Действительно ли PLA биоразлагаем или устойчив?

Устойчивость использования PLA была одним из наиболее устойчивых аргументов в пользу его продаж, будь то в качестве материала для 3D-печати или для других приложений и отраслей. Что касается производства, это утверждение подкрепляется тем фактом, что сырье для PLA получают в результате ферментации растительных веществ.

Однако насколько хорошо «устойчивый» бренд сохраняет свои позиции, когда он поступает в распоряжение? Действительно ли PLA так легко разлагается микроорганизмами, как заявляют его производители? В этой статье мы рассмотрим, что означает биоразлагаемость вещества и применимо ли это к PLA.

Из чего сделан PLA?

PLA (полимолочная кислота) — это полимер, состоящий из мономеров лактида. Одним из факторов, который делает его более устойчивой альтернативой пластмассам, полученным из нефти, является тот факт, что молочнокислое сырье может быть получено из растительных веществ.

Например, кукурузный крахмал и сахар можно смешивать с ферменты, расщепляющие крахмалы на сахара с меньшей молекулярной массой. Затем эти сахара подвергаются ферментирующим бактериям, которые превращают их в молочную кислоту. PLA может быть получен либо из молочной кислоты, либо из лактида, первый из которых продолжает развиваться в связи с его превосходной экономичностью.

Молочная кислота — это встречающееся в природе соединение, которое, как правило, безопасно для людей и животных. , и окружающая среда. Когда PLA распадается, он возвращается к исходным компонентам молочной кислоты, что еще больше усиливает его имидж как полностью устойчивого биопластика.

Однако остается один вопрос — насколько легко PLA распадается на компоненты молочной кислоты. ? Действительно ли PLA настолько биоразлагаем, как кажется?

Является ли PLA биоразлагаемым или компостируемым?

При рассмотрении устойчивости PLA необходимо проводить различие между терминами« биоразлагаемый »и« компостируемый ». Материал считается биоразлагаемым, если он может быть разложен естественные биологические организмы, будь то в аэробных или анаэробных условиях. Компостирование, с другой стороны, представляет собой искусственный процесс, который включает в себя тщательный контроль таких факторов, как состав почвы, температура и влажность.

Неправильно называть любой материал «биоразлагаемым» просто потому, что о чем угодно можно разложить естественным путем, если учесть достаточно времени. Единственный вопрос, который остается, заключается в том, будет ли этот процесс разложения завершен в практичные или приемлемые сроки.

Какое место занимает PLA в этом спектре биоразлагаемости? Согласно исследованиям, оставленный в дикой природе, PLA будет полностью разрушен только через 80 лет. Это не кажется приемлемым сроком для материала, который почти единогласно описывается как «экологически чистый». При утилизации, как и обычные кухонные отходы, PLA внесет значительный вклад в растущую проблему твердых отходов..

Теперь, когда мы знаем, что недостаточно просто утилизировать отходы PLA и позволить природе делать свою работу, точнее будет описать его как «компостируемый», а не «биоразлагаемый». Это означает, что выбрасывать Запрещается использовать отходы PLA вместе с продуктами питания и другими органическими отходами, и их нельзя закапывать на заднем дворе.

Что нужно для разложения PLA?

Пока что мы знать, что для разложения PLA на составляющие его компоненты молочной кислоты требуются строго контролируемые условия. Что это за условия и действительно ли они не могут быть удовлетворены естественным путем?

Чтобы полимер PLA распался, он должен пройти процесс, называемый гидролизом. Это не происходит спонтанно, о чем свидетельствует тот факт, что ваши отпечатки PLA не разваливаются просто через несколько месяцев. Гидролиз PLA происходит только в присутствии определенных ферментов, в частности протеиназы K. Проблема в том, что такие ферменты редко встречаются в природе.

По этой причине PLA эффективно разрушается только при промышленном компостировании. условия. Эта обработка может варьироваться от одного завода по производству компоста к другому, но обычно включает контроль влажности и температуры (от 55 до 70 ° C), среду, богатую кислородом, и введение коктейля из микроорганизмов.

Еще одна сложность заключается в том, что не все заводы по производству компоста оборудованы для работы с PLA. Согласно исследованию, проведенному German Environmental Aid на почти 1000 компостных заводах в Германии, по крайней мере, год назад, около 95% из них не имеют квалификации для компостирования биопластиков в соответствии с установленными экологическими стандартами. Более того, большинство из них рассматривают биопластик как «загрязнитель» для стандартных органических и биологических отходов.

Эти факты подчеркивают, что задача надлежащего удаления PLA не так проста, как кажется. Хотя технология компостирования PLA существует, не все города, штаты или страны могут иметь для этого инфраструктуру. Хотя заявления об «экологичности» PLA все еще технически верны, они могут быть применимы не для всех сценариев и условий по всему миру.

