حمض بولييلاكتيك (PLA): بديل صديق للبيئة للبلاستيك

ما هو جيش التحرير الشعبى الصينى؟

حمض بولييلاكتيك ، المعروف أيضًا باسم PLA (حمض البوليكلاكتيك) ، هو مونومر بالحرارة المستمدة من مصادر عضوية متجددة مثل نشا الذرة أو قصب السكر أو لب البنجر.

على الرغم من أنها هي نفس المواد البلاستيكية السابقة ، إلا أن خصائصها أصبحت موارد قابلة للتجديد ، مما يجعلها بديلاً أكثر طبيعية للوقود الأحفوري.

لا يزال جيش التحرير الشعبى الصينى محايدين للكربون ، صالح للأكل ، وقابل للتحلل ، مما يعني أنه يمكن أن يتحلل تمامًا في البيئات المناسبة بدلاً من اقتحام البلاستيكات الدقيقة الضارة.

نظرًا لقدرتها على التحلل ، يتم استخدامها بشكل شائع كمواد تغليف للأكياس البلاستيكية القابلة للتحلل ، والقش ، والكؤوس ، والألواح ، وأدوات المائدة.

آلية التحلل من جيش التحرير الشعبى الصينى

جيش التحرير الشعبى الصينى يخضعون للتدهور غير البيولوجي من خلال ثلاث آليات:

التحلل المائي: يتم كسر مجموعات الإستر في السلسلة الرئيسية ، مما يؤدي إلى انخفاض في الوزن الجزيئي.

التحلل الحراري: ظاهرة معقدة تؤدي إلى تكوين مركبات مختلفة ، مثل الجزيئات الأخف ، والأوليجومرات الخطية والدورية ذات الأوزان الجزيئية المختلفة ، واللاكتيد.

التحلل الضوئي: يمكن أن يسبب الأشعة فوق البنفسجية تدهور. هذا هو العامل الرئيسي الذي يعرض حمض البوليليك لأشعة الشمس في حاويات البلاستيك وحاويات التغليف وتطبيقات الأفلام.

تفاعل التحلل المائي هو:

-COO- + H 2 O → -COOH + -OH

معدل التدهور بطيء للغاية في درجة الحرارة المحيطة. وجدت دراسة أجريت عام 2017 أن PLA لم تعاني من أي خسارة جودة في غضون عام في مياه البحر عند 25 درجة مئوية (77 درجة فهرنهايت) ، لكن الدراسة لم تقيس تحلل أو امتصاص الماء لسلاسل البوليمر.

ما هي مجالات تطبيق PLA؟

1. السلع الاستهلاكية
يتم استخدام PLA في مختلف السلع الاستهلاكية ، مثل أدوات المائدة المتاحة ، وأكياس التسوق السوبر ماركت ، وأغلفة أجهزة المطبخ ، وكذلك أجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة المحمولة.

2. الزراعة
يتم استخدام PLA في شكل الألياف لخطوط الصيد الألياف المفردة والشبكات للغطاء النباتي والتحكم في الأعشاب الضارة. تستخدم للأكياس الرملية ، وأواني الزهور ، والأشرطة الملزمة ، والحبال.

3. العلاج الطبي
يمكن تحلل PLA إلى حمض اللبنيك غير الضار ، مما يجعله مناسبًا للاستخدام كمعدات طبية في شكل المراسي والمسامير واللوحات والدبابيس والقضبان والشبكات.

المواقف الأربعة الأكثر شيوعًا الممكنة

1. إعادة التدوير:
يمكن أن تكون إعادة تدوير المواد الكيميائية أو إعادة التدوير الميكانيكي. في بلجيكا ، أطلقت Galaxy أول مصنع تجريبي لإعادة تدوير المواد الكيميائية لـ PLA (LOOPLA). على عكس إعادة التدوير الميكانيكي ، قد تحتوي النفايات على ملوثات مختلفة. يمكن استرداد حمض بولييلاكتيك كيميائيًا كمونومرات من خلال البلمرة الحرارية أو التحلل المائي. بعد التنقية ، يمكن استخدام المونومرات لتصنيع PLA الخام دون فقدان خصائصها الأصلية.

2. السماد:
يمكن تحلل جيش التحرير الشعبى الصينى في ظل ظروف التسميد الصناعي ، أولاً من خلال التحلل الكيميائي ، ثم من خلال الهضم الميكروبي ، وتدهورت أخيرًا. في ظل ظروف التسميد الصناعي (58 درجة مئوية (136 درجة فهرنهايت)) ، يمكن أن تتحلل PLA جزئيًا (حوالي النصف) في الماء وثاني أكسيد الكربون في غضون 60 يومًا ، مع تحلل الجزء المتبقي أبطأ كثيرًا بعد ذلك ، اعتمادًا على بلورة المادة. في بيئة بدون ظروف ضرورية ، سيكون التحلل بطيئًا للغاية ، على غرار المواد البلاستيكية غير البيولوجية ، والتي لن تتحلل تمامًا لمئات أو آلاف السنين.

3. حرق:
يمكن حرق PLA دون إنتاج مواد كيميائية تحتوي على الكلور أو المعادن الثقيلة ، حيث أنها تحتوي فقط على ذرات الكربون والأكسجين والهيدروجين. سيؤدي PLA المحترق المحترق إلى توليد 19.5 MJ/kg (8368 BTU/LB) من الطاقة دون مغادرة أي بقايا. تشير هذه النتيجة ، إلى جانب النتائج الأخرى ، إلى أن الحرق هو وسيلة صديقة للبيئة لعلاج حمض البوليليكتيك النفايات.

4. المكب:
على الرغم من أن PLA يمكن أن تدخل مدافن النفايات ، إلا أنه هو الخيار الأقل صديقًا للبيئة لأن المواد تتحلل ببطء في درجات الحرارة المحيطة ، وعادة ما تكون ببطء مثل المواد البلاستيكية الأخرى غير القابلة للتحلل.