חומצה פולילקטית (PLA): אלטרנטיבה ידידותית לסביבה לפלסטיקה

מה זה PLA?

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

למרות שזה זהה לפלסטיקה קודמת, תכונותיה הפכו למשאבים מתחדשים, מה שהופך אותו לאלטרנטיבה טבעית יותר לדלקים מאובנים.

PLA הוא עדיין ניטרלי פחמן, אכיל ומתכלה, מה שאומר שהוא יכול להתפרק לחלוטין בסביבות מתאימות במקום לפרוץ למיקרו -פלסטיקה מזיקה.

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

מנגנון השפלה של PLA

PLA עוברת השפלה לא ביולוגית באמצעות שלושה מנגנונים:

הידרוליזה: קבוצות האסטר בשרשרת הראשית נשברות, וכתוצאה מכך ירידה במשקל המולקולרי.

פירוק תרמי: תופעה מורכבת המביאה להיווצרות של תרכובות שונות, כמו מולקולות בהירות יותר, אוליגומרים ליניאריים ומחזוריים עם משקולות מולקולריות שונות ולקטייד.

השפדה פוטו: קרינה אולטרה סגולה עלולה לגרום להשפלה. זהו הגורם העיקרי שחושף חומצה פולילקטית לאור שמש בפלסטיק, מיכלי אריזה ויישומי סרטים.

תגובת ההידרוליזה היא:

-COO- + H 2 O → -COOH + -OH

קצב ההשפלה איטי מאוד בטמפרטורת הסביבה. מחקר משנת 2017 מצא כי PLA לא חווה אובדן איכותי תוך שנה במי הים ב 25 מעלות צלזיוס (77 מעלות צלזיוס), אך המחקר לא מדד את הפירוק או ספיגת המים של שרשראות הפולימר.

מהם אזורי היישום של PLA?

1. מוצרי צריכה
PLA משמשת במוצרי צריכה שונים, כגון כלי שולחן חד פעמיים, שקיות קניות בסופרמרקט, מארזי מכשירי מטבח, כמו גם מחשבים ניידים ומכשירים כף יד.

2. חקלאות
PLA משמשת בצורת סיבים לקווי דיג בסיבים יחידים ורשתות לצמחייה ושליטת עשבים. משמש לשקיות חול, עציצים, רצועות כריכה וחבלים.

3. טיפול רפואי
ניתן להשפיל PLA לחומצה לקטית לא מזיקה, מה שהופך אותה מתאימה לשימוש כציוד רפואי בצורה של עוגנים, ברגים, צלחות, סיכות, מוטות ורשתות.

ארבעת מצבי המגרד האפשריים הנפוצים ביותר

1. מיחזור:
זה יכול להיות מיחזור כימי או מיחזור מכני. בבלגיה השיקה גלקסי את מפעל הפיילוט הראשון למחזור כימי של PLA (LOOPLA). שלא כמו מיחזור מכני, פסולת עשויה להכיל מזהמים שונים. ניתן לשחזר חומצה פולילקטית כמונומרים באמצעות פילמור תרמי או הידרוליזה. לאחר הטיהור ניתן להשתמש במונומרים לייצור PLA גולמי מבלי לאבד את התכונות המקוריות שלהם.

2. קומפוסטציה:
ניתן להתפרק ב- PLA בתנאי קומפוסטציה תעשייתיים, תחילה באמצעות הידרוליזה כימית, אחר כך באמצעות עיכול מיקרוביאלי, ולבסוף להשפיל אותו. בתנאי קומפוסטציה תעשייתיים (58 מעלות צלזיוס (136 מעלות צלזיוס), PLA יכול באופן חלקי (כמחצית) להתפרק למים ופחמן דו חמצני תוך 60 יום, כאשר החלק שנותר מתפרק הרבה יותר איטי אחר כך, תלוי בגבישות 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 כלור המכיל כימיקלים או מתכות כבדות, מכיוון שהוא מכיל רק אטומי פחמן, חמצן ומימן. שריפת PLA תייצר 19.5 MJ/kg (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 פסולת.

4. הטמנה:
למרות ש- PLA יכול להיכנס למזבלות, זו הבחירה הכי פחות ידידותית לסביבה מכיוון שהחומר משפיל לאט בטמפרטורות הסביבה, בדרך כלל לאט כמו פלסטיק אחר שאינו מתכלה.