Σχεδόν ίδιο στην όψη και την αφή με το κοινό πλαστικό, εύκολα μπορούμε να μπερδέψουμε το PLA με το κοινό πλαστικό. Σε αυτό το άρθρο θα δούμε σε τι διαφέρουν και πως τα ξεχωρίζουμε.
PLA – Πολυγαλακτικό οξύ
Το πολυ(γαλακτικό οξύ) ή πολυγαλακτικό οξύ ή πολυλακτίδιο (PLA) είναι ένας βιοδιασπάσιμος και βιοδραστικός θερμοπλαστικός αλειφατικός πολυεστέρας που προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές, όπως το άμυλο καλαμποκιού (στις Ηνωμένες Πολιτείες και τον Καναδά), οι ρίζες ταπιόκα σε φλούδες ή το άμυλο (κυρίως στην Ασία), ή το ζαχαροκάλαμο (στον υπόλοιπο κόσμο). Το 2010, το PLA είχε το δεύτερο υψηλότερο όγκο κατανάλωσης όλων των βιοπλαστικών στον κόσμο.
Το όνομα “πολυγαλακτικό οξύ” δεν συμμορφώνεται με τυπική ονοματολογία κατά IUPAC, και είναι δυνητικά διφορούμενη ή δημιουργεί σύγχυση, επειδή το PLA δεν είναι πολυοξύ (πολυηλεκτρολύτης), αλλά μάλλον πολυεστέρας.
Παραγωγή
Οι παραγωγοί χρησιμοποιούν αρκετές βιομηχανικές γραμμές για το χρησιμοποιήσιμο (δηλαδή υψηλού μοριακού βάρους) PLA. Χρησιμοποιούνται δύο κύρια μονομερή: το γαλακτικό οξύ, και ο κυκλικός δι-εστέρας, λακτίδιο. Η πιο συνηθισμένη διαδρομή για το PLA είναι ο πολυμερισμός με άνοιγμα του δακτυλίου του λακτιδίου με διάφορους μεταλλικούς καταλύτες (συνήθως οκτανοϊκός κασσίτερος) σε διάλυμα, σε τήγμα, ή ως αιώρημα. Η καταλυόμενη από το μέταλλο αντίδραση τείνει να δημιουργεί ρακεμικό μείγμα του PLA, μειώνοντας τη στερεοκανονικότητα σε σύγκριση με το αρχικό υλικό (συνήθως άμυλο καλαμποκιού).
Διαβάστε εδώ περισσότερα για τους τρόπους παραγωγής PLA.
Χημικές και φυσικές ιδιότητες
Το πολυγαλακτικό οξύ μπορεί να επεξεργαστεί, όπως τα περισσότερα θερμοπλαστικά σε ίνες (για παράδειγμα, με χρήση συμβατικών διεργασιών νηματοποίησης με τήξη) και μεμβράνες. Το PLA έχει παρόμοιες μηχανικές ιδιότητες με το πολυμερές PETE, αλλά έχει σημαντικά χαμηλότερη μέγιστη συνεχή θερμοκρασία χρήσης.
Τα προϊόντα από PLA είναι ιδανικά για κρύες εφαρμογές έως 40 °C και είναι ελαφρύτερα από τα συμβατικά υλικά – με την ίδια λειτουργικότητα και σταθερότητα. Και στο πνεύμα της φύσης. Όλα τα ειδή συσκευασίας PLA του Skg Eco Shop είναι πιστοποιημένα για βιομηχανική κομποστοποίηση. Αποθηκεύονται σε δροσερό και σκιερό μέρος, σε θερμοκρασία δωματίου.
Εφαρμογές
Γεωύφασμα από μείγμα PLA “bio-flex”.
Βιοδιασπώμενα ποτήρια και δοχεία φαγητού PLA σε χρήση σε εστιατόριο.
Φακελάκια τσαγιού κατασκευασμένα από PLA. Περιέχουν τσάι μέντας.
3D τυπωμένο Ανθρώπινο κρανίο με δεδομένα από την αξονική τομογραφία. Διαφανές PLA.
To PLA χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη σε επιτραπέζιους 3D εκτυπωτές επεξεργασίας ινών.
