كيف يمكن تحقيق التنمية الصناعية المستدامة والحد من تلوث التغليف بالبيئة؟ يواجه إنشاء نظام إعادة تدوير صناديق الغداء البلاستيكية تحديًا كبيرًا، وأصبحت المواد الحيوية القابلة للتحلل الحيوي نقطة ساخنة تثير اهتمام السوق.
PLA (حمض البوليلاكتيك) هو مادة حماية بيئية قابلة للتحلل تمامًا، وهي مصنوعة من موارد نباتية متجددة، والنشا المستخرج، ويتم تخميرها بواسطة الكائنات الحية الدقيقة لإنتاج حمض اللاكتيك، ثم يتم تصنيعها في بروبيلين غليكول، وأخيرًا يتم بلمرها للحصول على راتنج PLA، وهو أخضر وقابل للتحلل تمامًا، وله ميزات سلامة عالية عند ملامسة الأغذية. وهي تتوسع حاليًا في مجالات تغليف المواد الغذائية والمنسوجات والملابس ومنتجات النظافة والزراعة وحماية البيئة والغابات والطباعة ثلاثية الأبعاد والعلاج الطبي وتصنيع السيارات.
بالمقارنة مع المواد البلاستيكية الحيوية الشائعة الأخرى القابلة للتحلل مثل PBAT، وPHA، وPCL، وPBS، فإن PLA هو أول من يدخل مجال تغليف المواد الغذائية (أدوات المائدة التي تستخدم لمرة واحدة وتغليف المواد الغذائية ذات مدة صلاحية قصيرة) ويشكل سلسلة الصناعة الأساسية، وهو أيضًا المجال الأكثر استخدامًا لـ PLA في وقت طويل قادم. تتمتع PLA بمزايا في قاعدة البحث، وقدرة سلسلة الصناعة، وتطبيق السوق، والأداء الرئيسي، وتكلفة الإنتاج، وعملية المعالجة. بعد القولبة بالحقن والتشكيل الحراري، يمكن تصنيعها في أدوات المائدة، وأكواب الأسنان، وملاعق الحساء، وعيدان تناول الطعام، والأطباق، وصناديق الغداء التي تستخدم لمرة واحدة، وتغليف المواد الغذائية، والقش المبثوق، وما إلى ذلك.
رغوة PLA المعدلة
تعتبر رغوة PLA مادة صب مهمة لـ PLA. على الرغم من أن كلاهما قابل للتحلل الحيوي، مقارنة بالبوليمرات ذات الأساس النفطي، إلا أن PLA أقل استقرارًا حراريًا وأكثر هشاشة. لصنع رغوة PLA، فإن أفضل طريقة هي استخدام مونومرات أخرى للبلمرة المشتركة والرغوة عند إنتاج PLA، والتي يمكن أن تحافظ على خصائص PLA الخاصة إلى الحد الأقصى وأيضًا تحسين مقاومة التأثير وصلابة رغوة PLA.
في عملية رغوة البثق، تتميز رغاوي PLA ببلورة منخفضة ومقاومة ضعيفة للحرارة. من الضروري زيادة قوة الذوبان، ويمكن استخدام توسيع السلسلة، والتفرع، والربط المتقاطع. تعمل رغوة الأوتوكلاف على تسهيل تبلور PLA. أثناء عملية الرغوة، يكون لثاني أكسيد الكربون عالي الضغط تأثير تلدين قوي، والذي يمكن أن يزيد بشكل كبير من معدل تبلور PLA، ثم يزيد من تبلوره.
يمكن أن يصل معدل رغوة PLA المعدل إلى 25-30 مرة، ويمكن تقليل وزن PLA بنسبة 20-60% مقارنة بنفس الحجم من منتجات نفطة PLA العادية. يمكن أن تصل مقاومة درجات الحرارة إلى 130 درجة مئوية. -20 درجة مئوية مبردة مع مقاومة ممتازة للضغط. يمكن القول أنه يمكن التحكم بسهولة في تسخين الميكروويف أو التبريد الطازج. وبالمقارنة مع منتجات عجينة الورق، فإن مادة رغوة PLA المعدلة مقاومة للماء، ومقاومة الزيت لديها عزل حراري أفضل، ولا تحتوي على بقايا معدنية ثقيلة.
تم استخدام منتجات أدوات المائدة الرغوية المعدلة PLA في البداية في عبوات المواد الغذائية، مثل صناديق تعبئة الفاكهة، وأطباق السلطة، وأطباق الفاكهة، وصواني البيض، وأغطية الأكواب، وصناديق الغداء، وبطانات تغليف الوسائد.
في هذه المرحلة، نظرًا للتكلفة وبعض القيود على الأداء، لم يتم استخدام PLA ومواده الرغوية بشكل كامل في صناعة التعبئة والتغليف على نطاق واسع، خاصة في مجال الأكياس البلاستيكية التي يمكن التخلص منها وأدوات المائدة ومواد التوسيد وغيرها من الاستخدامات على المدى القصير، ولا يزال هناك مساحة بحثية ضخمة في المستقبل حول المتانة ومقاومة الحرارة والشفافية وخصائص الحاجز وحتى التوصيل الكهربائي لـ PLA.
يعد تحسين عملية إنتاج رغوة PLA، وتقليل تكلفة المواد، والترويج لها تدريجياً في المجتمع بأكمله عملاً مهمًا لشركات PLA.
