Muovien kiertotalouden ABC: Muovi – kehittyvä materiaali

Vähemmän mustavalkoisesti muovin voisi määritellä myös seuraavasti: Muovi on lähes kaikkea. Myös ongelma, kuten mikä tahansa materiaali, jos se päätyy väärään paikkaan. Mutta ennen kaikkea oikeassa käytössä mitä monipuolisin ja vastoin yleistä käsitystä myös ympäristöystävällinen materiaali, kunhan sitä ei hukata roskana luontoon.

Tämä kirjoitus on johdanto Muovien kiertotalous -aiheiseen VTT:n blogisarjaan. Tervetuloa kurkistamaan muovien maailmaan materiaalitutkijan silmin!

Pohjustetaan muoviin tutustumista muutamalla molekyylitason termillä. Yksinkertaistettuna muovimateriaali koostuu kappaleesta polymeeriketjuja. Ketjut taas muodostuvat lähtöaineista, joita kutsutaan monomeereiksi. Prosessia, jossa monomeerit liittyvät toisiinsa muodostaen pitkiä polymeeriketjuja sanotaan polymeroinniksi, ja lopputulos on tietenkin polymeeri.

Polymeerista tulee muovia, kun siihen yhdistetään lisäaineita, joita voi olla isokin osuus materiaalista. Muovituotteiden ominaisuuksien kirjo syntyy siitä, että niin monomeereja, niiden yhdistelmiä, polymeroitumisolosuhteita, lisäaineita kuin muovin prosessointimenetelmiäkin on useita erilaisia.

Tällä hetkellä suurin osa muovista valmistetaan fossiilisista raaka-aineista. Näitä raaka-aineita syntyy esimerkiksi öljynjalostuksen sivutuotteena: muovintuotannon kapasiteetti on siis hyvin riippuvainen öljyntuotannon määrästä. Fossiiliperäisestä muovista irtaantuminen on tärkeä pitkän tähtäimen tavoite, joka tukee ilmaston kannalta merkityksellisintä tavoitetta luopua fossiilisten raaka-aineiden käytöstä kokonaan.

Muovia voidaan valmistaa myös uusiutuvista raaka-aineista. Nämä biopohjaiset muovit voivat olla vastineita öljypohjaisille muoveille: niiden monomeerit ovat samanlaisia kuin öljyteollisuuden tuotteista jalostetut monomeerit, mutta monomeerien lähtöaineena on jokin uusiutuva raaka-aine. Tällaisten muovien ominaisuudet ovat samanlaisia kuin vastaavien öljypohjaisten muovien. Esimerkkinä on sokeriruokopohjainen polyeteeni (PE), joka on otettu käyttöön Legon kasveja esittävissä rakennuspalikoissa.

Toisaalta biopohjaisia muoveja voidaan valmistaa myös esim. tärkkelyksestä tai maitohaposta, jolloin lopputuote on myös biohajoava. Biomuoveja käsitellään laajemmin blogin toisessa osassa.

Muovi jatkaa tietään valmistajalta prosessoijalle useimmiten granulaatteina eli pieninä muovirakeina. Prosessoija valmistaa granulaateista sulattamalla ja muovaamalla tuotteita, jotka voivat olla esimerkiksi isoja kappaleita kuten säiliöitä ja auton osia, kalvoja kuten pusseja ja peitteitä tai pitkiä kappaleita kuten putkia ja profiileita.

Käytön aikana muovin tekee ainutlaatuiseksi sen keveys yhdistettynä muihin muokattavissa oleviin ominaisuuksiin. Esimerkiksi tie- ja lentoliikenteessä ja jopa avaruusaluksissa keveiden ja lujien muovikomposiittien käyttö metallisten osien sijaan tarkoittaa, että polttoainetta säästyy. Myös pakkauksissa erityisesti lasin korvaaminen muovilla keventää kuormaa sekä vähentää pakkausmateriaalin tarvetta kokonaisuudessaan, kun lisäsuojaa särkymiseltä ei tarvita.

Muovin kertakäyttöisyyden leima on korostunut viimeaikaisessa keskustelussa. Muovia käytetään kuitenkin myös pitkäikäisiin sovelluksiin, kuten putkistoihin ja rakennuselementteihin. On arvioitu, että kaikesta vuosien 1950 ja 2015 välillä valmistetusta muovista kolmasosa oli edelleen käytössä vuonna 2015.

