Tyrania indexu toku taveniny

V sú�asnosti pod�a správy, ktorú zverejnil Európsky pakt pre plasty, bol priemerný podiel recyklovaného plastu v roku 2021 stále len 10 %. Zatia� neexistuje �iadna zákonná povinnos� týkajúca sa povinnej miery recyklácie a je zrejmé, �e európski politici h�adajú dôvody a mo�nosti, ako z toho vyk�u�kova�. Existujú obk�uky, ako napríklad Nariadenie o vozidlách po dobe �ivotnosti, ktoré bude od roku 2025 vy�adova�, aby projekty navrhovali do nových automobilov najprv 6 % a potom 25 % recyklovaného plastu. V praxi to bude ma� vplyv a� na autá, ktoré sa za�nú vyrába� v rokoch 2030 - 31. Pripravuje sa však aj legislatíva pre stavebníctvo, ktorej návrh bude �oskoro zverejnený. Neexistuje oblas� priemyslu, ktorej by sa nariadenie netýkalo. Vä�šina spracovate�ov plastov sa domnieva, �e na ich výrobky sa nebude vz�ahova� nariadenie o povinnom obsahu recyklátu, ktoré za�ne postupne plati� od roku 2025.  Myslia si, �e nikdy nebudú musie� do svojich výrobkov pridáva� regranuláty, aby si zachovali kvalitu, ale namiesto toho budú radšej plati� poplatky a rôzne dane.

Recyklácia plastov nie je novinkou a �iví sa �ou mnoho spolo�ností v celej Európe. Doterajšie skúsenosti ukazujú, �e kvalitného recyklátu je nedostatok a �e aj kvalitný regranulát má obmedzené vyu�itie. Do roku 2020 sa regranuláty pou�ívali najmä na zní�enie materiálových nákladov a na výrobu lacných, technicky nedokonalých výrobkov. Situácia sa však teraz zmení a od roku 2030 sa rozšírené pou�ívanie regranulátov stane be�ným ale aj povinným. Len v Ma�arsku by sme mali ráta� s vyu�ívaním 100 a� 150 tisíc ton kvalitného regranulátu ro�ne. Bude to tak?

Vzh�adom na túto skuto�nos� sa pod záštitou Ma�arského zdru�enia plastikárskeho priemyslu za�al dobrovo�ný medzinárodný projekt, na ktorom sa zú�astnili ma�arské, po�ské, rumunské a �alšie stredoeurópske spolo�nosti s cie�om posúdi� a definova� potreby tohto odvetvia v oblasti regranulácie. Vývoj noriem pre regranuláty. Následne s pomocou recykla�ných firiem definova� štandardné ideálne prúdy a ideálne zdroje odpadu. Ú�astníci projektu z domáceho plastikárskeho priemyslu túto úlohu vykonávajú vo svojom vo�nom �ase. Dôle�ité je poznamena�, �e tu nejde o konkrétneho dodávate�a, �iadne externé financovanie, a teda ani o �iadny vonkajší vplyv alebo tlak. Hlavným cie�om je odborné verejné blaho, t. j. vytvorenie širokého konsenzu v plastikárskom priemysle o pou�ívaní regranulátov a povinnej miere recyklácie.

Myšlienka projektu spo�íva v tom, �e spracovatelia plastov chcú na�alej poskytova� svojim zákazníkom slu�by v rovnakej kvalite a mno�stve ako doteraz. V zásade nebudú meni� svoju technológiu spracovania - výrobcovia fólií budú na�alej vyrába� fólie, výrobcovia rúr budú na�alej vyrába� rúry, výrobcovia fliaš budú na�alej vyrába� f�aše at�.

Ve�ká výhoda plastov z hladiska recyklácie je zárove� jeho nevýhodou. Z plastov sa dá vyrába� široká škála výrobkov, pri�om sa dajú pomerne �ahko modifikova� molekulárne re�azce. Na výrobu plastového výrobku na konkrétny ú�el je potrebný polymér so špecifickými technickými parametrami. Jedným z najdôle�itejších parametrov, okrem typu polyméru - ktorým mô�e by� PE, PP, PVC, PS, PET, aby sme vymenovali aspo� niektoré – je tzv. index toku taveniny. �o je to však index toku taveniny? Dovo�te mi citova� literatúru:

"Index toku taveniny, �udovo nazývaný MFI/MFR (charakterizujúci tekutos� plastovej taveniny pri danej teplote a za�a�ení), je be�ným vodítkom pri pou�ívaní rôznych surovín … Pre výrobcu je hodnota MFI ukazovate�om, �e výrobok sp��a o�akávanú hodnotu priemernej molekulovej hmotnosti. Je potrebné zdôrazni�, �e �ím vyššia je priemerná molekulová hmotnos�, tým je polymér pevnejší s lepšími fyzikálno-mechanickými vlastnos�ami, tak�e je mo�né predpoklada�, �e vyššia hodnota MFI bude znamena� ni�šiu kvalitu kone�ného výrobku." 

