Πολυξικό οξύ (PLA): Μια φιλική προς το περιβάλλον εναλλακτική λύση στα πλαστικά

Τι είναι το PLA;

Το πολυπαρακτικό οξύ, επίσης γνωστό ως PLA (πολυλογακτικό οξύ), είναι ένα θερμοπλαστικό μονομερές που προέρχεται από ανανεώσιμες οργανικές πηγές όπως άμυλο καλαμποκιού ή ζαχαροκάλαμο ή πολτό τεύτλων.

Αν και είναι το ίδιο με τα προηγούμενα πλαστικά, οι ιδιότητές του έχουν γίνει ανανεώσιμοι πόροι, καθιστώντας την πιο φυσική εναλλακτική λύση στα ορυκτά καύσιμα.

Το PLA εξακολουθεί να είναι ουδέτερο, βρώσιμο και βιοαποικοδομήσιμο, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να αποσυντεθεί εντελώς σε κατάλληλα περιβάλλοντα αντί να σπάσει σε επιβλαβή μικροπλάσματα.

Λόγω της ικανότητάς του να αποσυντίθεται, χρησιμοποιείται συνήθως ως υλικό συσκευασίας για βιοδιασπώμενες πλαστικές σακούλες, καλαμάκια, κύπελλα, πλάκες και επιτραπέζια σκεύη.

Μηχανισμός υποβάθμισης του PLA

Το PLA υφίσταται μη βιολογική αποικοδόμηση μέσω τριών μηχανισμών:

Υδρόλυση: Οι ομάδες εστέρα στην κύρια αλυσίδα σπάζουν, με αποτέλεσμα τη μείωση του μοριακού βάρους.

Θερμική αποσύνθεση: Ένα πολύπλοκο φαινόμενο που έχει ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό διαφορετικών ενώσεων, όπως ελαφρύτερα μόρια, γραμμικά και κυκλικά ολιγομερή με διαφορετικά μοριακά βάρη και λακτίδιο.

Φωτοαποικοδόμηση: Η υπεριώδη ακτινοβολία μπορεί να προκαλέσει αποικοδόμηση. Αυτός είναι ο κύριος παράγοντας που εκθέτει το πολυλακτικό οξύ στο φως του ήλιου σε πλαστικά, δοχεία συσκευασίας και εφαρμογές φιλμ.

Η αντίδραση υδρόλυσης είναι:

-COO- + H2 O → -COOH + -OH

Ο ρυθμός υποβάθμισης είναι πολύ αργός σε θερμοκρασία περιβάλλοντος. Μια μελέτη του 2017 διαπίστωσε ότι το PLA δεν παρουσίασε καμία απώλεια ποιότητας εντός ενός έτους στο θαλασσινό νερό στους 25 ° C (77 ° F), αλλά η μελέτη δεν μέτρησε την αποσύνθεση ή την απορρόφηση νερού των πολυμερών αλυσίδων.

Ποιες είναι οι περιοχές εφαρμογής του PLA;

1. Καταναλωτικά αγαθά
Το PLA χρησιμοποιείται σε διάφορα καταναλωτικά αγαθά, όπως επιτραπέζια σκεύη, τσάντες σούπερ μάρκετ, περιβλήματα συσκευών κουζίνας, καθώς και φορητούς υπολογιστές και φορητές συσκευές.

2 Γεωργία
Το PLA χρησιμοποιείται σε μορφή ινών για γραμμές αλιείας και δίχτυα για τη βλάστηση και τον έλεγχο των ζιζανίων. Χρησιμοποιείται για σάκους άμμου, γλάστρες, ιμάντες δέσμευσης και σχοινιά.

3. Ιατρική θεραπεία
Το PLA μπορεί να υποβαθμιστεί σε αβλαβές γαλακτικό οξύ, καθιστώντας το κατάλληλο για χρήση ως ιατρικός εξοπλισμός με τη μορφή άγκυρων, βιδών, πλακών, καρφίτσες, ράβδοι και δίχτυα.

Οι τέσσερις πιο συνηθισμένες πιθανές καταστάσεις διάλυσης

1. Ανακύκλωση:
Μπορεί να είναι χημική ανακύκλωση ή μηχανική ανακύκλωση. Στο Βέλγιο, ο Galaxy ξεκίνησε το πρώτο πιλοτικό εργοστάσιο για χημική ανακύκλωση του PLA (Loopla). Σε αντίθεση με τη μηχανική ανακύκλωση, τα απόβλητα ενδέχεται να περιέχουν διάφορους ρύπους. Το πολυπαρακτικό οξύ μπορεί να ανακτηθεί χημικά ως μονομερή μέσω θερμικού πολυμερισμού ή υδρόλυσης. Μετά τον καθαρισμό, τα μονομερή μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή ακατέργαστων PLA χωρίς να χάσουν τις αρχικές τους ιδιότητες.

2. Κομποστοποίηση:
Το PLA μπορεί να βιοαποικοδομηθεί υπό βιομηχανικές συνθήκες κομποστοποίησης, πρώτα μέσω χημικής υδρόλυσης, στη συνέχεια μέσω μικροβιακής πέψης, και τελικά υποβαθμισμένη. Κάτω από τις συνθήκες βιομηχανικής κομποστοποίησης (58 ° C (136 ° F)), το PLA μπορεί εν μέρει (περίπου το ήμισυ) να αποσυντίθεται σε νερό και διοξείδιο του άνθρακα εντός 60 ημερών, με το υπόλοιπο τμήμα να αποσυντίθεται πολύ πιο αργή στη συνέχεια, ανάλογα με την κρυσταλλικότητα του υλικού. Σε ένα περιβάλλον χωρίς απαραίτητες συνθήκες, η αποσύνθεση θα είναι πολύ αργή, παρόμοια με τα μη βιολογικά πλαστικά, τα οποία δεν θα αποσυντίθενται εντελώς για εκατοντάδες ή χιλιάδες χρόνια.

3. Καύση:
Το PLA μπορεί να αποτεφρωθεί χωρίς να παράγεται χημικά που περιέχουν χλώριο ή βαριά μέταλλα, καθώς περιέχει μόνο άτομα άνθρακα, οξυγόνου και υδρογόνου. Η καύση διαλυμένη PLA θα δημιουργήσει 19,5 MJ/kg (8368 BTU/LB) ενέργειας χωρίς να αφήσει κανένα υπόλειμμα. Αυτό το αποτέλεσμα, μαζί με άλλα ευρήματα, υποδεικνύει ότι η αποτέφρωση είναι μια φιλική προς το περιβάλλον μέθοδος για τη θεραπεία του πολυστατικού οξέος.

4. Χώρος υγειονομικής ταφής:
Παρόλο που το PLA μπορεί να εισέλθει σε χώρους υγειονομικής ταφής, είναι η λιγότερο φιλική προς το περιβάλλον επιλογή, επειδή το υλικό υποβαθμίζεται αργά σε θερμοκρασίες περιβάλλοντος, συνήθως τόσο αργά όσο και άλλα μη αποικοδομήσιμα πλαστικά.