Όντας σε θέση να διασπαστεί σε αβλαβείς γαλακτικό οξύ, το PLA χρησιμοποιείται σε ιατρικά εμφυτεύματα με τη μορφή αγκυρών, βιδών, πλακών, καρφιών, ράβδων, και πλέγματος. Ανάλογα με τον ακριβή τύπο που χρησιμοποιείται, διασπάται μέσα στο σώμα μέσα σε 6 μήνες έως 2 χρόνια. Αυτή η σταδιακή διάσπαση είναι επιθυμητή για μια κατασκευή υποστήριξης, διότι μεταφέρει σταδιακά το φορτίο στο σώμα (π.χ. στο οστό) καθώς η περιοχή θεραπεύεται. Τα χαρακτηριστικά αντοχής των εμφυτευμάτων από PLA και ΡLLΑ είναι καλά τεκμηριωμένη.
Το PLA μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως ένα διασπώμενο υλικό συσκευασίας, παραγωγής είτε με χύτευση, έγχυση σε καλούπι, ή περιστροφή. Από αυτό το υλικό έχουν γίνει κούπες και τσάντες. Σε μορφή φιλμ, έχει την ιδιότητα να συρρικνώνεται με τη θέρμανση, δίνοντας τη δυνατότητα να χρησιμοποιηθεί σε σήραγγες συρρίκνωσης. Είναι χρήσιμο για την παραγωγή χαλαρού πληρωτικού υλικού συσκευασίας, τσαντών κομπόστ, συσκευασιών τροφίμων, και επιτραπέζιων σκευών μίας χρήσης. Με τη μορφή των ινών και μη υφασμένων υφασμάτων, το PLA έχει επίσης πολλές δυνατότητες χρήσης, για παράδειγμα, ως ταπετσαρία, ενδύματα μίας χρήσης, τέντες, προϊόντα γυναικείας υγιεινής, πάνες.
Ανακύκλωση
Το PLA έχει κωδικό SPI 7
Επί του παρόντος ισχύει για το PLA ο κωδικός αναγνώρισης SPI 7 (“άλλα”). Στο Βέλγιο, η Galactic ξεκίνησε την πρώτη πιλοτική μονάδα χημικής ανακύκλωσης PLA (Loopla).
Αποδόμηση
Οι μικροοργανισμοί Amycolatopsis και Saccharotrix ( βακτήρια ) είναι σε θέση να διασπάσουν το PLA.
Γιατί να τα επιλέξουμε
Τα βιοδιασπώμενα πλαστικά θεωρούνται από πολλούς ως μια πολλά υποσχόμενη λύση στο τεράστιο πλέον πρόβλημα της πλαστικής ρύπανσης. Είναι φιλικά προς το περιβάλλον, καθώς προέρχονται από ανανεώσιμες πρώτες ύλες, μειώνοντας έτσι τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου. Για παράδειγμα, οι πολυυδροξυαλκανοϊκοί εστέρες (PHA) και το γαλακτικό οξύ (πρώτες ύλες για το PLA) μπορούν να παραχθούν με ζυμωτικές βιοτεχνολογικές διεργασίες χρησιμοποιώντας γεωργικά προϊόντα και μικροοργανισμούς. Τα βιοδιασπώμενα πλαστικά προσφέρουν πολλά πλεονεκτήματα, όπως η αυξημένη γονιμότητα του εδάφους, η χαμηλή συσσώρευση ογκωδών πλαστικών υλικών στο περιβάλλον (η οποία αναπόφευκτα θα ελαχιστοποιήσει τους τραυματισμούς των άγριων ζώων) και η μείωση του κόστους διαχείρισης των αποβλήτων. Επιπλέον, τα βιοδιασπώμενα πλαστικά μπορούν να ανακυκλωθούν σε χρήσιμους μεταβολίτες (μονομερή και ολιγομερή) από μικροοργανισμούς και ένζυμα.
