Компостируемая одноразовая посуда

Посуда из формованного волокна — багасса, бамбук, формованная древесная масса — компостируема как подложка и была такой всегда. Трудность никогда не заключалась в волокне; она в том, чтобы заставить его удержать горячую и жирную еду.

Почему с жиром труднее, чем с водой

Жидкость растекается по твёрдому телу, когда поверхностная энергия твёрдого превосходит поверхностное натяжение жидкости, и собирается в каплю, когда не превосходит. Отсюда ясно видно, чем две задачи различаются.

У воды поверхностное натяжение около 72 мН/м — очень высокое из-за водородных связей. Почти любая гидрофобная поверхность лежит ниже, поэтому сделать вещь водоотталкивающей легко: годятся и воск, и силикон, и углеводородное покрытие.

У масел и жиров поверхностное натяжение около 25–35 мН/м — намного ниже. Чтобы отталкивать масло, поверхность обязана быть ниже уже этого, а доступная химия здесь узка. Углеводородные поверхности лежат около 30 мН/м и не справляются. Силиконы достигают примерно 20–24. Убедительно ниже опускаются только плотно упакованные фторуглеродные поверхности: слой, оканчивающийся группами CF₃, лежит около 15 мН/м.

В этом вся причина того, что ПФАС стали нормой в жиростойкой пищевой упаковке. Дело было не в инерции и не в цене: фторхимия делала то, чего не могла никакая другая, и делала это очень тонким слоем, не менявшим саму бумагу.

Чем её заменили и по какому механизму

Поскольку отталкивающая стратегия без фтора по существу недоступна, безфторные изделия вместо этого преграждают. Различие стоит удержать: отталкивающая поверхность собирает масло в каплю, а барьер позволяет маслу лежать на месте и не пропускает его насквозь.

Ламинирование плёнкой. Тонкий слой ПЛА, ПБС или ПГА на волокне. Действенно и просто, но добавляет полимерный слой, который сам обязан пройти стандарт компостируемости, — а покрытие из ПЛА приносит с собой и ограничения ПЛА, включая условие промышленного компостирования и рабочую температуру, ограниченную его температурой стеклования.

Уплотнение и размол. Более интенсивный размол массы и более сильное прессование закрывают поровую структуру, так что лёгкого пути насквозь не остаётся. Это работает вовсе без добавок ценой жёсткости, массы и скорости обезвоживания на производстве.

Минеральные и биополимерные покрытия. Глина, наноцеллюлоза, хитозан и крахмал образуют извилистый или сплошной слой, который масло не пересекает быстро. Наноцеллюлоза особенно действенна, поскольку её фибриллы укладываются в плотную плёнку, а химически это тот же материал, что и подложка.

Проклейка в массе восками или биооснованными проклеивающими веществами повышает водостойкость и замедляет проникновение масла, не создавая настоящей олеофобности.

Жиростойкость измеряют, а не утверждают: тест Kit (TAPPI T 559) оценивает стойкость по градуированному ряду смесей касторового масла, толуола и гептана с убывающим поверхностным натяжением, и более высокий номер Kit соответствует удержанию жидкости с более низким натяжением. Заявление о жиростойкости без номера Kit или равноценного испытания горячим маслом несопоставимо между продуктами.

Изменение вынудила регуляторная картина

ПФАС стойки по самому своему устройству: связь углерод–фтор есть прочнейшая одинарная связь в органической химии — ровно поэтому поверхность и работает и ровно поэтому молекулы не разлагаются. Дания запретила ПФАС в бумаге и картоне для контакта с пищей в 2020 году, ЕС ограничил их в пищевом контакте, несколько штатов США последовали за ними.

Свойство, сделавшее их полезными, и свойство, приведшее к запрету, — одно и то же свойство. Более слабая связь C–F разлагалась бы и заодно не давала бы нужной поверхностной энергии.