Этика производства PLA

Давайте сделаем шаг назад и посмотрим на другой конец цепочки устойчивого развития. Огромным преимуществом PLA является то, что он изготовлен из растительного сырья, которое является экологически безопасным источником. Однако основным источником сырья для PLA является кукуруза — основной продукт питания для миллиардов людей во всем мире.

Это вызывает интересную моральную и этическую дилемму. Этично ли использовать огромную часть мировых продовольственных культур для производства пластика, особенно с учетом того, что огромное население во всем мире сталкивается с голодом и нехваткой продовольствия? Также необходимо учитывать последствия глобального потепления, поскольку они затруднили урожайность сельскохозяйственных культур, несмотря на успехи, достигнутые в сельскохозяйственных технологиях.

Исходя из существующих технологий производства PLA, для этого потребуется около 2,7 кг кукурузы. сделать 1 килограмм пластика PLA. Это означает, что 715. Для полной переработки 270 миллионов тонн пластика, производимого и используемого во всем мире, потребуется 5 миллионов тонн кукурузы. Это может быть даже консервативная оценка, учитывая, что использование пластика неуклонно растет за последние пару лет.

Переработка PLA — более экологичная альтернатива

Теперь, когда мы поняли, что PLA может быть не таким устойчивым, как считалось ранее, стоит ли продолжать его использовать? Хорошая новость заключается в том, что PLA по-прежнему намного более безопасен для окружающей среды, чем пластмассы, полученные из нефтяных источников. Возможно, PLA не является полностью экологичным, но существует больше методов обращения с PLA, которые считаются более ответственными.

Растущей тенденцией в отрасли является переработка использованных отпечатков PLA. Поскольку PLA является термопластом, его механические и химические свойства не должны изменяться, даже когда он подвергается плавлению и затвердеванию. В настоящее время существует оборудование, которое может преобразовывать обрезки PLA в свежую нить, такое как экструдер Filabot EX2. Filabot также предлагает услугу, по которой вы можете отправить им отходы PLA, и они сделают для вас переработку.

Если вы можете практиковать это, то это более устойчивый способ использования нити PLA. Теоретически вы можете просто циклически перебирать катушки PLA и использовать отходы бесконечно. Как и в большинстве случаев, это легче сказать, чем сделать.

Проблема с этим подходом состоит в том, что он возлагает на пользователя финансовое бремя переработки. Это тоже недешево. Экструдер Filabot стоит почти 2000 долларов. Если вы хотите приобрести дополнительные аксессуары, такие как охладитель нити и намотчик, эта цена может вырасти до 8–10 000 долларов. В этом ценовом диапазоне только профессиональные пользователи могут позволить себе иметь собственную систему переработки нити.

Существует также тот факт, что не все нити PLA могут быть переработаны. Некоторые нити PLA могут содержать красители или добавки, которые делают их непригодными для переработки. Вы также должны быть осторожны при смешивании обрезков PLA в качестве исходного материала, так как вы можете получить переработанную нить уродливого цвета.

Заключительные мысли

В этом В статье мы более отрезвляюще взглянули на то, насколько «экологичным» является PLA на самом деле. PLA часто рекламируется как более экологичный волокнистый материал, используемый в 3D-печати, но это не так просто, как говорится в этом заявлении.

Технически термин «биоразлагаемый» относится к PLA. Однако это не кажется подходящим ярлыком, учитывая, что для полного разложения PLA в естественных условиях потребуется около всей жизни человека. Назвать PLA компостируемым более точно, хотя есть еще несколько аргументов в пользу этого утверждения.

Суровая правда заключается в том, что наши нынешние предприятия по переработке еще недостаточно оснащены для обработки биопластов, включая PLA. . Технология переработки и так далека от совершенства, о чем свидетельствует тот факт, что во многих развивающихся странах даже нет предприятий по переработке.. Успехи, достигнутые в разработке биопластов за последние несколько лет, впечатляют, но методы их надлежащей утилизации и переработки все еще догоняют.

Что касается 3D-печати. Тем не менее, PLA по-прежнему представляет собой наиболее экологичный доступный материал. Тем не менее, мы не советуем увлекаться маркетинговым уклоном, что PLA является «биоразлагаемым» и «устойчивым». Хотя эти утверждения не являются неточными, они не полностью применимы во всех сценариях. Ввиду отсутствия лучших вариантов наш лучший совет — нести ответственность за использование нитей для 3D-печати. Создавайте как можно меньше отходов и старайтесь утилизировать любой материал из нити, который вы можете.

Внимание! Никогда не оставляйте 3D-принтеры без присмотра. Они могут представлять опасность для пожарной безопасности.
Оцените статью
futurei.ru
Добавить комментарий