كزيادة في الوعي البيئي ، بدأ المزيد والمزيد من الشركات والمستهلكين في البحث عن مواد مستدامة ، وأصبح حمض بولييلاكتيك (PLA) ، باعتباره البلاستيك الحيوي ، محور الاهتمام.لا يمكن أن تأتي فقط من المواد الخام النباتية ، ولكن لديها أيضًا قابلية للتحلل الحيوي الممتاز ، مما يمنحها مجموعة واسعة من إمكانات التطبيق في جميع مناحي الحياة.ومع ذلك ، هل خصائص وطرق التصنيع لمواد PLA كافية للإطاحة بهيمنة البلاستيك التقليدية؟
PLA ، أو حمض بولييلاكتيك ، عبارة عن بوليستر بالحرارة ، ويخمر بشكل رئيسي النشا النباتي (مثل قصب الذرة أو السكر) ، ومكونه الرئيسي هو حمض اللبنيك.
تشمل عملية تصنيع حمض البولييلاكتيك بشكل أساسي بلمرة حمض اللبنيك ، وهو تفاعل كيميائي بسيط نسبيًا.عادة ما يستخدم المصنعون Dire -Diesters (أيزومرات التمويه من حمض اللبنيك) للبوليمرات الدورية لتحقيق PLA عالية الوزن الجزيئي.تستخدم معظم هذه العملية المحفزات المعدنية ، مما يجعل PLA المنتجة تظهر خصائص مختلفة لاستريو ، والتي تعطي أيضًا تنوع PLA في الخواص الفيزيائية والكيميائية.
تتراوح الخواص الفيزيائيةPLA من البوليمرات غير المتبلورة إلى نصف البلورات إلى البوليمرات البلورية للغاية ذات الخواص الميكانيكية المتغيرة والاستقرار الحراري.
على الرغم من أن PLA يستخدم على نطاق واسع في الطباعة ثلاثية الأبعاد ، إلا أنه يتمتع بأداء ممتاز أثناء الطباعة بسبب انخفاض نقطة الانصهار والتصاق الطبقة البينية الجيدة.ومع ذلك ، فإن ثباته الحراري ضعيف نسبيًا ، مما يحد من نطاق تطبيق PLA ويجعل العديد من المستخدمين يفضلون المواد البلاستيكية التقليدية مثل PET أو PVC عند اختيار المواد.
ميزة كبيرة في PLA هي خصائصها الصديقة للبيئة.وفقًا لدراسات متعددة ، في ظل ظروف التسميد الصناعي ، يمكن أن تحلل PLA حوالي 50 ٪ في غضون 60 يومًا ، وتستحق التحلل الحيوي الاهتمام مقارنة بالمواد البلاستيكية الأخرى القائمة على البترول.ومع ذلك ، فإن معدل تدهور PLA في بيئة التسميد المنزلي قد انخفض بشكل كبير ، مما يجعل من الصديقة للبيئة مثيرة للجدل.
وفقًا لمعايير EN 13432 و ASTM D6400 ، تعتبر PLA عمومًا قابلة للسماد في ظل ظروف السماد الصناعي ، ولكنها ليست فعالة في السماد العضوي.
PLA إمكانات في العديد من الصناعات ، وخاصة في التغليف والمنتجات المتاح.وفقًا لأحدث البيانات ، يتم استخدام حوالي 35 ٪ من إنتاج PLA في عام 2022 للتغليف المرن ، بينما يتم استخدام 30 ٪ في العبوة الصلبة.
بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام PLA أيضًا على نطاق واسع في المنتجات الاستهلاكية ، مثل أدوات المائدة المتاحة وتغليف المواد الغذائية.بالمقارنة مع المواد التقليدية ، لا يمكن للجيش التحرير الشعبى الصينى تقليل العبء البيئي فحسب ، بل يمكن أيضًا تلبية طلب المستهلكين على المنتجات القابلة للتسمية إلى حد ما.
ميزة PLA هي أنه يمكن أن تنتج منتجات قابلة للتحلل ، مما يجعلها بديلاً جديدًا للعديد من الصناعات.
على الرغم من أن PLA لديها إمكانات كبيرة ، إلا أنها لا تزال تواجه العديد من التحديات الفنية.على سبيل المثال ، تحد هشاشةها وخليتها المنخفضة من استخدامها في تطبيقات القوة العالية.لذلك ، أصبحت كيفية تحسين الخصائص الميكانيكية للجيش التحرير الشعبى الصينى موضوعًا ساخنًا للبحث المستمر.بالإضافة إلى ذلك ، يستكشف العلماء أيضًا إمكانية خلط PLA مع مواد أخرى لتحسين الأداء.على سبيل المثال ، تُظهر المواد المركبة مع حمض البولي هيدروكسي بوتريريك (PHB) والسليلوز المصغرة في البلورة الدقيقة خصائص ميكانيكية محسنة بشكل كبير ، مما يجعل PLA أكثر تنافسية في استخدام تغليف الطعام.
بالإضافة إلى الخصائص الفيزيائية ، تتطور تقنية معالجة PLA أيضًا.مع تقدم تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد ، تكون آفاق تطبيق PLA أكثر شمولاً.يمكن للأشخاص تحسين قوتهم وصيادتهم عن طريق تغيير بنية PLA أو إضافة تمديدات السلسلة.
في سياق متابعة التنمية المستدامة وتقليل التلوث البلاستيكي ، من المتوقع أن يستمر الطلب في السوق من PLA في النمو.سيؤدي الاستثمار في المؤسسات والابتكار التكنولوجي في PLA إلى تحسين أدائها ويمنحها مرحلة أكبر في التطبيقات الصديقة للبيئة.ومع ذلك ، لا تزال هناك حاجة إلى مزيد من الملاحظة والتقييم حول ما إذا كان يمكن استبدال المواد البلاستيكية التقليدية بالكامل.
كيف سيتطور نطاق استخدام PLA بمرور الوقت؟