จะบรรลุการพัฒนาอุตสาหกรรมที่ยั่งยืนและลดมลพิษของบรรจุภัณฑ์สู่สิ่งแวดล้อมได้อย่างไร? การจัดตั้งระบบรีไซเคิลกล่องอาหารกลางวันพลาสติกเผชิญกับความท้าทายครั้งใหญ่ และวัสดุชีวภาพที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพได้กลายเป็นประเด็นร้อนที่ตลาดกังวล

PLA (กรดโพลิแลกติก) เป็นวัสดุปกป้องสิ่งแวดล้อมที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพโดยสมบูรณ์ ซึ่งผลิตจากทรัพยากรพืชหมุนเวียน แป้งที่สกัดแล้ว หมักด้วยจุลินทรีย์เพื่อผลิตกรดแลคติค จากนั้นสังเคราะห์เป็นโพรพิลีนไกลคอล และสุดท้ายก็เกิดปฏิกิริยาพอลิเมอร์เพื่อให้ได้เรซิน PLA ซึ่งเป็นสีเขียว ย่อยสลายได้อย่างสมบูรณ์ และมีคุณสมบัติด้านความปลอดภัยในการสัมผัสกับอาหารสูง ปัจจุบันกำลังขยายขอบเขตในด้านบรรจุภัณฑ์อาหาร สิ่งทอและเครื่องนุ่งห่ม ผลิตภัณฑ์สุขอนามัย การเกษตรและการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมป่าไม้ การพิมพ์ 3 มิติ การรักษาพยาบาล และการผลิตรถยนต์
เมื่อเปรียบเทียบกับพลาสติกชีวภาพที่ย่อยสลายได้ทั่วไปอื่นๆ เช่น PBAT, PHA, PCL และ PBS นั้น PLA เป็นเจ้าแรกที่เข้าสู่สาขาบรรจุภัณฑ์อาหาร (ภาชนะบนโต๊ะอาหารแบบใช้แล้วทิ้งและบรรจุภัณฑ์อาหารที่อายุการเก็บรักษาสั้น) และก่อตัวเป็นห่วงโซ่อุตสาหกรรมพื้นฐาน ซึ่งเป็นสาขาที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับ PLA ในอนาคตอันยาวนาน PLA มีข้อได้เปรียบในด้านฐานการวิจัย กำลังการผลิตในห่วงโซ่อุตสาหกรรม การประยุกต์ใช้ในตลาด ประสิทธิภาพหลัก ต้นทุนการผลิต และกระบวนการแปรรูป หลังจากการฉีดขึ้นรูปและการเทอร์โมฟอร์มแล้ว ก็สามารถนำไปผลิตเป็นเครื่องใช้บนโต๊ะอาหาร ถ้วยฟัน ช้อนซุป ตะเกียบ จาน กล่องอาหารกลางวันแบบใช้แล้วทิ้ง บรรจุภัณฑ์อาหาร หลอดรีด ฯลฯ

บรรจุภัณฑ์อาหาร

โฟม PLA ดัดแปลง

โฟม PLA เป็นวัสดุขึ้นรูปที่สำคัญสำหรับ PLA แม้ว่าทั้งสองจะสามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้ แต่เมื่อเปรียบเทียบกับโพลีเมอร์ที่ทำจากปิโตรเลียม PLA จะมีความเสถียรทางความร้อนน้อยกว่าและเปราะมากกว่า ในการผลิตโฟม PLA วิธีที่ดีที่สุดคือการใช้โมโนเมอร์อื่นๆ สำหรับโคพอลิเมอร์ไรเซชันและการเกิดฟองเมื่อผลิต PLA ซึ่งสามารถรักษาคุณลักษณะของ PLA ไว้สูงสุด และยังปรับปรุงความต้านทานแรงกระแทกและความเหนียวของโฟม PLA อีกด้วย

ในกระบวนการอัดขึ้นรูปฟอง โฟม PLA มีความเป็นผลึกต่ำและทนความร้อนได้ต่ำ จำเป็นต้องเพิ่มความแข็งแรงของการหลอม และสามารถใช้การขยายโซ่ การแตกแขนง และการเชื่อมโยงข้ามได้ การทำฟองด้วยหม้อนึ่งความดันช่วยให้การตกผลึกของ PLA ง่ายขึ้น ในระหว่างกระบวนการเกิดฟอง CO2 แรงดันสูงจะส่งผลต่อการเกิดพลาสติกอย่างรุนแรง ซึ่งสามารถเพิ่มอัตราการตกผลึกของ PLA ได้อย่างมาก จากนั้นจึงเพิ่มความเป็นผลึก

อัตราการเกิดฟองของ PLA ที่ดัดแปลงสามารถเข้าถึงได้สูงถึง 25-30 เท่า และน้ำหนักของ PLA สามารถลดลงได้ 20-60% เมื่อเทียบกับขนาดเดียวกันของผลิตภัณฑ์ตุ่มทั่วไปของ PLA ทนต่ออุณหภูมิได้ถึง 130 ℃ -20°C แช่เย็น มีความทนทานต่อการบีบอัดดีเยี่ยม อาจกล่าวได้ว่าการทำความร้อนด้วยไมโครเวฟหรือการทำความเย็นแบบสดสามารถจัดการได้อย่างง่ายดาย และเมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์เยื่อกระดาษ วัสดุโฟม PLA ดัดแปลงสามารถกันน้ำ ทนน้ำมัน มีฉนวนกันความร้อนได้ดีกว่า และไม่มีคราบโลหะหนัก

ผลิตภัณฑ์เครื่องใช้บนโต๊ะอาหารโฟม PLA แบบดัดแปลงเริ่มแรกถูกนำมาใช้ในบรรจุภัณฑ์อาหาร เช่น กล่องบรรจุผลไม้ จานสลัด จานผลไม้ ถาดไข่ ฝาถ้วย กล่องอาหารกลางวัน และแผ่นบรรจุภัณฑ์แบบเบาะ
ในขั้นตอนนี้ เนื่องจากต้นทุนและข้อจำกัดด้านประสิทธิภาพบางประการ PLA และวัสดุที่ทำฟองจึงยังไม่ได้ถูกนำมาใช้อย่างเต็มที่ในอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์ในวงกว้าง โดยส่วนใหญ่อยู่ในแวดวงถุงพลาสติกแบบใช้แล้วทิ้ง เครื่องใช้บนโต๊ะอาหาร วัสดุกันกระแทก และการใช้งานระยะสั้นอื่นๆ และยังมีพื้นที่วิจัยขนาดใหญ่ในอนาคตเกี่ยวกับความเหนียว ทนความร้อน ความโปร่งใส คุณสมบัติเป็นอุปสรรค และแม้แต่การนำไฟฟ้าของ PLA

การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิตโฟม PLA การลดต้นทุนวัสดุ และค่อยๆ ส่งเสริมในสังคมทั้งหมดถือเป็นงานที่สำคัญสำหรับองค์กร PLA