Βιοπλαστικά
Σαν γενική κατηγορία τα βιοπλαστικά αποτελούνται είτε από βιοδιασπώμενα πλαστικά (δηλαδή πλαστικά που παράγονται από ορυκτά υλικά) είτε από πλαστικά βιολογικής προέλευσης (δηλαδή πλαστικά που συντίθενται από βιομάζα ή ανανεώσιμες πηγές). Η σχέση μεταξύ των βιοδιασπώμενων πλαστικών και των πλαστικών βιολογικής βάσης παρουσιάζεται στην εικόνα. Η πολυκαπρολακτόνη (PCL), και το πολυ(βουτυλενο-υπεροξεινικό) (PBS) είναι βασισμένα στο πετρέλαιο, αλλά μπορούν να αποδομηθούν από μικροοργανισμούς. Από την άλλη πλευρά, το πολυ(υδροξυβουτυρικό) (PHB), το πολυ(λακτίδιο) (PLA) και τα μείγματα αμύλου παράγονται από βιομάζα ή ανανεώσιμες πηγές και, συνεπώς, είναι βιοαποικοδομήσιμα. Παρά το γεγονός ότι το πολυαιθυλένιο (PE) και το νάιλον 11 (NY11) μπορούν να παραχθούν από βιομάζα ή ανανεώσιμες πηγές, είναι μη βιοδιασπώμενα. Η ακετυλοκυτταρίνη (AcC) είναι είτε βιοαποικοδομήσιμη είτε μη βιοαποικοδομήσιμη, ανάλογα με το βαθμό ακετυλίωσης. Οι AcC με χαμηλή ακετυλίωση μπορούν να αποικοδομηθούν, ενώ εκείνες με υψηλές αναλογίες υποκατάστασης είναι μη βιοαποικοδομήσιμες.
Όπως βλέπουμε στο σχήμα, το PLA αποτελεί την πλέον ιδανική λύση καθώς προέρχεται από φυσικά υλικά και βιοδιασπάται με ασφάλεια, χωρίς να αφήνει επικίνδυνα υπολείμματα στο περιβάλλον.
Κοινό πλαστικό
Το βασικό χαρακτηριστικό του κοινού πλαστικού σε όποια κατηγορία και αν ανήκει είναι η μεγάλη ανθεκτικότητα του στο χρόνο και η μη ικανότητα βιοδιάσπασης του. Αυτές οι ιδιότητες το κάνουν ένα σχετικά φθηνό και ανθεκτικό υλικό με μεγάλη διάρκεια ζωής, κατάλληλο για χρήση σε είδη που θέλουμε να αντέξουν στο χρόνο.
Ο όρος πλαστικό είναι κοινή ονομασία που χρησιμοποιείται για να περιγράψει μια ευρεία ποικιλία συνθετικών ή ημισυνθετικών οργανικών στερεών υλικών. Τα πλαστικά είναι σχεδόν αποκλειστικά πολυμερή μεγάλου μοριακού βάρους, εξ ου και η ονομασία πολλών εξ αυτών φέρει το πρόθεμα πολυ-, και που μπορεί να περιέχουν πρόσθετα, οργανικά ή μη, για βελτίωση των ιδιοτήτων τους (μηχανική αντοχή, εμφάνιση, χρώμα κλπ). Κύριο συστατικό παρασκευής τους είναι οι συνθετικές ρητίνες που διακρίνονται σε “εποξειδικές” και “ακρυλικές”.
Υπάρχει ιδιαίτερα μεγάλο πλήθος εντελώς διαφορετικών μεταξύ τους πλαστικών. Ωστόσο, μπορούμε να τα κατατάξουμε σε δύο κατηγορίες: στα θερμοπλαστικά και στα θερμοσκληρυνόμενα. Τα θερμοπλαστικά είναι πολυμερή, που αποκτούν μεγαλύτερη πλαστικότητα, δηλαδή ευκολία στο να παραμορφωθούν και να αποκτήσουν το σχήμα που επιθυμούμε, κάθε φορά που θερμαίνονται. Τα θερμοσκληρυνόμενα, κατά την πρώτη θέρμανση και ανάμιξη των συστατικών τους, προκαλείται πολυμερισμός και σκλήρυνση κατά τρόπο μη αντιστρεπτό. Δηλαδή, τα θερμοσκληρυνόμενα πλαστικά, μετά την πήξη τους, δε δύνανται να μορφοποιηθούν περαιτέρω.
Ιστορία του πλαστικού.
