Mykeeli- ja leväpohjaisten materiaalien käyttö pakkauksissa

Abstract

Pakkausmateriaalien kasvava kulutus on luonut tarpeen ympäristöystävällisemmille materiaaliratkaisuille. Työssä esitellään mykeelistä valmistettavien biokomposiittien ja levästä valmistettavien biomuovien valmistus, valmistamiseen vaikuttavia tekijöitä, materiaalien mekaanisia ominaisuuksia ja ympäristövaikutuksia. Työssä suoritetaan materiaalivertailu, jossa mykeelikomposiittia vertaillaan paisutettuun polystyreeniin (EPS) ja levästä valmistettavia biomuoveja korkea- sekä matalatiheyksiseen polyeteeniin (PE-HD ja PE-LD) ja polypropeeniin (PP).

Mykeeli on sienen rihmasto-osa, joka kasvatettuna orgaanisen substraatin sekaan muodostaa komposiittirakenteen. Mykeelikomposiitin valmistamiseen vaikuttavia tekijöitä ovat sienilajike, kasvatusolosuhteet, käytetty substraatti ja mahdolliset kuuma- sekä kylmäpuristus menetelmät. Mykeelikomposiitit ovat mekaanisilta ominaisuuksiltaan materiaalivertailun perusteella samankaltaisia kuin EPS:stä valmistetut pakkaukset. Niiden korkeat puristus- ja taivutuslujuuksien arvot mahdollistavat niiden käytön pakkausmateriaaleina, joiden tehtävä on suojata ja tukea pakkauksien sisältämiä tuotteita. Mykeelistä valmistettujen pakkausten huono kosteudenkestävyys vaatii kuitenkin vielä kehitystä. Mykeelikomposiittien orgaaninen rakenne mahdollistaa niiden kierrätyksen biojätteenä, toisin kuin öljypohjaisella EPS:llä, joka ei ole biohajoavaa.

Levistä pystytään valmistamaan biomuoveja niiden sisältämien polysakkaridien avulla. Levät voidaan jaotella kolmeen eri pääryhmään niiden värin perusteella. Työssä esitellään punaisista, vihreistä ja ruskeista merilevistä saatavien karrageenin, algiinin ja agarin käyttöä biopohjaisten materiaalien valmistuksessa. Lisäksi työssä vertaillaan niiden mekaanisia ominaisuuksia ja ympäristövaikutuksia PE-HD, PE-LD ja PP muoveihin. Polysakkaridien erittely merilevistä sisältää yleensä erilaisia uutto-, alkali-, happo- ja neutraloimisvaiheita. Levistä valmistettavien biopohjaisten materiaalien mekaanisiin ominaisuuksiin vaikuttavia tekijöitä ovat esimerkiksi valmistusmenetelmät sekä käytetyt additiivit ja plastisoijat. Leväpohjaisten materiaalien ympäristövaikutukset ovat tutkimusten mukaan pienemmät kuin vastaavien öljypohjaisten muovien. Työssä esiteltyjen levästä valmistettujen muovien päätyessä luontoon ne hajoavat mikro-organismien vaikutuksesta muuttuen lopulta vedeksi, biomassaksi ja hiilidioksidiksi.