Biodegradable Plastic Research and Development

ASTM

Padrões ASTM Aplicáveis

A indústria de plásticos é altamente regulada e enfrenta um mercado consumidor cada vez mais exigente, como resultado dos problemas relativos à gestão de resíduos sólidos. Entretanto, sendo um produto legitimamente degradável, decomponível e biodegradável, o TDPA™ beneficia-se das novas tendências para a legislação de plásticos nas áreas ou meios de descarte a seguir:

- Lixo

De acordo com os requisitos para plásticos degradáveis conforme definido no ASTM D 6002 e no D 6400 e conforme avaliado pelo ASTM D 3826.
Os testes de terceiros, realizados pela Pira International (Reino Unido), mostram que os filmes PE contendo TDPA™ deterioram-se, tornam-se frágeis e fragmentam-se quando expostos aos raios UV ou ao calor, conforme definido no instrumento legal do Reino Unido1523 [1986], EC (sob a diretiva EC 90/128/EEC e diretiva EC 97/48/EC) [ex.: 60C por 4 semanas] em condições em que filmes convencionais não mostram sinais de degradação.
Em um teste acelerado realizado em laboratório, para determinar a degradabilidade de um filme TDPA™ comparado a um filme PC comum, dois padrões ASTM são usados para envelhecer as amostras: ASTM D 5208 – 91 e ASTM D 5510 – 94.
As características físicas avaliadas são: alongamento e tensão (ASTM D 3826 – 98, ASTM D 882 – 97); índice de mistura (ASTM D 1238 – 99).
Para determinar as alterações químicas induzidas pela degradação do filme PE tratado com TDPA™ , utiliza-se o espectômetro FTIR (ASTM D 5576 – 94).

- Aterro sanitário

De acordo com os requisitos para plásticos degradáveis conforme definido no ASTM D 6002 e no D 6400 e conforme avaliado pelo ASTM D 3826.
Relatório "Degradation of TDPA™ Plastics in a Landfill Environment" (Degradação dos plásticos com TDPA™ no ambiente de aterro sanitário) da MJ Carter Associates, de dezembro de 2002: peso molecular de controle (amostra de filme PE sem aditivo TDPA™) e filme com aditivo TDPA™ testados antes e depois de 10 meses sob aterro sanitário. O peso molecular das amostras de controle permaneceu quase inalterado, ao passo que no filme com TDPA™ o peso molecular caiu para menos de 5.000, basicamente biodegradando.
Em um teste acelerado realizado em laboratório, para determinar o processo de degradação de um filme TDPA™ comparado a um filme PC comum, dois padrões ASTM são usados para envelhecer as amostras: ASTM D 5208 – 91 e ASTM D 5510 – 94.
As características físicas avaliadas são: alongamento e tensão (ASTM D 3826 – 98, ASTM D 882 – 97); índice de mistura (ASTM D 1238 – 99).
Para determinar as alterações químicas induzidas pela degradação do filme PE tratado com TDPA™, utiliza-se o espectômetro FTIR (ASTM D 5576 – 94).

- Adubagem

As recentes pesquisas da Cal Recovery e da Leeks University do Reino Unido revelaram que o filme plástico com TDPA™ que foi testado permaneceu dentro dos critérios de desintegração do ASTM D6400, EN 13432 e ISO 16929:2000(E), embora tenha sido necessário um processamento ligeiramente mais longo. A presença do filme plástico testado em material de adubagem não interferiu com a atividade de adubagem de forma a afetar negativamente o processo de adubagem. A presença de filme plástico não deu origem a qualquer efeito ecotóxico na adubagem final, de acordo com o EN13432:2000, e não impediu que a adubagem final satisfizesse as especificações de adubagem do BSi PAS 100 e os critérios ecológicos para produtos para aumento da qualidade do solo e mídia de crescimento exigidos pelas especificações da Eco-label da União Européia. Não foram observados quaisquer impactos sobre a qualidade da adubagem final de acordo com o EN 13432:2000.
Atende os requisitos para plástico degradável conforme definido no ASTM D 6002 e no D 6400, e os requisitos para plástico decomponível conforme definido no ASTM D 6002. Pode não atender os requisitos da definição de plástico decomponível conforme definido no ASTM D 6400 somente porque o tempo exigido para atingir 60% da conversão de dióxido de carbono é de mais de 180 dias.
Após 26 semanas em uma fábrica de adubagem comercial na Áustria, 10.000 sacos de adubagem TDPA™ PE produziram um produto de qualidade que atendeu plenamente os requisitos do Austrian Compost Quality Seal (Selo de qualidade de adubagem da Áustria). Testes de terceiros (OWS, Bélgica) de acordo com DIN V 54900-3 (padrão alemão) e ON S 2000 e ON S 2023 (padrões austríacos) provaram que não havia qualquer produto tóxico ou prejudicial. (Relatório Reninger).
Em um teste acelerado realizado em laboratório, para determinar o processo de degradação de um filme TDPA™ comparado a um filme PC comum, dois padrões ASTM são usados para envelhecer as amostras: ASTM D 5208 – 91 e ASTM D 5510 – 94.
As características físicas avaliadas são: alongamento e tensão (ASTM D 3826 – 98, ASTM D 882 – 97); índice de mistura (ASTM D 1238 – 99).
Para determinar as alterações químicas induzidas pela degradação do filme PE tratado com TDPA™, utiliza-se o espectômetro FTIR (ASTM D 5576 – 94).