Käyttöiän jälkeen muovituotteen elinkaarella on useita vaihtoehtoisia loppupisteitä. Kiertotalousmallin mukaisesti materiaalina kierrättäminen on tehokkainta resurssien hyödyntämistä. Muovien kierrätyksestä puhutaan enemmän blogisarjan kolmannessa osassa ja yleisemmin kiertotalouden kuluttajalähtöisistä liiketoimintamalleista sarjan neljännessä osassa.

Muovia voidaan kierrättää sekä mekaanisesti että kemiallisesti, riippuen lähtöaineen ominaisuuksista ja lopputuotteen vaatimuksista. Kemiallinen kierrätys on yksi osa uuden muovitalouden keinovalikoimaa. Sitä ja muita tulevaisuuden visioita käsitellään blogisarjan viidennessä eli viimeisessä osassa.

Mitä muovi lopulta on? Vastaaminen on vaikeaa, koska muovin lyhyt määritelmä, lisäaineistettu synteettinen polymeeri, antaa tilaa hyvin monenlaisille muovityypeille ja sovelluksille.

Materiaaliteknisesti olemmekin uuden ajan kynnyksellä. Materiaali-innovaatiot, kuten Paptic, yhdistävät muovien ja kuitutuotteiden ominaisuuksia ja laajentavat siten käsitystä kummastakin materiaalityypistä. Uusien materiaaliratkaisujen yhteydessä tarvitsemme jatkossa myös uusia, materiaalia paremmin kuvaavia termejä.

Toisaalta joidenkin tuotteiden sisältämää muovia on ehkä tarkoituksella pyritty häivyttämään taustalle, mikä on ymmärrettävää niin kauan kuin yleinen käsitys muovista pysyy suppeana ja siihen liitetään monia negatiivisia kaikuja. Esimerkiksi biopohjaisuus, biohajoavuus tai vaikkapa sähkönjohtavuus ovat ominaisuuksia, joita ei ensimmäisenä liitetä muoviin, mutta jotka kuitenkin ovat tänä päivänä mahdollisia määritteitä muovillekin. Tuotteen kuvailussa pitäisi päästä muovi/muoviton-linjalta pidemmälle, koska se, että tuotteessa on tai ei ole muovia ei lopulta kerro kuluttajalle juurikaan sen ominaisuuksista tai raaka-aineista.

VTT haluaa edistää vastuullista muovinkäyttöä ja uutta muovitaloutta yhdessä yritysten, kuluttajien ja muiden sidosryhmien kanssa. Keinoja voivat olla esimerkiksi kiertotalouskonseptien kehittäminen ja kestävän kehityksen mukaiset, korkean suorituskyvyn materiaaliratkaisut. Uusien innovaatioiden synnyttämiseen voidaan hyödyntää esimerkiksi VTT:n kattavaa polymeerien ja komposiittien prosessointilaitteistoa Tampereella.

Loppuun vielä lyhyt yhteenveto muovien maailmasta tamperelaisen silmin. Ei tää oo niin vakavaa, otetaan iha rennosti, nääs.

• Muovi: näitä on niin monenlaisia ja moneen tarkotukseen. Ilman sitä nysset olis tosi eri näkösiä. Vtt:n tutkijat on aika näppäriä keksimään siitä vaikka mitä uutta.
• Biomuovi: tää termi onki monimutkanen. Kato nääs se voi tarkoittaa sekä biopohjaista että biohajoavaa muovia – tai molempia. Media tuppaa käyttään tätä miten sattuu, mutta ekoa se ny o kumminki!
• Granulaatti: parin millin muovipallero, joka laitetaan koneeseen ja josta tehdään sulattamalla vaikka ohutta muovikalvoa. Kokeneimmat vttläiset tunnistaa muovityypin suoraan pallerosta, ei siihen mitään analyysilaitteita tarvita.
• Uusiomuovi: tää on sitä kierrätysmuovia. Sun kierrätykseen tuomista muovipakkauksista tehdään uudelleen muovia, jota käytetään vaikka muovipusseissa. Jonka sitten ostat kaupasta ostoksillesi, kun sää taas unohdit sen kangaskassin kotio. Ens kerralla sitte muistat.
• Kiertotalous: mää tuotan tätä materiaalia ja sää ostat siitä tehdyn tuotteen. Sitten se palautuu takas mulle ja homma alkaa uudestaan. Ihan noin niinku esimerkiksi. Yks kuuluisa turkulaine tähtitieteilijä sanoi, että kiertotaloutta pitäis harjoittaa enemmän, koska neitseelliset raaka-aineet loppuu pian maailmasta. Ainoo kerta kun voi sanoa, että turkulaine oli oikeassa.