بلاستيك PLA: بديل قابل للتحلل الحيوي وسماد
بلاستيك PLA قابل للتحلل البيولوجي ، وقابل لإعادة التدوير ، ومتوافق حيويًا ، وسمادًا ، وقابلًا للامتصاص البيولوجي ، ولكن فقط في ظل ظروف مثالية
ما هو بلاستيك PLA
PLA (يسمى أيضًا PDLA ، PLLA) ، أو أفضل من ذلك ، حمض polylactic ، هو بوليمر صناعي لدن بالحرارة تم استبدال البلاستيك التقليدي في العديد من التطبيقات. لإعطائك فكرة ، يمكن استخدامه في تغليف المواد الغذائية ، وتغليف مستحضرات التجميل ، وأكياس السوق البلاستيكية ، والزجاجات ، والأقلام ، والنظارات ، والأغطية ، وأدوات المائدة ، والجرار ، والأكواب ، والصواني ، والألواح ، والأفلام لإنتاج الأنابيب ، وطباعة الشعيرات ثلاثية الأبعاد ، الأجهزة الطبية والأقمشة غير المنسوجة وغيرها.
له هذا الاسم لأنه يتكون من عدة سلاسل متكررة من حمض اللاكتيك (مركب عضوي ذو وظيفة مختلطة - حمض الكربوكسيل والكحول). هذا الحمض هو الذي تنتجه الثدييات (بما في ذلك البشر) ويمكن أيضًا الحصول عليه مباشرة عن طريق البكتيريا - في هذه الحالة ، تختلف العملية قليلاً.
في عملية إنتاج PLA ، تنتج البكتيريا حمض اللاكتيك من خلال عملية تخمير الخضروات الغنية بالنشا ، مثل البنجر والذرة والكسافا ، أي أنها مصنوعة باستخدام مصادر متجددة.
لكن لا يمكننا الخلط بينه وبين البلاستيك النشا ، المعروف باسم نشا اللدائن الحرارية ، لأنه في عملية إنتاج PLA ، يتم استخدام النشا ببساطة للوصول إلى حمض اللاكتيك. على عكس البلاستيك النشا بالحرارة ، والذي يحتوي على النشا كمادة خام رئيسية. من بين هذين النوعين ، يعد PLA مفيدًا لأنه أكثر مقاومة ويبدو أشبه بالبلاستيك العادي ، بالإضافة إلى أنه قابل للتحلل الحيوي بنسبة 100٪ (إذا كان لديه ظروف مثالية).
متى ظهر بلاستيك PLA؟
قام الباحثون كاروثرز ودورو وناتا بتصنيع PLA لأول مرة في عام 1932. في البداية ، لم تكن مهمة ناجحة ، حيث لم تكن الخصائص الميكانيكية للمادة مُرضية. مع وضع هذا في الاعتبار ، قام Du Pont بتركيب PLA جديد بخصائص ميكانيكية أفضل وحصل على براءة اختراع ، ولكن كان هناك عيب آخر: هذا النوع الجديد يتفاعل مع الماء. لذلك لم يكن الأمر كذلك حتى عام 1966 ، بعد أن أثبت كولكار أن تدهور المواد يمكن أن يحدث. في المختبر وأن يتم ملاحظتها بشكل أفضل في المختبرات ، حيث كان هناك اهتمام حقيقي بتطبيقها ، وخاصة في المجال الطبي.
ومع ذلك ، فإن PLA بخصائص ميكانيكية جيدة له خاصيتان غير مريحتين: قوة تأثير منخفضة ومقاومة عالية لدرجة الحرارة. لتقليل هشاشتها ، يتم استخدام الملدنات العضوية مثل الجلسرين والسوربيتول. ولكن من الممكن أيضًا إدخال ألياف طبيعية أو إنتاج خلطات (خلط ميكانيكي لأنواع مختلفة من البلاستيك حيث لا يوجد تفاعل كيميائي بينها) لتحسين هذه الجوانب.
المعايير الأمريكية ASTM 6400 ، 6868 ، 6866 ؛ تسمح المواصفة الأوروبية EN 13432 و ABNT NBr البرازيلية 15448 ، بعد خلط PLA مع اللدائن الأخرى لتحسين جودتها ، أن ما يصل إلى 10٪ من الكتلة النهائية للمادة غير قابلة للتحلل.
المتجر
في البرازيل ، أحد الموزعين الرئيسيين للبلاستيك PLA هو Resinex ، التي تنتمي إلى مجموعة Ravago ، وهي مزود خدمة عالمي لصناعة البوليمر. والآخر هو Naturework ، الذي يوزع PLA الذي تنتجه شركة Ingeo ، والتي تنتمي أيضًا إلى Naturework.