- Aplicações agrícolas

De acordo com os requisitos para plásticos degradáveis conforme definido no ASTM D 6002 e no D 6400 e conforme avaliado pelo ASTM D 3826.
Sabe-se, devido a testes realizados em adubagem contendo sacos com 1.1% de TDPA™ PE que os produtos da biodegradação não são tóxicos ou prejudiciais. Foram usados testes dentro dos padrões alemães e austríacos.
Em um teste acelerado realizado em laboratório, para determinar o processo de degradação de um filme TDPA™ comparado a um filme PC comum, dois padrões ASTM são usados para envelhecer as amostras: ASTM D 5208 – 91 e ASTM D 5510 – 94.
As características físicas avaliadas são: alongamento e tensão (ASTM D 3826 – 98, ASTM D 882 – 97); índice de mistura (ASTM D 1238 – 99).
Para determinar as alterações químicas induzidas pela degradação do filme PE tratado com TDPA™, utiliza-se o espectômetro FTIR (ASTM D 5576 – 94).

A EPI vem alcançando grande êxito nas áreas de pesquisa e desenvolvimento. Alguns dos dados dos testes e do suporte científico estão incluídos na seção a seguir. A EPI continuará a trabalhar em outras áreas de pesquisa e desenvolvimento para, continuamente, fornecer dados científicos precisos a fim de dar suporte a quaisquer pedidos realizados.

Os padrões ASTM D6400-99 e EN 13432 foram originalmente desenvolvidos para polímeros à base de amido ou polímeros hidrobiodegradáveis, em que o mecanismo que induz à biodegradação é à base de uma reação com água.

No que se refere à certificação como sendo decomponível, os plásticos contendo os aditivos TDPA™ da EPI estão de acordo com os principais requisitos conforme descritos pela ASTM e pela CEN, órgãos americanos e europeus, exceto pela taxa de conversão de carbono em dióxido de carbono. A questão tem origem na taxa e no tempo necessário para converter carbono em dióxido de carbono dos plásticos incorporados com TDPA™ em ensaios nos laboratórios. A EPI, atualmente, está de acordo com 3 dos 4 requisitos de forma de decomposição conforme descritos no ASTM D6400-99 e no padrão europeu EN 13432.

Ambos os padrões afirmam que, para que um produto seja decomponível, ele deve estar de acordo com os critérios a seguir:

1) Desintegração - a capacidade de fragmentação em partes não-distinguíveis após a filtragem e suportar, com segurança, crescimento microbial e bioassimilação.

2) Biodegradação inerente - conversão de carbono em dióxido de carbono em nível de 60%, em um período de 180 dias [ASTM D6400-99] e 90% em 180 dias para o padrão europeu [EN 13432];

3) Segurança - que não haja evidência de qualquer ecotoxicidade em adubos e solos e que suporte crescimento de vegetais;

4) Toxicidade - que as concentrações de metais pesados sejam no mínimo 50% inferiores aos valores recomendados.

Os aditivos TDPA™ estão de acordo com todos os critérios, excetuando-se o n 2 (taxas de conversão rápida de carbono em dióxido de carbono). Os plásticos fabricados com os aditivos TDPA™ degradam-se e biodegradam-se mais lentamente do que o exigido pela ASTM D6400-99 e pelo EN 13432. Isso não significa que eles não irão se biodegradar; a conversão de carbono em dióxido de carbono apenas ocorre em um período ligeiramente mais longo. Muitos materiais de ocorrência natural, todos biodegradáveis, não se convertem rapidamente dentro dos períodos estabelecidos pelo ASTM D6400 e pelo EN13432.

Os aditivos TDPA™, atualmente, estão sendo usados em sacos de coleta degradáveis em operações de adubagem comercial com desempenho muito eficaz. Em adubagens comerciais bem gerenciadas, os sacos fabricados com aditivos TDPA™ formulados com aditivos especiais irão oxidar e fragmentar dentro de 30 a 60 dias e, finalmente, biodegradar. Não haverá resíduos tóxicos ou prejudiciais com base nos seguintes testes de segurança ambiental de plantas e organismos sensíveis: teste de Cress, teste de crescimento de plantas Summer Barley, teste de Daphnia e teste de minhoca. Testes de campo em condições restritas de testagem afirmam que a adubagem é da mais alta qualidade.

Deve-se observar que nem mesmo certos materiais naturais estão de acordo com esse padrão. Por exemplo: uma folha não irá biodegradar dentro do período atribuído pelo padrão EN13432 ou pelo ASTM D6400.

A EPI, atualmente, está trabalhando junto à ASTM para desenvolver padrões oxi-biodegradáveis que servirão para avaliar solicitações relativas à oxi-biodegradação em vários ambientes tais como aterro sanitário, solo, lixo e adubagem comercial e doméstica. Dessa forma, serão estabelecidos padrões de uso para essa importante e econômica tecnologia oxi-biodegradável. A EPI pretende, ainda, trabalhar no desenvolvimento de padrões de oxi-biodegradáveis para a Europa.