חומצה פולילקטית (PLA): אלטרנטיבה ידידותית לסביבה לפלסטיק

מה זה PLA?

חומצה פולילקטית, המכונה גם PLA (חומצה פולילקטית), היא מונומר תרמופלסטי שמקורו במקורות אורגניים מתחדשים כגון עמילן תירס או קנה סוכר או עיסת סלק.

למרות שהוא זהה לפלסטיק הקודם, תכונותיו הפכו למשאבים מתחדשים, מה שהופך אותו לחלופה טבעית יותר לדלקים מאובנים.

PLA עדיין ניטרלי מבחינת פחמן, אכיל ומתכלה ביולוגית, מה שאומר שהוא יכול להתפרק לחלוטין בסביבות מתאימות במקום להתפרק למיקרופלסטיק מזיק.

בשל יכולתו להתפרק, הוא משמש בדרך כלל כחומר אריזה לשקיות פלסטיק מתכלות, קשיות, כוסות, צלחות וכלי אוכל.

מנגנון פירוק של PLA

PLA עובר פירוק לא ביולוגי באמצעות שלושה מנגנונים:

הידרוליזה: קבוצות האסטר בשרשרת הראשית נשברות, וכתוצאה מכך יורדות המשקל המולקולרי.

פירוק תרמי: תופעה מורכבת הגורמת להיווצרות של תרכובות שונות, כגון מולקולות קלות יותר, אוליגומרים ליניאריים וציקליים בעלי משקלים מולקולריים שונים, ולקטיד.

פירוק אורגני: קרינה אולטרה סגולה עלולה לגרום לפירוק. זהו הגורם העיקרי שחושף חומצה פולילקטית לאור שמש בפלסטיק, מיכלי אריזה ויישומי יריעות.

תגובת ההידרוליזה היא:

-COO- + H2O → -COOH + -OH

קצב הפירוק איטי מאוד בטמפרטורת הסביבה. מחקר משנת 2017 מצא כי PLA לא חווה כל אובדן איכות תוך שנה במי ים בטמפרטורה של 25 מעלות צלזיוס (77 מעלות פרנהייט), אך המחקר לא מדד את הפירוק או ספיגת המים של שרשראות פולימר.

מהם תחומי היישום של PLA?

1. מוצרי צריכה
PLA משמש במוצרי צריכה שונים, כגון כלי שולחן חד פעמיים, שקיות קניות לסופרמרקט, מעטפות למכשירי מטבח, כמו גם מחשבים ניידים ומכשירים ניידים.

2. חקלאות
PLA משמש בצורת סיבים לחוטי דיג ורשתות מסיב יחיד לצמחייה ולעקיחת עשבים שוטים. משמש לשקי חול, עציצים, רצועות קשירה וחבלים.

3. טיפול רפואי
PLA יכול להתפרק לחומצה לקטית בלתי מזיקה, מה שהופך אותו מתאים לשימוש כציוד רפואי בצורת עוגנים, ברגים, לוחות, פינים, מוטות ורשתות.

ארבעת מצבי הגריטה הנפוצים ביותר

1. מיחזור:
זה יכול להיות מיחזור כימי או מיחזור מכני. בבלגיה, חברת Galaxy השיקה את מפעל הפיילוט הראשון למיחזור כימי של PLA (Loopla). בניגוד למיחזור מכני, פסולת עשויה להכיל מזהמים שונים. חומצה פולילקטית ניתנת לשחזור כימית כמונומרים באמצעות פילמור תרמי או הידרוליזה. לאחר טיהור, ניתן להשתמש במונומרים לייצור PLA גולמי מבלי לאבד את תכונותיהם המקוריות.

2. קומפוסטציה:
PLA יכול להתפרק ביולוגית בתנאי קומפוסטציה תעשייתיים, תחילה באמצעות הידרוליזה כימית, לאחר מכן באמצעות עיכול מיקרוביאלי, ולבסוף להתפרק. בתנאי קומפוסטציה תעשייתיים (58 מעלות צלזיוס, PLA יכול להתפרק חלקית (כמחצית) למים ופחמן דו-חמצני תוך 60 יום, כאשר החלק הנותר מתפרק לאט הרבה יותר לאחר מכן, בהתאם לגבישות החומר. בסביבה ללא תנאים הכרחיים, הפירוק יהיה איטי מאוד, בדומה לפלסטיק לא ביולוגי, שלא יתפרק לחלוטין במשך מאות או אלפי שנים.

3. שריפה:
ניתן לשרוף PLA מבלי לייצר כימיקלים המכילים כלור או מתכות כבדות, מכיוון שהוא מכיל רק אטומי פחמן, חמצן ומימן. שריפת PLA שנגרט תייצר 19.5 מגה-ג'אול/ק"ג (8368 btu/lb) של אנרגיה מבלי להשאיר שאריות. תוצאה זו, יחד עם ממצאים אחרים, מצביעה על כך ששריפה היא שיטה ידידותית לסביבה לטיפול בחומצה פולילקטית בפסולת.

4. אתר פסולת:
למרות ש-PLA יכול להיכנס לאתרי פסולת, זוהי הבחירה הפחות ידידותית לסביבה משום שהחומר מתכלה לאט בטמפרטורות הסביבה, בדרך כלל לאט כמו פלסטיק אחר שאינו מתכלה.