شركة تصنيع كبيرة أخرى هي Basf ، شركة كيميائية ألمانية عالمية ورائدة عالميًا في مجال الكيماويات ، تأسست عام 1865.
فوائد
يتميز بلاستيك PLA بخصائص مفيدة للغاية. بالإضافة إلى كونه مادة بلاستيكية قابلة للتحلل ، فهي قابلة للتحلل البيولوجي ، وقابلة لإعادة التدوير ميكانيكياً وكيميائياً ، ومتوافقة حيوياً وقابلة للامتصاص.
بالإضافة إلى ذلك ، تتمتع بفترة صلاحية كافية لمعظم الاستخدامات في العبوات التي تستخدم لمرة واحدة ويتم الحصول عليها من مصادر متجددة (خضروات).
بالمقارنة مع المواد البلاستيكية التقليدية ، مثل البوليسترين (PS) والبولي إيثيلين (PE) ، والتي تستغرق من 500 إلى 1000 عام لتتحلل ، فإن PLA يفوز على قدم وساق ، حيث يستغرق تدهوره من ستة أشهر إلى عامين. وعندما يتم التخلص منه بشكل صحيح ، فإنه يتحول إلى مواد غير ضارة لأنه يتحلل بسهولة عن طريق الماء.
عندما تنتقل كميات صغيرة من PLA من العبوة إلى الطعام وينتهي بها الأمر في الجسم ، فإنها لا تشكل أي خطر على الصحة ، حيث يتم تحويلها إلى حمض اللاكتيك ، وهو مادة غذائية آمنة يتخلص منها الجسم بشكل طبيعي.
نظرًا لهذه الخصائص ، فقد تم استخدامه على نطاق واسع في التدخلات الطبية ، لتحل محل الغرسات المعدنية. تسبب غرسات PLA البلاستيكية التهابًا أقل ، وتجنب الضغط الزائد على العضو المكسور والحاجة إلى جراحة ثانية لإزالته من المادة.
كما أنه بديل أفضل للأكياس البلاستيكية التقليدية المصنوعة من البلاستيك من مصادر غير متجددة عن طريق حرق الوقود الأحفوري.
سلبيات
إنه لأمر رائع أن يتمتع بلاستيك PLA بإمكانية التحلل البيولوجي ، لكن هذا ليس ممكنًا دائمًا. من أجل حدوث تدهور مناسب ، يجب أن يتم التخلص من البلاستيك PLA بشكل صحيح. هذا يعني أن المادة تترسب في مصانع التسميد ، حيث توجد ظروف مناسبة للضوء والرطوبة ودرجة الحرارة والكمية الصحيحة من الكائنات الحية الدقيقة.
لسوء الحظ ، ينتهي الأمر بمعظم النفايات البرازيلية في مقالب القمامة ، حيث لا يوجد ضمان بأن المواد ستتحلل بيولوجيًا بنسبة 100٪. والأسوأ من ذلك ، عادة ما تجعل ظروف المقالب والمكبات التحلل اللاهوائي ، أي مع انخفاض تركيز الأكسجين ، مما يتسبب في إطلاق غاز الميثان ، وهو أحد أكثر الغازات إشكالية لاختلال تأثير الاحتباس الحراري.
عدم الجدوى الأخرى هو أن تكلفة إنتاج منتجات PLA لا تزال مرتفعة ، مما يجعل المنتج أغلى قليلاً من المنتجات التقليدية.
وكما رأينا بالفعل ، تسمح المعايير البرازيلية والأوروبية والأمريكية بخلط PLA مع اللدائن الأخرى غير القابلة للتحلل الحيوي لتحسين خصائصها ، ومع ذلك فهي مؤهلة لتكون قابلة للتحلل.
علاوة على ذلك ، أظهرت دراسة نشرتها Unicamp أنه من بين جميع أشكال إعادة التدوير (الميكانيكية والكيميائية والتسميد) ، فإن التسميد هو الذي ينتج عنه أكبر التأثيرات البيئية. وجاءت إعادة التدوير الكيميائي في المرتبة الثانية وأثبتت الميكانيكا أن لها تأثيرًا أقل.
كيف أتخلص من بلاستيك PLA الخاص بي؟
نظرًا لأن مدافن النفايات والمقالب البرازيلية ليست مناسبة للتسميد ، فإن إحدى الطرق لتقليل الضرر هي إرسال المواد المصنوعة من بلاستيك PLA إلى الأماكن التي يمكن فيها التقاط غاز الميثان الناتج وإعادة استخدامه.