To znamená, �e medzi indexom toku taveniny a kone�ným produktom z plastu neexistuje nezávislos�, index toku taveniny ur�uje, �o sa z �oho dá vyrobi�. Na príklade polypropylénu bolo identifikovaných 77 rôznych skupín výrobkov pod�a výrobného procesu/aplikácie a rozsahu indexu toku. Tie boli �alej rozdelené pod�a typov. Z toho vyplýva, �e ak sa má zachova� sú�asná štruktúra polypropylénových plastových výrobkov, bude sa musie� vyrába� 100 rôznych druhov polypropylénových regranulátov v dôsledku nariadenia, ktoré sa bude postupne zavádza� po roku 2025. Len poznamenávam, �e v prípade polyetylénu sa toto �íslo u� blí�i k tisícke.

Dnes dostupné recykla�né postupy sú zalo�ené na zhodnocovaní, triedení, �istení a mechanickej recyklácii odpadu. Kone�ný výsledok, kvalita regranulátu, závisí od kvality, �istoty a homogenity odpadu. �ím je odpad homogénnejší, lepšie vytriedený a �istejší, tým je pravdepodobnejšie, �e kone�ným výsledkom bude pou�ite�ný plastový regranulát s nízkymi odchýlkami fyzikálnych parametrov.

Z uvedeného je �ahké vyvodi� záver, �e dostato�ne prepracovaný systém selektívneho nakladania s odpadom, vhodná logistika a dostato�ne ve�ké recykla�né kapacity mô�u teoreticky slú�i� rôznorodým potrebám plastikárskeho priemyslu.

Teoreticky s tým mô�eme súhlasi�, ale treba poznamena�, �e kým napríklad rolka jednej z najvä�ších polypropylénových fólií mô�e vá�i� a� 100 kg, recyklovaný obalový materiál z cukríkov alebo �okolády má len nieko�ko gramov. Tento príklad však nezoh�ad�uje skuto�nos�, �e hotový plastový výrobok sa vyrába na inom mieste ako sa pou�íva. Dobrým príkladom je BOPP fóli, kde menej ako 10 % ma�arskej výroby BOPP predstavuje pou�itie v regióne. Samozrejme, ka�dý, kto má dostatok fantázie a �asu, si mô�e predstavi� systém zberu, spracovania a logistiky odpadu, ktorý rieši tieto problémy, optimalizuje a riadi toky odpadu vo vä�šom geografickom regióne, napríklad v Európe.  Ani predstavivos�, ani regulácia však nedoká�u prekona� zákony zmeny indexu toku taveniny pri recyklácii.

V prípade polypropylénu a polyetylénu dochádza aj pri pôvodnom, tzv. prvotnom spracovaní polyetylénu k výraznej degradácii makromolekúl polyméru a po�as recyklácie sú polymérne re�azce vystavené �alším tepelným šokom a deleniu. Molekulová hmotnos� sa zni�uje a index toku taveniny sa zvyšuje. V praxi to znamená, �e z pôvodne MFR 3 - 4,2 štiepaného vlákna - zvy�ajne základného materiálu pre tkané vrecia - , mo�no vyrobi� vlákno s indexom toku preva�ne MFR 5 - 6 - 7 - 8, vä�šinou vstrekovacieho typu Fröccs (IM). Index toku taveniny aj spôsob spracovania sa upravujú sú�asne. S ka�dým recykla�ným cyklom sa index toku taveniny �alej zvyšuje a oblas� pou�itia sa zu�uje, a� po nieko�kých cykloch skon�íte s nepou�ite�ným regranulátom. Samozrejme, je mo�né zní�i� molekulárnu degradáciu a zvýšenie indexu toku taveniny pou�itím aditív a šetrným spracovaním, ale jedna vec je v prípade najpou�ívanejších polyolefínových plastov istá: mechanickou recykláciou nemo�no získa� regranulát rovnakej kvality ako pôvodný odpad. Je mo�né vyrobi� regranulát, pre ktorý je potrebné nájs� vhodné pou�itie. Problémom je, �e pou�itie primárnej suroviny je vyššie v aplikáciách s ni�ším indexom toku ako vo vyšších. V prípade polypropylénu vyrábame vä�šinu vlákien, fólií a rúr pod MFR 4, �o predstavuje takmer polovicu domácej spotreby polypropylénu. Ide zvy�ajne o kontinuálne technológie, t. j. jeden alebo malý po�et vysokokapacitných strojov nepretr�ite produkuje výrobok. Polypropylény s vyšším indexom toku sa zvy�ajne pou�ívajú vo vstrekovaní, kde sa vyrábajú hotové plastové výrobky s prerušovanou prevádzkou a mô�u sa mera� aj na kusy.

