Պոլիլակտիկ թթու (PLA). պլաստիկի էկոլոգիապես մաքուր այլընտրանք

Ի՞նչ է PLA-ն։

Պոլիլակտիկ թթուն, որը հայտնի է նաև որպես PLA (պոլիլակտիկ թթու), ջերմապլաստիկ մոնոմեր է, որը ստացվում է վերականգնվող օրգանական աղբյուրներից, ինչպիսիք են եգիպտացորենի օսլան, շաքարեղեգը կամ ճակնդեղի միջուկը։

Չնայած այն նույնն է, ինչ նախորդ պլաստմասսաները, դրա հատկությունները դարձել են վերականգնվող ռեսուրսներ, ինչը այն դարձնում է ավելի բնական այլընտրանք բրածո վառելիքին։

PLA-ն դեռևս ածխածնային չեզոք է, ուտելի և կենսաքայքայվող, ինչը նշանակում է, որ այն կարող է լիովին քայքայվել համապատասխան միջավայրերում՝ վնասակար միկրոպլաստիկների վերածվելու փոխարեն։

Քայքայվելու ունակության շնորհիվ այն լայնորեն օգտագործվում է որպես փաթեթավորման նյութ կենսաքայքայվող պլաստիկ տոպրակների, ծղոտների, բաժակների, ափսեների և սեղանի սպասքի համար։

PLA-ի քայքայման մեխանիզմը

PLA-ն ենթարկվում է ոչ կենսաբանական քայքայման երեք մեխանիզմների միջոցով՝

Հիդրոլիզ. Հիմնական շղթայի էսթերային խմբերը քայքայվում են, ինչը հանգեցնում է մոլեկուլային քաշի նվազմանը։

Ջերմային քայքայում. բարդ երևույթ, որը հանգեցնում է տարբեր միացությունների առաջացմանը, ինչպիսիք են՝ ավելի թեթև մոլեկուլները, տարբեր մոլեկուլային քաշ ունեցող գծային և ցիկլիկ օլիգոմերները և լակտիդները։

Ֆոտոքայքայում. Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը կարող է քայքայման պատճառ դառնալ: Սա հիմնական գործոնն է, որը պոլիլակտիկ թթուն ենթարկում է արևի լույսի՝ պլաստիկե տարաների, փաթեթավորման տարաների և թաղանթային կիրառությունների մեջ:

Հիդրոլիզի ռեակցիան հետևյալն է.

-COO- + H 2 O → -COOH + -OH

Քայքայման արագությունը շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանում շատ դանդաղ է։ 2017 թվականի ուսումնասիրությունը պարզել է, որ PLA-ն մեկ տարվա ընթացքում 25°C (77°F) ջերմաստիճանում ծովի ջրում որակի որևէ կորուստ չի կրել, սակայն ուսումնասիրությունը չի չափել պոլիմերային շղթաների քայքայումը կամ ջրի կլանումը։

Որո՞նք են PLA-ի կիրառման ոլորտները:

1. Սպառողական ապրանքներ
PLA-ն օգտագործվում է տարբեր սպառողական ապրանքների մեջ, ինչպիսիք են միանգամյա օգտագործման սպասքը, սուպերմարկետների գնումների պայուսակները, խոհանոցային տեխնիկայի պատյանները, ինչպես նաև նոութբուքերը և ձեռքի սարքերը:

2. Գյուղատնտեսություն
PLA-ն օգտագործվում է մանրաթելային տեսքով՝ բուսականության և մոլախոտերի դեմ պայքարի համար նախատեսված միաթել ձկնորսական թելերի և ցանցերի համար: Օգտագործվում է ավազե պարկերի, ծաղկամանների, կապող ժապավենների և պարանների համար:

3. Բժշկական բուժում
PLA-ն կարող է քայքայվել անվնաս կաթնաթթվի, ինչը այն հարմար է դարձնում որպես բժշկական սարքավորումներ օգտագործելու համար՝ խարիսխների, պտուտակների, թիթեղների, քորոցների, ձողերի և ցանցերի տեսքով։

Չորս ամենատարածված հնարավոր ջարդոնային իրավիճակները

1. Վերամշակում.
Դա կարող է լինել քիմիական կամ մեխանիկական վերամշակում: Բելգիայում Galaxy-ն գործարկել է PLA-ի քիմիական վերամշակման առաջին փորձնական գործարանը (Loopla): Ի տարբերություն մեխանիկական վերամշակման, թափոնները կարող են պարունակել տարբեր աղտոտիչներ: Պոլիլակտիկ թթուն կարող է քիմիապես վերականգնվել որպես մոնոմերներ՝ ջերմային պոլիմերացման կամ հիդրոլիզի միջոցով: Մաքրումից հետո մոնոմերները կարող են օգտագործվել PLA-ի հումքի արտադրության համար՝ առանց կորցնելու իրենց սկզբնական հատկությունները:

2. Կոմպոստացում։
PLA-ն կարող է կենսաքայքայվել արդյունաբերական կոմպոստացման պայմաններում՝ նախ քիմիական հիդրոլիզի միջոցով, ապա մանրէային մարսման միջոցով և վերջապես քայքայվել: Արդյունաբերական կոմպոստացման պայմաններում (58°C (136°F)), PLA-ն կարող է մասամբ (մոտ կեսը) քայքայվել ջրի և ածխաթթու գազի 60 օրվա ընթացքում, իսկ մնացած մասը հետագայում շատ ավելի դանդաղ քայքայվում է՝ կախված նյութի բյուրեղացումից: Անհրաժեշտ պայմաններից զուրկ միջավայրում քայքայումը շատ դանդաղ կլինի, նման ոչ կենսաբանական պլաստմասսաներին, որոնք լիովին չեն քայքայվի հարյուրավոր կամ հազարավոր տարիների ընթացքում:

3. Այրում.
PLA-ն կարող է այրվել առանց քլոր պարունակող քիմիական նյութեր կամ ծանր մետաղներ արտադրելու, քանի որ այն պարունակում է միայն ածխածնի, թթվածնի և ջրածնի ատոմներ: PLA-ի ջարդոնը այրելը կառաջացնի 19.5 ՄՋ/կգ (8368 բտու/ֆունտ) էներգիա՝ առանց որևէ մնացորդ թողնելու: Այս արդյունքը, ինչպես նաև այլ արդյունքներ, ցույց են տալիս, որ այրումը պոլիլակտիկ թթվի թափոնների մշակման էկոլոգիապես մաքուր մեթոդ է:

4. Աղբավայր:
Չնայած PLA-ն կարող է հայտնվել աղբավայրերում, այն ամենաքիչ էկոլոգիապես մաքուր տարբերակն է, քանի որ նյութը դանդաղ է քայքայվում շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանում, սովորաբար նույնքան դանդաղ, որքան մյուս չքայքայվող պլաստմասսաները։