Plastik PLA jest biodegradowalny, nadający się do recyklingu, biokompatybilny, kompostowalny i bioabsorbowalny, ale tylko w idealnych warunkach
Co to jest plastik PLA
PLA (zwany także PDLA, PLLA), lub lepiej mówiąc, polikwas mlekowy, to syntetyczny polimer termoplastyczny, który w kilku zastosowaniach zastępuje konwencjonalne tworzywa sztuczne. Aby dać wyobrażenie, może być stosowany w opakowaniach do żywności, opakowaniach kosmetycznych, plastikowych torebkach rynkowych, butelkach, długopisach, szklankach, pokrywkach, sztućcach, butelkach, szklankach, tacach, talerzach, foliach do produkcji tub, filamentach drukarskich 3D, wyroby medyczne, włókniny i nie tylko.
Nosi tę nazwę, ponieważ składa się z kilku powtarzających się łańcuchów kwasu mlekowego (związek organiczny o mieszanej funkcji - kwas karboksylowy i alkohol). Jest to kwas wytwarzany przez ssaki (w tym ludzi) i może być również pozyskiwany bezpośrednio przez bakterie - w tym przypadku proces jest nieco inny.
W procesie produkcji PLA bakterie wytwarzają kwas mlekowy w procesie fermentacji warzyw skrobiowych, takich jak burak, kukurydza i maniok, czyli jest on wytwarzany ze źródeł odnawialnych.
Ale nie możemy go pomylić z plastikiem skrobiowym, znanym jako skrobia termoplastyczna, ponieważ w procesie produkcji PLA skrobia jest używana po prostu do uzyskania kwasu mlekowego. W przeciwieństwie do termoplastycznego tworzywa skrobiowego, którego głównym surowcem jest skrobia. Spośród tych dwóch typów PLA jest korzystniejszy, ponieważ jest bardziej odporny i wygląda bardziej jak zwykły plastik, a ponadto jest w 100% biodegradowalnym tworzywem sztucznym (jeśli ma idealne warunki).
Kiedy pojawił się plastik PLA?
Badacze Carothers, Dorough i Natta po raz pierwszy zsyntetyzowali PLA w 1932 roku. Początkowo nie było to udane zadanie, ponieważ właściwości mechaniczne materiału nie były zadowalające. Myśląc o tym, Du Pont zsyntetyzował nowy PLA o lepszych właściwościach mechanicznych i opatentował go, ale była jeszcze jedna wada: ten nowy typ reagował z wodą. Tak więc dopiero w 1966 roku, kiedy Kulkar wykazał, że degradacja materiału może nastąpić in vitro i być lepiej obserwowana w laboratoriach, pojawiło się realne zainteresowanie jego zastosowaniem, głównie w medycynie.
Mimo to PLA o dobrych właściwościach mechanicznych ma dwie niewygodne cechy: niską udarność i wysoką temperaturę. Aby zmniejszyć jego kruchość, stosuje się plastyfikatory organiczne, takie jak glicerol i sorbitol. Ale możliwe jest również wstawianie włókien naturalnych lub wytwarzanie mieszanek (mechaniczne mieszanie różnych tworzyw sztucznych, gdzie nie zachodzi między nimi reakcja chemiczna), aby poprawić te aspekty.
Normy amerykańskie ASTM 6400, 6868, 6866; Europejska EN 13432 i brazylijska ABNT NBr 15448 pozwalają, aby po zmieszaniu PLA z innymi tworzywami sztucznymi w celu poprawy jego jakości, do 10% końcowej masy materiału nie ulega biodegradacji.
Rynek
W Brazylii jednym z głównych dystrybutorów tworzyw sztucznych PLA jest firma Resinex należąca do grupy Ravago, globalnego dostawcy usług dla przemysłu polimerów. Drugi to Naturework, który zajmuje się dystrybucją PLA produkowanego przez firmę Ingeo, która również należy do Naturework.