Ο Αλεξάντερ Πάρκς (Alexander Parkes) παρασκεύασε το πρώτο πλαστικό πολυμερές το 1855. Ο Ουάλλας Κάροδερς (Wallace Carothers) παρασκεύασε το συνθετικό πλαστικό “Νάιλον” (Nylon) το 1935 στα εργαστήρια της εταιρίας DuPont.
Θερμοπλαστικά
Πολυπροπυλένιο (PP)
Συσκευασία τροφίμων, οικιακές συσκευές
Πολυαιθυλένιο (PE)
Πλαστικές σακούλες, πλαστικές φιάλες, σωλήνες
Χλωριούχο πολυβινύλιο ή πολυβινυλοχλωρίδιο (PVC)
Μόνωση ηλεκτρικών καλωδίων, δίσκοι γραμμοφώνων, κουφώματα
Νάιλον ή πολυαμίδες
Διακόπτες, πρίζες, τάπητες, μελανοταινίες, συνθετικά υφάσματα, πετονιά
Θερμοσκληρυνόμενα
Βακελίτης
Καλές μηχανικές ιδιότητες, προφυλακτήρες αυτοκινήτων, δάπεδα.
Εποξειδική ρητίνη
Ακριβό υλικό, κόλλες, ανθρακονήματα, σκάφη θαλάσσης.
Πολυεστερικές ρητίνες (τα πολυεστερικά πλαστικά γενικά μπορεί να είναι είτε θερμοπλαστικά είτε θερμοσκληρυνόμενα, ανάλογα με τη χημική σύσταση, ενώ οι ακόρεστοι πολυεστέρες ή αλλιώς πολυεστερικές ρητίνες είναι θερμοσκληρυνόμενα)
Παρόμοιες εφαρμογές με εποξειδική ρητίνη, φτηνότερο.
Βινυλεστέρας
Μηχανικές ιδιότητες και κόστος κάπου ανάμεσα σε πολυεστέρες και εποξειδικές ρητίνες, χρησιμοποιείται εκτεταμένα σε σύνθετα, ενισχυμένα με ίνες, πλαστικά.
Τοξικότητα και περιβαλλοντικά θέματα
Τα πλαστικά υλικά είναι πολύ ανθεκτικά στη διάβρωση και συχνά ευρισκόμενα ανεξέλεγκτα στο φυσικό περιβάλλον προκαλούν αντιαισθητικό και δυσάρεστο αποτέλεσμα. Πολλά πλαστικά δεν είναι αποκοδομήσιμα στη φύση, με αποτέλεσμα τη συσσώρευσή τους, χωρίς προοπτική διάσπασής τους. Κάποια πλαστικά όταν καίγονται, εκλύουν τοξικούς ατμούς. Αν δεν ανακυκλώνονται, προκαλούν σημαντικό περιβαλλοντικό πρόβλημα.
Σύμφωνα με την αναφορά της Υπηρεσίας Προστασίας Περιβάλλοντος των Η.Π.Α. (U.S.E.P.A.), το 2014 παρήχθησαν 33 τόνοι πλαστικό ενώ μόλις το 9.5% ανακυκλώθηκε το 2013( https://www.epa.gov/ ), ενώ σύμφωνα με την Κομισιόν, το 50% των πλαστικών που παράγονται στην Ευρωπαϊκή Ένωση καταλήγουν στις χωματερές( http://ec.europa.eu/ ).
Γι’ αυτούς τους λόγους, όλες οι χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης υποχρεούνται να πάρουν μέτρα για τη μείωση χρήσης πλαστικού, μεταξύ των οποίων και η Ελλάδα, η οποία από τον Ιούλιο του 2021 θα θέσει σε ισχύ νομοθεσία κατάργησης των πλαστικών μίας χρήσης. Σύμφωνα με τη νομοθεσία, τα καταστήματα εστίασης θα υποχρεούνται να διαθέτουν επαναχρησιμοποιούμενα σκεύη, ενώ η χρήση πλαστικών ποτηριών θα συμπεριλαμβάνει περιβαλλοντικό τέλος.
Διαβάστε εδώ για τους κινδύνους που κρύβει η χρήση πλαστικού για την υγεία μας.
