กรดโพลีแลกติก (PLA): ทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมแทนพลาสติก

ปลาคืออะไร?

กรดโพลีแลกติกหรือที่เรียกว่า PLA (กรดโพลีแลกติก) เป็นโมโนเมอร์เทอร์โมพลาสติกที่ได้มาจากแหล่งอินทรีย์หมุนเวียน เช่น แป้งข้าวโพด อ้อย หรือเยื่อบีทรูท

แม้ว่าจะเหมือนกับพลาสติกรุ่นก่อนๆ แต่คุณสมบัติของมันได้กลายเป็นทรัพยากรหมุนเวียน ทำให้เป็นทางเลือกที่เป็นธรรมชาติมากกว่าแทนเชื้อเพลิงฟอสซิล

PLA ยังคงมีคาร์บอนเป็นกลาง กินได้ และย่อยสลายได้ทางชีวภาพ ซึ่งหมายความว่าสามารถย่อยสลายได้อย่างสมบูรณ์ในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม แทนที่จะสลายเป็นไมโครพลาสติกที่เป็นอันตราย

เนื่องจากความสามารถในการย่อยสลาย จึงมักใช้เป็นวัสดุบรรจุภัณฑ์สำหรับถุงพลาสติก หลอดดูด ถ้วย จาน และเครื่องใช้บนโต๊ะอาหารที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ

กลไกการสลายตัวของ PLA

PLA ผ่านการย่อยสลายที่ไม่ใช่ทางชีวภาพผ่านกลไก 3 ประการ:

ไฮโดรไลซิส: กลุ่มเอสเทอร์ในสายโซ่หลักแตก ส่งผลให้น้ำหนักโมเลกุลลดลง

การสลายตัวด้วยความร้อน: ปรากฏการณ์ที่ซับซ้อนซึ่งส่งผลให้เกิดสารประกอบต่างๆ เช่น โมเลกุลที่เบากว่า โอลิโกเมอร์เชิงเส้นและแบบไซคลิกที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่างกัน และแลคไทด์

การย่อยสลายด้วยแสง: รังสีอัลตราไวโอเลตสามารถทำให้เกิดการย่อยสลายได้ นี่คือปัจจัยหลักที่ทำให้กรดโพลีแลกติกถูกแสงแดดในพลาสติก ภาชนะบรรจุภัณฑ์ และการใช้งานบนฟิล์ม

ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสคือ:

-COO- + H 2 O → -COOH + -OH

อัตราการย่อยสลายจะช้ามากที่อุณหภูมิแวดล้อม การศึกษาในปี 2017 พบว่า PLA ไม่มีการสูญเสียคุณภาพใดๆ ภายในหนึ่งปีในน้ำทะเลที่อุณหภูมิ 25 ° C (77 ° F) แต่การศึกษานี้ไม่ได้วัดการสลายตัวหรือการดูดซึมน้ำของโซ่โพลีเมอร์

PLA มีขอบเขตการใช้งานอะไรบ้าง?

1. สินค้าอุปโภคบริโภค
PLA ถูกนำมาใช้ในสินค้าอุปโภคบริโภคต่างๆ เช่น เครื่องใช้บนโต๊ะอาหารแบบใช้แล้วทิ้ง ถุงช้อปปิ้งในซุปเปอร์มาร์เก็ต กล่องใส่อุปกรณ์ในครัว ตลอดจนแล็ปท็อปและอุปกรณ์พกพา

2. เกษตรกรรม
PLA ใช้ในรูปแบบเส้นใยสำหรับสายเบ็ดแบบเส้นใยเดี่ยว และอวนสำหรับพืชพรรณและการควบคุมวัชพืช ใช้สำหรับกระสอบทราย กระถาง สายรัด และเชือก

3. การรักษาพยาบาล
PLA สามารถย่อยสลายเป็นกรดแลคติคที่ไม่เป็นอันตรายได้ จึงเหมาะสำหรับใช้เป็นอุปกรณ์ทางการแพทย์ในรูปแบบของพุก สกรู แผ่น หมุด แท่ง และตาข่าย

สี่สถานการณ์การทิ้งที่เป็นไปได้ที่พบบ่อยที่สุด

1. การรีไซเคิล:
อาจเป็นการรีไซเคิลทางเคมีหรือการรีไซเคิลด้วยเครื่องจักร ในเบลเยียม Galaxy ได้เปิดตัวโรงงานต้นแบบแห่งแรกสำหรับการรีไซเคิลสารเคมีของ PLA (Loopla) ของเสียอาจมีมลพิษต่างๆ ต่างจากการรีไซเคิลด้วยเครื่องจักร กรดโพลีแลกติกสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ทางเคมีเป็นโมโนเมอร์โดยผ่านกระบวนการพอลิเมอไรเซชันด้วยความร้อนหรือการไฮโดรไลซิส หลังจากการทำให้บริสุทธิ์ โมโนเมอร์สามารถนำไปใช้ในการผลิต PLA ดิบได้โดยไม่สูญเสียคุณสมบัติดั้งเดิม

2. การทำปุ๋ยหมัก:
PLA สามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้ภายใต้สภาวะการทำปุ๋ยหมักทางอุตสาหกรรม ขั้นแรกผ่านการไฮโดรไลซิสทางเคมี จากนั้นผ่านการย่อยด้วยจุลินทรีย์ และสุดท้ายก็สลายตัว ภายใต้สภาวะการทำปุ๋ยหมักทางอุตสาหกรรม (58 ° C (136 ° F)) PLA สามารถสลายตัวเป็นน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ได้บางส่วน (ประมาณครึ่งหนึ่ง) ภายใน 60 วัน โดยส่วนที่เหลือจะสลายตัวช้ากว่ามากหลังจากนั้น ขึ้นอยู่กับความเป็นผลึกของวัสดุ ในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีเงื่อนไขที่จำเป็น การสลายตัวจะช้ามาก คล้ายกับพลาสติกที่ไม่ใช่ชีวภาพ ซึ่งจะไม่สลายตัวอย่างสมบูรณ์เป็นเวลาหลายร้อยหรือหลายพันปี

3. การเผาไหม้:
PLA สามารถเผาทำลายได้โดยไม่ต้องสร้างคลอรีนหรือโลหะหนักที่มีคลอรีน เนื่องจากมีอะตอมของคาร์บอน ออกซิเจน และไฮโดรเจนเท่านั้น การเผาไหม้ PLA ที่เป็นเศษจะก่อให้เกิดพลังงาน 19.5 MJ/kg (8368 btu/lb) โดยไม่ทิ้งสารตกค้างใดๆ ผลลัพธ์นี้พร้อมกับข้อค้นพบอื่นๆ บ่งชี้ว่าการเผาเป็นวิธีการที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในการบำบัดกรดโพลิแลกติกของเสีย

4. การฝังกลบ:
แม้ว่า PLA จะสามารถเข้าไปในสถานที่ฝังกลบได้ แต่ก็เป็นทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมน้อยที่สุด เนื่องจากวัสดุจะสลายตัวช้าๆ ที่อุณหภูมิแวดล้อม ซึ่งโดยทั่วไปจะช้าเท่ากับพลาสติกที่ไม่สามารถย่อยสลายอื่นๆ ได้