Innym dużym producentem jest Basf, globalna niemiecka firma chemiczna i światowy lider w branży chemicznej, założona w 1865 roku.
Korzyści
Plastik PLA ma bardzo korzystne właściwości. Oprócz tego, że jest tworzywem kompostowalnym, jest biodegradowalny, poddaje się recyklingowi mechanicznemu i chemicznemu, jest biokompatybilny i bioabsorbowalny.
Ponadto ma odpowiednią ważność dla większości zastosowań w opakowaniach jednorazowych i jest pozyskiwana ze źródeł odnawialnych (warzyw).
W porównaniu z konwencjonalnymi tworzywami sztucznymi, takimi jak polistyren (PS) i polietylen (PE), których degradacja zajmuje od 500 do 1000 lat, PLA zyskuje skokowo, ponieważ jego degradacja trwa od sześciu miesięcy do dwóch lat. A kiedy jest prawidłowo usuwany, zamienia się w nieszkodliwe substancje, ponieważ łatwo ulega degradacji przez wodę.
Kiedy niewielkie ilości PLA przedostają się z opakowania do żywności i dostają się do organizmu, nie stanowią zagrożenia dla zdrowia, gdyż przekształca się on w kwas mlekowy, który jest bezpieczną substancją spożywczą i naturalnie eliminowany przez organizm.
Aby przedstawić te cechy, jest szeroko stosowany w interwencjach medycznych, zastępując metalowe implanty. Implanty z tworzywa PLA powodują mniej stanów zapalnych, pozwalają uniknąć przeciążenia stresowego złamanego narządu i konieczności wykonania drugiej operacji usunięcia go z materiału.
To także lepsza alternatywa dla tradycyjnych toreb plastikowych, które są wytwarzane z plastiku pochodzącego ze źródeł nieodnawialnych poprzez spalanie paliw kopalnych.
Niedogodności
To wspaniałe, że plastik PLA ma możliwość biodegradacji, ale nie zawsze jest to możliwe. Aby nastąpiła właściwa degradacja, wyładowania z tworzywa PLA muszą być wykonane prawidłowo. Oznacza to, że materiał jest zdeponowany w kompostowniach, w których panują odpowiednie warunki oświetlenia, wilgotności, temperatury i odpowiedniej ilości mikroorganizmów.
Niestety większość brazylijskich odpadów trafia na wysypiska i wysypiska, gdzie nie ma gwarancji, że materiał ulegnie w 100% biodegradacji. Co gorsza, normalnie warunki na wysypiskach i wysypiskach powodują, że degradacja jest beztlenowa, to znaczy przy niskim stężeniu tlenu, powodując wydzielanie się metanu, jednego z najbardziej problematycznych gazów powodujących nierównowagę efektu cieplarnianego.
Inną niewykonalnością jest to, że koszt wytworzenia produktów PLA jest nadal wysoki, co sprawia, że produkt jest nieco droższy niż produkty konwencjonalne.
Jak już widzieliśmy, normy brazylijskie, europejskie i amerykańskie pozwalają na mieszanie PLA z innymi nieulegającymi biodegradacji tworzywami sztucznymi w celu poprawy jego właściwości, a mimo to nadają się jako biodegradowalne.
Ponadto badanie opublikowane przez Unicamp wykazało, że spośród wszystkich form recyklingu (mechanicznych, chemicznych i kompostowania) kompostowanie ma największy wpływ na środowisko. Recykling chemiczny zajął drugie miejsce, a mechanika okazała się mieć mniejszy wpływ.
Jak wyrzucić plastik PLA?
Ponieważ brazylijskie wysypiska śmieci i wysypiska śmieci nie nadają się do kompostowania, jednym ze sposobów zmniejszenia szkód jest wysyłanie materiałów wykonanych z tworzywa sztucznego PLA do miejsc, w których wytworzony metan można wychwytywać i ponownie wykorzystywać.
