Làm thế nào để đạt được sự phát triển công nghiệp bền vững và giảm ô nhiễm bao bì ra môi trường? Việc thiết lập hệ thống tái chế hộp cơm trưa bằng nhựa phải đối mặt với một thách thức lớn và vật liệu sinh học có thể phân hủy sinh học đã trở thành điểm nóng được thị trường quan tâm.
PLA (axit polylactic) là vật liệu bảo vệ môi trường hoàn toàn có khả năng phân hủy sinh học, được làm từ nguồn tài nguyên thực vật tái tạo, chiết xuất tinh bột, lên men bởi vi sinh vật để tạo ra axit lactic, sau đó tổng hợp thành propylene glycol, cuối cùng được polyme hóa để thu được nhựa PLA, có màu xanh lá cây, có khả năng phân hủy hoàn toàn và có tính năng an toàn tiếp xúc với thực phẩm cao. Công ty hiện đang mở rộng sang các lĩnh vực bao bì thực phẩm, dệt may, sản phẩm vệ sinh, nông lâm nghiệp bảo vệ môi trường, in 3D, điều trị y tế và sản xuất ô tô.
So với các loại nhựa sinh học có khả năng phân hủy phổ biến khác như PBAT, PHA, PCL và PBS, PLA là công ty đầu tiên bước vào lĩnh vực đóng gói thực phẩm (bộ đồ ăn dùng một lần và bao bì thực phẩm có thời hạn sử dụng ngắn) và hình thành chuỗi công nghiệp cơ bản, cũng là lĩnh vực được PLA sử dụng rộng rãi nhất trong thời gian dài sắp tới. PLA có lợi thế về cơ sở nghiên cứu, năng lực chuỗi công nghiệp, ứng dụng thị trường, hiệu suất chính, chi phí sản xuất và quy trình chế biến. Sau khi ép phun và ép nóng, nó có thể được chế tạo thành bộ đồ ăn, cốc đánh răng, thìa súp, đũa, đĩa, hộp cơm dùng một lần, bao bì thực phẩm, ống hút ép đùn, v.v.
Bọt PLA biến tính
Bọt PLA là vật liệu đúc quan trọng của PLA. Mặc dù cả hai đều có khả năng phân hủy sinh học, nhưng so với các polyme gốc dầu mỏ, PLA kém bền nhiệt hơn và giòn hơn. Để tạo bọt PLA, cách tốt nhất là sử dụng các monome khác để đồng trùng hợp và tạo bọt khi sản xuất PLA, vừa có thể duy trì tối đa các đặc tính riêng của PLA, vừa cải thiện khả năng chống va đập, độ dẻo dai của bọt PLA.
Trong quá trình tạo bọt ép đùn, bọt PLA có độ kết tinh thấp và khả năng chịu nhiệt kém. Cần phải tăng cường độ nóng chảy, có thể sử dụng việc mở rộng chuỗi, phân nhánh và liên kết ngang. Tạo bọt trong nồi hấp tạo điều kiện cho sự kết tinh của PLA. Trong quá trình tạo bọt, CO2 áp suất cao có tác dụng làm dẻo mạnh, có thể làm tăng đáng kể tốc độ kết tinh của PLA, sau đó làm tăng độ kết tinh của nó.
Tốc độ tạo bọt của PLA biến tính có thể đạt tới 25-30 lần và trọng lượng của PLA có thể giảm 20-60% so với các sản phẩm vỉ thông thường PLA cùng kích thước. Khả năng chịu nhiệt độ có thể đạt tới 130oC. -20oC được làm lạnh với khả năng chống nén tuyệt vời. Có thể nói, việc sưởi ấm bằng lò vi sóng hoặc làm lạnh mới có thể được quản lý dễ dàng. Và so với các sản phẩm bột giấy, vật liệu xốp PLA biến tính có khả năng chống thấm nước, chịu dầu, cách nhiệt tốt hơn và không có cặn kim loại nặng.
Các sản phẩm bộ đồ ăn bằng xốp PLA biến tính ban đầu được sử dụng trong bao bì thực phẩm, chẳng hạn như hộp đóng gói trái cây, đĩa salad, đĩa trái cây, khay trứng, nắp cốc, hộp ăn trưa và lớp lót bao bì đệm.
Ở giai đoạn này, do chi phí và một số hạn chế về hiệu suất, PLA và các vật liệu tạo bọt của nó chưa được sử dụng đầy đủ trong ngành bao bì trên quy mô lớn, chủ yếu trong lĩnh vực túi nhựa dùng một lần, bộ đồ ăn, vật liệu đệm và các mục đích sử dụng ngắn hạn khác, đồng thời vẫn còn không gian nghiên cứu rất lớn trong tương lai về độ bền, khả năng chịu nhiệt, độ trong suốt, đặc tính rào cản và thậm chí cả tính dẫn điện của PLA.
Tối ưu hóa quy trình sản xuất bọt PLA, giảm chi phí nguyên vật liệu và từng bước quảng bá nó trong toàn xã hội là công việc quan trọng đối với các doanh nghiệp PLA.
