Není PET jako PET

Základní charakteristika PET

Pro své vlastnosti je PET velmi oblíbený v obalovém průmyslu. Když budete pozorní, objevíte zkratku PET nejen na lahvích, ale také na vaničkách a miskách na maso a ovoce a s trochou štěstí ji spatříte i na kelímku nebo fólii. V řadě případů najdete i značku rPET, což je zkratka pro jeho recyklovanou variantu. Jak to tedy s PETem a jeho používáním vlastně je?

PET je zkratka pro polyetylentereftalát, což je ester kyseliny tereftalové a etylenglykolu. Jedná se o tzv. lineární polyester a jako takový může mít při stejném chemickém složení rozdílné vlastnosti, které závisí na délce uspořádání jednotlivých polymerových vláken. Je to jedna z hlavních vlastností termoplastických polymerů, jejichž typickým představitelem je polyetylen (PE), který známe jako vysokohustotní (HD-PE), nízkohustotní (LD-PE), pěnový (EPE) a další formy. O polyetylenu jsme již psali zde.

PET je znám již od čtyřicátých let dvacátého století, jeho výroba však nebyla vůbec snadná. K jeho rozšíření proto došlo až po objevení postupů, s jejichž pomocí bylo možné jej vyrábět v průmyslovém měřítku. Nejčastěji se používá metoda polykondenzace, jejímž řízením se dají významným způsobem ovlivňovat taktéž jeho vlastnosti.

Vlastnosti polyetylentereftalátu

Jednou z velmi žádaných vlastností PETu je jeho průhlednost, níž se dosahuje jeho prudkým ochlazením při výrobě, které zabrání krystalizaci a vznikne tak materiál s podobnými vlastnostmi jako sklo, tzv. amorfní PET (PET-A). Amorfní v tomto případě znamená, že jednotlivé makromolekuly nejsou uspořádány do krystalické mřížky, ale jsou nahodile propleteny do klubek připomínajících špagety na talíři. PET-A se nejčastěji používá pro výrobu lahví, fólií a vláken.

Pokud se však při výrobě zajistí pozvolné chlazení, vytvoří se drobné krystalky, které v konečném důsledku způsobí vznik křehčího a až neprůhledného materiálu známého jako krystalický, nebo polokrystalický PET se zkratkou PET-C. V praxi však nemá příliš využití.

Občas se můžeme setkat i s obaly, které jsou vyrobené z PET-G. Jedná se o PET modifikovaný glykolem přidávaným během výroby. Tento materiál má výrazně odlišné vlastnosti, zejména nižší teplotu tání, a to z něj dělá materiál nevhodný pro současnou recyklaci s PET lahvemi a víceméně ani jinými plasty. Kromě obalů se PET-G prosazuje zejména v 3D tisku, kde je oblíbeným filamentem pro tiskárny.

Využití polyetylentereftalátu

Výrazně větší uplatnění má amorfní PET, jenž se používá zejména pro výrobu technických a textilních vláken, která se často nesprávně označují zkratkou PES. Dále slouží pro výrobu populárních lahví a dalších pevných obalů a také jako surovina pro výrobu fólií a výrobků z nich. Poměrné málo známá je produkce polyesterových pryskyřic na bázi PET. Polyetylentereftalát můžeme charakterizovat jako materiál s výrazně dlouhými polymerovými řetězci, které významným způsobem ovlivňují jeho vlastnosti. Délka polymerového řetězce také koreluje s hodnotou tzv. vnitřní viskozity. Čím je tato hodnota vyšší, tím jsou ony řetězce delší a vzájemně víc propletené. Hodnota vnitřní viskozity, resp. délka polymerových řetězců je ovlivňována během výrobního procesu samotného PET. Je tedy možné vyrobit surovinu pro konkrétní aplikace. Podle hodnoty vnitřní viskozity je tak možné usuzovat typ nebo i kvalitu vyrobeného PET.

Vlákna, která tvoří největší podíl z celosvětové produkce výrobků na bázi PET, mají nejdelší polymerové řetězce ze všech PET produktů. Známé jsou např. netkané textilie, výplně bund a spacáků, ale zejména koberce do automobilů. To vše jsou zástupci tzv. technických vláken. Ta mají o trochu kratší polymerové řetězce než vlákna textilní, která jsou vyráběna odlišnou metodou a nejčastěji slouží pro výrobu oblečení, např. velmi populárních sportovních dresů.

O něco kratší polymerní řetězce než vlákna, mají PET fólie. V minulosti se používaly jako magnetofonové a video pásky. V současnosti se uplatňují také ve výrobě obalů, a to buď jako samotné obalové fólie tvořící bariérovou vrstvu ve vícevrstvých obalech anebo se z nich velmi často vyrábí blistry, misky a vaničky. K tomu je třeba forma, do níž se fólie vloží a pomocí tepla se vytvaruje do potřebného tvaru. Takovým obalům se říká termoformované a nejčastěji se s nimi setkáme jako s obaly na hroznové víno, rajčata, maso nebo elektroniku.

