חומצה פולילקטית (PLA): חלופה ידידותית לסביבה לפלסטיק

מה זה PLA?

חומצה פולילקטית, הידועה גם בשם PLA (פולילקטית), היא מונומר תרמופלסטי המופק ממקורות 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 לדלק מאובנים.

PLA הוא עדיין ניטרלי פחמן, אכיל ומתכלה, מה שאומר שהוא יכול להתפרק לחלוטין בסביבות מתאימות במקום להישבר למיקרו-פלסטיק מזיק.

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

מנגנון פירוק של PLA

PLA עובר פירוק לא ביולוגי באמצעות שלושה מנגנונים:

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

פירוק תרמי: תופעה מורכבת הגורמת להיווצרות תרכובות שונות, כמו מולקולות קלות יותר, אוליגומרים ליניאריים ומחזוריים בעלי משקל מולקולרי שונה ולקטיד.

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

תגובת ההידרוליזה היא:

-COO- + H 2 O → -COOH + -OH

קצב הפירוק איטי מאוד בטמפרטורת הסביבה. מחקר משנת 2017 מצא ש-PLA לא חווה אובדן איכות בתוך שנה במי ים ב-25 מעלות צלזיוס (77 מעלות פרנהייט), אך המחקר לא מדד את הפירוק או ספיגת המים של שרשראות פולימרים.

מהם תחומי היישום של PLA?

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

2. חקלאות
PLA משמש בצורת סיבים עבור חוטי דיג סיבים בודדים ורשתות להדברת צמחייה ועשבים. משמש לשקי חול, עציצים, רצועות קשירה וחבלים.

3. טיפול רפואי
ניתן לפרק את PLA לחומצת חלב לא מזיקה, מה שהופך אותו למתאים לשימוש כציוד רפואי בצורת עוגנים, ברגים, צלחות, פינים, מוטות ורשתות.

ארבעת מצבי הגריטה הנפוצים ביותר

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

2. קומפוסט:
PLA ניתן לפירוק ביולוגי בתנאי קומפוסטציה תעשייתיים, תחילה באמצעות הידרוליזה כימית, לאחר מכן באמצעות עיכול מיקרוביאלי, ולבסוף לפירוק. בתנאי קומפוסטציה תעשייתיים (58 מעלות צלזיוס (136 מעלות פרנהייט)), PLA יכול להתפרק חלקית (בערך חצי) למים ולפחמן דו חמצני תוך 60 יום, כאשר החלק הנותר מתפרק הרבה יותר לאט לאחר מכן, בהתאם לגבישיות החומר. בסביבה ללא תנאים הכרחיים, הפירוק יהיה איטי מאוד, בדומה לפלסטיק לא ביולוגי, אשר לא 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 שנשמט תיצור 19.5 MJ/kg (8368 btu/lb) של אנרגיה מבלי להשאיר שאריות. תוצאה זו, יחד עם ממצאים נוספים, מצביעות על כך ששריפה היא שיטה ידידותית לסביבה לטיפול בפסולת חומצה פולילקטית.

4. מזבלה:
למרות ש-PLA יכול להיכנס למזבלות, זוהי הבחירה הכי פחות ידידותית לסביבה מכיוון שהחומר מתכלה לאט בטמפרטורות הסביבה, בדרך כלל לאט כמו פלסטיקים שאינם מתכלים אחרים.