Problémom bude, �e nedoká�eme získa� regranuláty pre plastové výrobky s nízkym indexom toku. Medzitým pre výrobky s vysokým indexom toku bude výrazný prebytok ponuky. Inými slovami, pre polypropylénové fólie a rafiové vlákna nebude k dispozícii �iadny regranulát, zatia� �o v oblasti vstrekovaných výrobkov bude nadmerná ponuka. Mechanická recyklácia zalo�ená na selektívnom zbere, ktorá sa v sú�asnosti pou�íva, mô�e poskytnú� riešenie len pre 25 - 30 % plastových výrobkov na báze polyolefínov. �o �alej? Je rok 2025 ve�mi blízko?

Jedným z riešení je výroba kompaundov z primárneho odpadu, ale aj tá je zalo�ená na mechanickej recyklácii, ktorá si vy�aduje kvalitný odpad. Nadmerné pridávanie primárneho polyméru mô�e zní�i� alebo dokonca kompenzova� zvýšenie indexu toku taveniny, ale nemô�e kompenzova� degradáciu polymérnych re�azcov a molekúl pridaného regranulátu. To znamená, �e pridaním rôznych aditív je mo�né dosiahnu� primárny recyklovaný kompaund s fyzikálnymi parametrami ako "nový", ale to sa dá dosiahnu� len pou�itím zna�ného mno�stva aditív. Je pou�ívaním viacerých aditív cie�om ? Naplni� doteraz "�isté" polyetylénové a polypropylénové fólie ešte vä�ším mno�stvom zlú�enín?

Dôle�itú úlohu bude zohráva� aj chemická recyklácia, ktorou je zatia� najmä pyrolýza. Prevádzky sú však stále iba v pilotnej fáze. To znamená, �e existuje len zlomok potrebnej kapacity, menej ako 1 %. Technológia ešte nie je vyspelá a celkovú uhlíkovú stopu mô�eme zatia� len odhadova�. V priemyselných mno�stvách bude k dispozícii a� v druhej polovici roku 2030. Len v Európe by sme potrebovali vybudova� kapacity v miliónoch ton.

V rokoch 2025 a� 2030 bude jasné, �e naše povinné ciele v oblasti recyklácie sú iluzórne. Plastikársky priemysel nebude schopný splni� po�iadavku 25 % recyklovaného obsahu od roku 2031.

Ako teda �alej?

Skúsme teda �i� bez plastových obalov? Urobíme si mesiac bez plastov po�as celého roka? Som si istý, �e mnohým �u�om by sa to  tak na tý�de� pá�ilo. Ka�dý by si však mal všimnú�, �e na konci ka�dej výrobnej linky je baliaci stroj. Ak sa zastaví baliaci stroj, musí sa zastavi� aj výroba. Plasty sú sú�as�ou dnešného globalizovaného sveta, bez nich by sú�asné priemyselné a po�nohospodárske štruktúry nefungovali a mestský spôsob �ivota by bol �alej neudr�ate�ný. Musíme na�alej �i� v tyranii indexu toku taveniny. Núti nás stanovi� si dosiahnute�né a udr�ate�né ciele. Musíme dosiahnu�, aby všeobecné zákony fyziky a chémie neboli podriadené rozhodnutiam zákonodarcov.

O tejto problematike budeme diskutova� na Central European Plastics Meetingu v Budapešti v septembri 2023. Všetkých zainteresovaných týmto srde�ne pozývame.