Hvad er BPA, og hvorfor er det i så mange plastikprodukter?

Bisphenol A, eller BPA, er et kemikalie, der er meget udbredt til fremstilling af hård, klar plast. Det er et hormonforstyrrende stof, der har været forbundet med mange negative sundhedseffekter, herunder hjerte-kar-sygdomme og diabetes. I 2013 forbød den amerikanske regering brugen af ​​det i babyprodukter, der kommer i kontakt med fødevarer, såsom flasker eller emballage til modermælkserstatning.

På det tidspunkt konkluderede U.S. Food and Drug Administration, at en vis eksponering var sikker for voksne. Men andre sundhedsagenturer, herunder Den Europæiske Fødevaresikkerhedsautoritet, har konkluderet, at niveauerne af BPA, som FDA anser for sikre, også kan have negative helbredseffekter for voksne.

I begyndelsen af ​​juni 2022 signalerede FDA, at den genovervejer, hvilken mængde eksponering for BPA der er sikker for voksne, og meddelte, at den ville genoverveje sin vejledning om brugen af ​​BPA i plast, der kommer i kontakt med fødevarer.

Som syntetisk polymerkemiker tænker jeg meget over, hvordan man designer nye polymerer, med særlig fokus på, hvordan man gør det bæredygtigt. Det er naturligt at undre sig over, hvorfor virksomheder ikke blot erstatter BPA med et andet kemikalie, hvis sundhed er sådan en bekymring. Hemmeligheden bag, hvad der gør BPA til en sådan uerstattelig ingrediens i plast, er den samme ting, der fører til dets sundhedsrisici - molekylets kemiske struktur.

Hvad er BPA?

BPA er et lille molekyle lavet af to kulstofringe med en bundet oxygen og hydrogen knyttet til hver ende. BPA kan reagere med andre kulstofbaserede molekyler og danne lange kæder, hvor BPA-molekylerne er syet sammen af ​​små kemiske led.

Næsten al den BPA, der produceres i verden, bruges til at fremstille plast, for det meste en specifik type kaldet polycarbonat. BPA-afledte polycarbonater er gennemsigtige, utrolig stærke, lette og begynder ikke at smelte eller miste strukturel integritet, før de når meget høje temperaturer. Disse egenskaber gør polycarbonater fremragende egnet til brug i alt fra briller til vandflasker.

Det handler om strukturen

I kemi betyder struktur alt. Årsagerne til, at forskellige materialer har forskellige egenskaber, skyldes deres kemiske struktur.

BPA-polymerer er stive, fordi carbonringene i BPA-molekyler i sig selv er stive. Sammenlign dette med polyethylen, det tynde, fleksible materiale, der bruges til at fremstille plastikposer. De lange kæder af gentagne molekyler, der udgør polyethylen, er meget fleksible. Så den plast, de producerer, er også meget bøjelig.

Hvordan udvaskes BPA'er af plastik?

Når der fremstilles BPA-plast, er næsten alle de enkelte molekyler af BPA kemisk bundet til plasten. Så det meste af den BPA, der siver ud af madbeholdere eller vandflasker, skyldes, at plastikken langsomt nedbrydes.

Når BPA-polycarbonater udsættes for vand og varme - for eksempel når du sætter en plastikflaske i din opvaskemaskine - kan de kemiske bindinger, der forbinder disse BPA-molekyler, nedbrydes i en proces kendt som hydrolyse. På grund af sin unikke struktur er BPA polycarbonater generelt mere modtagelige for hydrolyse end plast som polyethylen.

Hydrolyse nedbryder plastik på et kemisk niveau, og dette frigiver en lille mængde BPA-molekyler til miljøet. I en undersøgelse fandt forskerne ud af, at processen med at vaske en polycarbonatflaske udvaskede 0,2 til 0,3 milligram BPA i hver liter vand. For sammenhængen er dette hundredvis af gange mindre koncentreret end niveauerne af calcium og natrium i drikkevand.

Søgningen efter en BPA-erstatning

BPA er et hormonforstyrrende middel, hvilket betyder, at det forstyrrer, hvordan hormoner fungerer i kroppen. I betragtning af de negative sundhedseffekter ved at indtage BPA og det faktum, at det nedbrydes, når det udsættes for vand, har kemikere ledt efter erstatninger i årevis.

En stor bekymring med at designe ny plast er, at udskiftning af BPA med et andet molekyle muligvis ikke slipper af med de negative sundhedseffekter. Ligesom den kemiske struktur af BPA bestemmer materialets egenskaber, er strukturen også det, der udløser de negative biologiske effekter. Hormonforstyrrende stoffer som BPA kan på grund af deres strukturer, der ligner naturlige hormoner, binde sig til og aktivere hormonreceptorer.

Forskning har vist, at strukturelt lignende kemiske erstatninger, såsom bisphenol F, producerer lignende sundhedseffekter som BPA.

Det er heller ikke nemt at bytte et nyt molekyle ind, der har en anden kemisk struktur, fordi plastikken så mister de ønskede egenskaber ved BPA-polycarbonater. Men der er noget lovende ny forskning. En undersøgelsesvej fokuserer på fremstilling af polycarbonater ved at reagere stive biobaserede molekyler med kuldioxidgas.

Polycarbonater er en allestedsnærværende del af det moderne liv. Efterhånden som forskere udvikler nye materialer, er det vigtigt at overveje ikke kun sundhedsrisiciene - som EPA gør med BPA - men også miljøeffekterne. + Udforsk yderligere

Forskere gør plastik mere nedbrydeligt under UV-lys

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.