Vlákna i fólie se vyrábějí víceméně totožným způsobem, liší se jen zakončením vytlačovacího stroje, kdy při výrobě fólií se používá plošná hlava, která umožní výrobu plošného výrobku, zatímco při výrobě vláken se používají zvlákňovací trysky (je možné si ji představit jako cedník s velmi malými otvory), jež vytvoří z taveniny tenká vlákna. Ta se potom mohou zase dále upravovat, např. dloužit.

Pevné obaly, typicky lahve jak pro nápoje, tak i potraviny, chemické prostředky nebo kosmetiku, mají z uvedených příkladů nejnižší hodnotu vnitřní viskozity. Díky tomu je možné vyrobit pomocí vstřikování tzv. preformu, též parizon. Jedná se o zárodek budoucí lahve, která má vyrobený závit a tělo připomínající zkumavku. Zároveň se tento „zárodek“ lahve může obarvit na požadovaný odstín. V této podobě se dodává výrobcům nápojů, potravin nebo domácích chemických prostředků. Až na plnící lince se z parizonu vyfoukne lahev požadovaného tvaru, naplní se obsahem, a nakonec uzavře víčkem a expeduje k zákazníkům. Tato praxe snižuje přepravní náklady, protože parizony při přepravě od jejich výrobce na plnící linku zabírají podstatně méně místa než hotové vyfouknuté lahve.

Recyklace PETu

Základním produktem recyklace PET lahví jsou PET flakes, neboli vločky. Jedná se o vypranou a usušenou drť zbavenou víček, etiket, zbytků obsahu a dalších nečistot. Podrobnosti o recyklaci PET lahví naleznete také zde.

PET flakes mohou sloužit pro výrobu jak nových lahví, tak vláken, vázacích pásků, střešní krytiny nebo pryskyřic. Je to také vhodná a populární surovina pro testování vybraných forem chemické recyklace, např. chemolýzu, mikrovlnou a enzymatickou hydrolýzu, použití speciálních rozpouštědel apod., které však většinou fungují jen v laboratorních podmínkách. Průmyslového uplatnění se chemická recyklace dočkala zatím jen v zámoří.

To, co na první pohled vypadá jako jednoduchá záležitost, je však ve skutečnosti mnohem složitější. S každou recyklací (přesněji regranulací) roste vnitřní viskozita PETu. Jak bylo uvedeno výše, takový PET je vhodný spíše pro výrobu vláken. Ze stejného důvodu nejsou pro výrobu PET lahví vhodné ani vaničky a misky od ovoce. Použít nelze ani lahve od kosmetiky nebo drogerie, ačkoliv se jedná o totožný materiál, neboť to neumožňuje platná evropská legislativa. Pravidla pro výrobu plastových obalů pro styk s potravinami (tzv. food-contact) s obsahem recyklátu se navíc v nedávné době významně zpřísnila, protože kromě vysoké míry recyklace je minimálně stejně důležitým cílem ochrana zdraví spotřebitelů. Je proto nezbytné zajistit, aby byl plastový odpad před vstupem do recyklace důkladně dekontaminován. Z toho vyplývá, že pro opakovanou výrobu nápojových PET lahví je možné použít zase jen lahve od nápojů nebo mléka.

Nezanedbatelný vliv má i barevnost lahví. Z čirých PET lahví je možné vyrobit produkt jakékoliv barvy, z barevných pak jen barevný nebo černý.

Z pohledu recyklace je velmi problematický PET-G, i třeba jen v podobě etiket. Má totiž vlastnosti velmi podobné PVC, který je považován za jeden z hlavních kontaminantů plastů při recyklaci. PET-G se stejně jako PVC od klasického PETu velmi obtížně odděluje, a pokud zůstane součástí PET flakes, může komplikovat další recyklační proces. Jeho vytřídění je velmi obtížné i za využití moderních optických třídičů.

Závěrem lze konstatovat, že možností recyklace PET existuje hned celá řada a i technologicky je poměrně dobře zvládnutá. Nejvíce žádaná je opětovná výroba lahví, jelikož evropská legislativa požaduje, aby již v příštím roce, tj. 2025, nápojové PET lahve obsahovaly minimálně 25 % recyklovaných plastů a tento podíl bude do budoucna dále růst. Navíc bude třeba dodržet všechna pravidla pro ochranu zdraví spotřebitelů. To vše prudce zvýšilo poptávku po recyklovaném PETu, protože jej potřebují výrobci jak lahví, tak vláken a dalších aplikací. Zároveň to zesiluje tlak na kvalitu recyklace do lahví, což není úplně snadný úkol. Opakovaná recyklace PET lahví není bez nástrah s ohledem na jednak vlastnosti PETu a jednak některé příměsi – aditiva obsažená v lahvi, která často nelze standardními metodami z PETu odstranit.

Přestože je PET materiál, pro něhož existuje jak rozvinutý systém sběru odpadních obalů, tak řada fungujících recyklačních technologií, bude třeba i v budoucnu věnovat pozornost dalšímu výzkumu a vylepšování zpracovatelských technologií.