Polylactic Acid (PLA): Một sự thay thế thân thiện với môi trường cho nhựa

Polylactic Acid (PLA): Một sự thay thế thân thiện với môi trường cho nhựa

PLA là gì?

Axit polylactic, còn được gọi là PLA (axit polylactic), là một monome nhiệt dẻo có nguồn gốc từ các nguồn hữu cơ tái tạo như tinh bột ngô hoặc mía hoặc bột củ cải.

Mặc dù nó giống như nhựa trước, nhưng các tính chất của nó đã trở thành tài nguyên tái tạo, làm cho nó trở thành một sự thay thế tự nhiên hơn cho nhiên liệu hóa thạch.

PLA vẫn là trung tính carbon, ăn được và phân hủy sinh học, điều đó có nghĩa là nó hoàn toàn có thể phân hủy trong môi trường thích hợp thay vì đột nhập vào các vi sinh vật có hại.

Do khả năng phân hủy, nó thường được sử dụng làm vật liệu đóng gói cho túi nhựa, ống hút, cốc, đĩa và bộ đồ ăn có thể phân hủy sinh học.

Vật liệu đóng gói PLA (1)

Cơ chế suy thoái của PLA

PLA trải qua suy thoái không sinh học thông qua ba cơ chế:

Thủy phân: Các nhóm este trong chuỗi chính bị phá vỡ, dẫn đến giảm trọng lượng phân tử.

Phân hủy nhiệt: một hiện tượng phức tạp dẫn đến sự hình thành các hợp chất khác nhau, chẳng hạn như các phân tử nhẹ hơn, oligomers tuyến tính và tuần hoàn với trọng lượng phân tử khác nhau và lactide.

PhotodeGregation: Bức xạ tia cực tím có thể gây ra sự xuống cấp. Đây là yếu tố chính phơi nhiễm axit polylactic với ánh sáng mặt trời trong các hộp nhựa, đóng gói và các ứng dụng phim.

Phản ứng thủy phân là:

-Coo- + h 2 o → -cooh + -oh

Tốc độ xuống cấp rất chậm ở nhiệt độ môi trường. Một nghiên cứu năm 2017 cho thấy PLA không bị mất chất lượng trong vòng một năm ở nước biển ở 25 ° C (77 ° F), nhưng nghiên cứu không đo lường sự phân hủy hoặc hấp thụ nước của chuỗi polymer.

Vật liệu đóng gói PLA (2)

Các khu vực ứng dụng của PLA là gì?

1. Hàng tiêu dùng
PLA được sử dụng trong các mặt hàng tiêu dùng khác nhau, chẳng hạn như bộ đồ ăn dùng một lần, túi mua sắm siêu thị, vỏ thiết bị nhà bếp, cũng như máy tính xách tay và thiết bị cầm tay.

2. Nông nghiệp
PLA được sử dụng ở dạng sợi cho các đường câu cá và lưới sợi đơn để kiểm soát thực vật và cỏ dại. Được sử dụng cho bao cát, chậu hoa, dây đai ràng buộc và dây thừng.

3. Điều trị y tế
PLA có thể bị phân hủy thành axit lactic vô hại, làm cho nó phù hợp để sử dụng làm thiết bị y tế dưới dạng neo, ốc vít, đĩa, ghim, thanh và lưới.

Vật liệu đóng gói PLA (3)

Bốn tình huống loại bỏ phổ biến nhất có thể

1. Tái chế:
Nó có thể là tái chế hóa học hoặc tái chế cơ học. Tại Bỉ, Galaxy đã ra mắt nhà máy thí điểm đầu tiên để tái chế hóa chất PLA (Loopla). Không giống như tái chế cơ học, chất thải có thể chứa các chất ô nhiễm khác nhau. Axit polylactic có thể được thu hồi hóa học như các monome thông qua trùng hợp nhiệt hoặc thủy phân. Sau khi tinh chế, các monome có thể được sử dụng để sản xuất PLA thô mà không mất thuộc tính ban đầu của chúng.

2. Ủ phân:
PLA có thể được phân hủy sinh học trong điều kiện phân bón công nghiệp, đầu tiên thông qua quá trình thủy phân hóa học, sau đó thông qua quá trình tiêu hóa vi sinh vật và cuối cùng bị suy giảm. Trong điều kiện phân bón công nghiệp (58 ° C (136 ° F)), PLA có thể một phần (khoảng một nửa) phân hủy thành nước và carbon dioxide trong vòng 60 ngày, với phần còn lại phân hủy chậm hơn nhiều sau đó, tùy thuộc vào độ kết tinh của vật liệu. Trong một môi trường không có điều kiện cần thiết, sự phân hủy sẽ rất chậm, tương tự như nhựa không sinh học, sẽ không phân hủy hoàn toàn trong hàng trăm hoặc hàng ngàn năm.

3. Đốt cháy:
PLA có thể được đốt mà không tạo ra clo có chứa hóa chất hoặc kim loại nặng, vì nó chỉ chứa các nguyên tử carbon, oxy và hydro. Đốt cháy PLA sẽ tạo ra 19,5 mJ/kg (8368 btu/lb) năng lượng mà không để lại bất kỳ dư lượng nào. Kết quả này, cùng với các phát hiện khác, chỉ ra rằng việc đốt là một phương pháp thân thiện với môi trường để xử lý axit polylactic chất thải.

4. Bãi rác:
Mặc dù PLA có thể đi vào các bãi rác, nhưng đây là lựa chọn ít thân thiện với môi trường nhất vì vật liệu giảm dần ở nhiệt độ môi trường, thường là chậm như các loại nhựa không phân hủy khác.


Thời gian sau: 20-2024