כיצד להשיג פיתוח תעשייתי בר קיימא ולהפחית את זיהום האריזות לסביבה? הקמת מערכת מיחזור קופסאות אוכל מפלסטיק עומדת בפני אתגר עצום, וחומרים ביולוגיים מתכלים הפכו לנקודה חמה של דאגה בשוק.
PLA (חומצה פולילקטית) הוא חומר הגנה סביבתי מתכלה לחלוטין, העשוי ממשאבי צמחים מתחדשים, עמילן מופק, מותסס על ידי מיקרואורגניזמים לייצור חומצה לקטית, ולאחר מכן מסונתז לפרופילן גליקול, ולבסוף פולימר לקבלת שרף PLA, שהוא ירוק, מתכלה לחלוטין, ובעל תכונות בטיחות גבוהות למגע עם מזון. כיום היא מתרחבת בתחומי אריזות מזון, טקסטיל ובגדים, מוצרי היגיינה, חקלאות וייעור הגנת הסביבה, הדפסת תלת מימד, טיפול רפואי וייצור רכב.
בהשוואה לביו-פלסטיק מתכלה נפוצים אחרים כגון PBAT, PHA, PCL ו-PBS, PLA הוא הראשון שנכנס לתחום אריזות המזון (כלי אוכל חד פעמיים ואריזות מזון עם חיי מדף קצרים) ויוצר את שרשרת התעשייה הבסיסית, שהיא גם התחום הנפוץ ביותר עבור PLA מזה זמן רב. ל-PLA יתרונות בבסיס המחקר, בקיבולת שרשרת התעשייה, ביישום השוק, בביצועים העיקריים, בעלות הייצור ובתהליך העיבוד. לאחר הזרקה ועיצוב תרמו ניתן להכין ממנו כלי שולחן, כוסות שיניים, כפיות מרק, מקלות אכילה, צלחות, קופסאות אוכל חד פעמיות, אריזות מזון, קשיות שחול וכו'.
קצף PLA שונה
קצף PLA הוא חומר דפוס חשוב עבור PLA. למרות ששניהם מתכלים, בהשוואה לפולימרים מבוססי נפט, PLA פחות יציב מבחינה תרמית ויותר שביר. להכנת קצף PLA, הדרך הטובה ביותר היא להשתמש במונומרים אחרים לקופולימריזציה והקצפה בעת ייצור PLA, שיכולים לשמור על המאפיינים של PLA עצמו למקסימום וגם לשפר את עמידות הפגיעה והקשיחות של קצף PLA.
בתהליך הקצפת האקסטרוזיה, לקצפי PLA יש גבישיות נמוכה ועמידות בחום ירודה. יש צורך להגביר את חוזק ההיתוך, וניתן להשתמש בהרחבת שרשרת, הסתעפות והצלבה. הקצפת החיטוי מקלה על התגבשות של PLA. במהלך תהליך ההקצפה, ל-CO2 בלחץ גבוה יש אפקט פלסטי חזק, שיכול להגביר באופן משמעותי את קצב ההתגבשות של PLA, ולאחר מכן להגביר את הגבישיות שלו.
קצב ההקצפה של PLA שונה יכול להגיע עד פי 25-30, וניתן להפחית את המשקל של PLA ב-20-60% בהשוואה לאותו גודל של מוצרי שלפוחית PLA רגילים. עמידות הטמפרטורה יכולה להגיע עד 130℃. -20℃ בקירור עם עמידות מצוינת לדחיסה. ניתן לומר שניתן לנהל בקלות חימום במיקרוגל או קירור טרי. ובהשוואה למוצרי עיסת נייר, חומר קצף PLA שונה הוא עמיד למים, עמיד בשמן יש בידוד חום טוב יותר, ואין לו שאריות מתכות כבדות.
מוצרי שולחן מסוג PLA קצף שונה שימשו תחילה באריזות מזון, כגון קופסאות לאריזת פירות, צלחות לסלטים, צלחות פירות, מגשי ביצים, מכסי כוסות, קופסאות אוכל וספינות אריזות כריות.
בשלב זה, בשל העלות ומגבלות ביצועים מסוימות, לא נעשה שימוש מלא ב-PLA וחומרי הקצף שלו בתעשיית האריזה בקנה מידה גדול, בעיקר בתחום שקיות ניילון חד פעמיות, כלי שולחן, חומרי ריפוד ושימושים קצרי טווח נוספים, ועדיין יש מרחב מחקר עצום בעתיד על קשיחות, עמידות בחום, שקיפות, תכונות הולכה חשמלית ואפילו תכונות מחסום חשמליות.
ייעול תהליך הייצור של קצף PLA, הפחתת עלות החומר וקידום הדרגתי בכל החברה היא עבודה חשובה עבור מפעלי PLA.
