемых и компостируемых материалов. Эта волна коммерциализации ПГА для одноразовых и долговечных изделий может обеспечить решающий качественный скачок в сокращении пластикового загрязнения, истощения ископаемых ресурсов и выбросов парниковых газов и, следовательно, в борьбе с изменением климата. В обзоре представлены неудачи и успехи последних 40 лет, а также текущая волна коммерциализации биополимеров ПГА, их свойства и области применения. cococo