اسید پولیلاکتیک (PLA): یک جایگزین سازگار با محیط زیست برای پلاستیک

PLA چیست؟

اسید پولیلاکتیک ، همچنین به عنوان PLA (اسید پلیلاکتیک) شناخته می شود ، یک مونومر ترموپلاستیک است که از منابع آلی تجدید پذیر مانند نشاسته ذرت یا نیشکر یا خمیر چغندر مشتق شده است.

اگرچه همان پلاستیک های قبلی است ، اما خواص آن به منابع تجدید پذیر تبدیل شده است و آن را به جایگزین طبیعی تر برای سوخت های فسیلی تبدیل می کند.

PLA هنوز هم خنثی ، خوراکی و تخریب پذیر کربن است ، به این معنی که می تواند به جای اینکه به ریزگردهای مضر تبدیل شود ، در محیط های مناسب کاملاً تجزیه شود.

به دلیل توانایی تجزیه آن ، معمولاً به عنوان یک ماده بسته بندی برای کیسه های پلاستیکی قابل تجزیه ، نی ، فنجان ، بشقاب و کارد و چنگال استفاده می شود.

مکانیسم تخریب PLA

PLA از طریق سه مکانیسم تحت تخریب غیر بیولوژیکی قرار می گیرد:

هیدرولیز: گروه های استر در زنجیره اصلی شکسته می شوند و در نتیجه کاهش وزن مولکولی ایجاد می شود.

تجزیه حرارتی: یک پدیده پیچیده که منجر به تشکیل ترکیبات مختلف مانند مولکول های سبک تر ، الیگومرهای خطی و چرخه ای با وزن مولکولی مختلف و لاکتید می شود.

نوری تخریب: اشعه ماوراء بنفش می تواند باعث تخریب شود. این عامل اصلی است که اسید پولیلاکتیک را در معرض نور خورشید در پلاستیک ، ظروف بسته بندی و کاربردهای فیلم قرار می دهد.

واکنش هیدرولیز:

-COO- + H 2 O → -COOH + -OH

میزان تخریب در دمای محیط بسیار کند است. یک مطالعه 2017 نشان داد که PLA در طی یک سال در آب دریا با دمای 25 درجه سانتیگراد (77 درجه فارنهایت) هیچ گونه ضرر کیفیت را تجربه نمی کند ، اما این مطالعه تجزیه یا جذب آب زنجیرهای پلیمری را اندازه گیری نمی کند.

مناطق کاربردی PLA چیست؟

1. کالاهای مصرفی
PLA در کالاهای مختلف مصرفی مانند کارد و چنگال یکبار مصرف ، کیسه های خرید سوپر مارکت ، وسایل لوازم آشپزخانه و همچنین لپ تاپ و دستگاه های دستی استفاده می شود.

2. کشاورزی
PLA در فرم فیبر برای خطوط ماهیگیری فیبر و شبکه برای پوشش گیاهی و کنترل علفهای هرز استفاده می شود. برای کیسه های ماسه ای ، گلدان های گل ، تسمه های اتصال و طناب استفاده می شود.

3 درمان پزشکی
PLA را می توان به اسید لاکتیک بی ضرر تخریب کرد و آن را برای استفاده به عنوان تجهیزات پزشکی به شکل لنگرها ، پیچ ها ، بشقاب ها ، پین ها ، میله ها و شبکه ها مناسب کرد.

چهار موقعیت متداول در مورد خراش ممکن

1. بازیافت:
این می تواند بازیافت شیمیایی یا بازیافت مکانیکی باشد. در بلژیک ، کهکشان اولین کارخانه آزمایشی برای بازیافت شیمیایی PLA (Loopla) را راه اندازی کرده است. بر خلاف بازیافت مکانیکی ، زباله ها ممکن است حاوی آلاینده های مختلفی باشند. اسید پولیلاکتیک را می توان به عنوان مونومرها از طریق پلیمریزاسیون حرارتی یا هیدرولیز به صورت شیمیایی بازیابی کرد. پس از تصفیه ، از مونومرها می توان برای تولید PLA خام بدون از دست دادن خواص اصلی خود استفاده کرد.

2. کمپوست:
PLA را می توان در شرایط کمپوست صنعتی ، ابتدا از طریق هیدرولیز شیمیایی ، سپس از طریق هضم میکروبی ، تجزیه کرد و در نهایت تخریب شد. در شرایط کمپوست صنعتی (58 درجه سانتیگراد (136 درجه فارنهایت)) ، PLA می تواند تا حدی (حدود نیمی) در طی 60 روز به دی اکسید آب و کربن تجزیه شود ، با این که قسمت باقی مانده بسته به تبلور مواد ، بسیار کندتر تجزیه می شود. در یک محیط بدون شرایط لازم ، تجزیه بسیار کند خواهد بود ، مشابه پلاستیک های غیر بیولوژیکی ، که صدها یا هزاران سال کاملاً تجزیه نخواهد شد.

3 سوزاندن:
PLA را می توان بدون تولید کلر حاوی مواد شیمیایی یا فلزات سنگین سوزاند ، زیرا فقط حاوی اتم های کربن ، اکسیژن و هیدروژن است. سوزاندن PLA خرد شده 19.5 MJ/kg (8368 BTU/LB) انرژی بدون ترک هیچ گونه باقی مانده تولید می کند. این نتیجه ، همراه با سایر یافته ها ، نشان می دهد که سوزاندن روشی سازگار با محیط زیست برای درمان اسید پلیلاکتیک زباله است.

4. دفن زباله:
اگرچه PLA می تواند وارد دفن زباله ها شود ، اما کمترین انتخاب سازگار با محیط زیست است زیرا مواد به آرامی در دمای محیط تخریب می شوند ، به طور معمول به آرامی به عنوان سایر پلاستیک های غیر قابل تخریب.