პოლირძემჟავა (PLA): პლასტმასის ეკოლოგიურად სუფთა ალტერნატივა

რა არის PLA?

პოლირძემჟავა, ასევე ცნობილი როგორც PLA (პოლირძემჟავა), არის თერმოპლასტიკური მონომერი, რომელიც მიიღება განახლებადი ორგანული წყაროებიდან, როგორიცაა სიმინდის სახამებელი, შაქრის ლერწამი ან ჭარხლის რბილობი.

მიუხედავად იმისა, რომ ის იგივეა, რაც წინა პლასტმასები, მისი თვისებები განახლებად რესურსად იქცა, რაც მას წიაღისეული საწვავის უფრო ბუნებრივ ალტერნატივად აქცევს.

PLA კვლავ ნახშირბად-ნეიტრალურია, საკვებად ვარგისი და ბიოდეგრადირებადი, რაც იმას ნიშნავს, რომ მას შეუძლია სრულად დაშლა შესაბამის გარემოში, მავნე მიკროპლასტმასად დაშლის ნაცვლად.

დაშლის უნარის გამო, იგი ხშირად გამოიყენება ბიოდეგრადირებადი პლასტიკური პარკების, ჩალის, ჭიქების, თეფშებისა და სუფრის ჭურჭლის შესაფუთ მასალად.

PLA-ს დეგრადაციის მექანიზმი

PLA განიცდის არაბიოლოგიურ დეგრადაციას სამი მექანიზმის მეშვეობით:

ჰიდროლიზი: მთავარ ჯაჭვში ეთერ ჯგუფები იშლება, რაც იწვევს მოლეკულური წონის შემცირებას.

თერმული დაშლა: რთული ფენომენი, რომელიც იწვევს სხვადასხვა ნაერთების წარმოქმნას, როგორიცაა უფრო მსუბუქი მოლეკულები, სხვადასხვა მოლეკულური წონის წრფივი და ციკლური ოლიგომერები და ლაქტიდი.

ფოტოდეგრადაცია: ულტრაიისფერმა გამოსხივებამ შეიძლება გამოიწვიოს დეგრადაცია. ეს არის მთავარი ფაქტორი, რომელიც პოლირძემჟავას მზის სხივების ზემოქმედებას ახდენს პლასტმასის, შესაფუთი კონტეინერებისა და ფირების გამოყენებისას.

ჰიდროლიზის რეაქცია ასეთია:

-COO- + H2O → -COOH + -OH

გარემოს ტემპერატურაზე დაშლის ტემპი ძალიან ნელია. 2017 წელს ჩატარებულმა კვლევამ აჩვენა, რომ PLA-მ ერთი წლის განმავლობაში 25°C (77°F) ტემპერატურაზე ზღვის წყალში ხარისხის დაკარგვა არ განიცადა, თუმცა კვლევაში პოლიმერული ჯაჭვების დაშლა ან წყლის შთანთქმა არ გაზომილა.

რა არის PLA-ს გამოყენების სფეროები?

1. სამომხმარებლო საქონელი
PLA გამოიყენება სხვადასხვა სამომხმარებლო საქონელში, როგორიცაა ერთჯერადი ჭურჭელი, სუპერმარკეტების სავაჭრო ჩანთები, სამზარეულოს ტექნიკის კორპუსები, ასევე ლეპტოპები და ხელის მოწყობილობები.

2. სოფლის მეურნეობა
PLA გამოიყენება ბოჭკოვანი ფორმით ერთბოჭკოვანი სათევზაო ძაფებისა და ბადეებისთვის მცენარეულობისა და სარეველების კონტროლისთვის. გამოიყენება ქვიშის ტომრების, ყვავილების ქოთნების, შემაკავშირებელი თასმებისა და თოკებისთვის.

3. სამედიცინო მკურნალობა
PLA-ს დაშლა უვნებელ რძემჟავად შეიძლება, რაც მას სამედიცინო აღჭურვილობად გამოსაყენებლად ვარგისს ხდის წამყვანების, ხრახნების, ფირფიტების, ქინძისთავების, ღეროებისა და ბადეების სახით.

ჯართის გატანის ოთხი ყველაზე გავრცელებული შესაძლო სიტუაცია

1. გადამუშავება:
ეს შეიძლება იყოს ქიმიური ან მექანიკური გადამუშავება. ბელგიაში, Galaxy-მ გახსნა PLA-ს ქიმიური გადამუშავების პირველი საპილოტე ქარხანა (Loopla). მექანიკური გადამუშავებისგან განსხვავებით, ნარჩენები შეიძლება შეიცავდეს სხვადასხვა დამაბინძურებლებს. პოლირძემჟავას ქიმიურად აღდგენა შესაძლებელია მონომერების სახით თერმული პოლიმერიზაციის ან ჰიდროლიზის გზით. გაწმენდის შემდეგ, მონომერების გამოყენება შესაძლებელია ნედლი PLA-ს წარმოებისთვის მათი თავდაპირველი თვისებების დაკარგვის გარეშე.

2. კომპოსტირება:
PLA-ს ბიოდეგრადირება შესაძლებელია სამრეწველო კომპოსტირების პირობებში, თავდაპირველად ქიმიური ჰიდროლიზის, შემდეგ მიკრობული დაშლის და ბოლოს დეგრადაციის გზით. სამრეწველო კომპოსტირების პირობებში (58°C (136°F)), PLA-ს შეუძლია ნაწილობრივ (დაახლოებით ნახევარი) დაიშალოს წყალად და ნახშირორჟანგად 60 დღის განმავლობაში, ხოლო დარჩენილი ნაწილი გაცილებით ნელა იშლება მასალის კრისტალურობაზე დამოკიდებულებით. გარემოში, სადაც არ არის აუცილებელი პირობები, დაშლა ძალიან ნელი იქნება, არაბიოლოგიური პლასტმასის მსგავსად, რომელიც სრულად არ იშლება ასობით ან ათასობით წლის განმავლობაში.

3. წვა:
PLA-ს დაწვა შესაძლებელია ქლორის შემცველი ქიმიკატების ან მძიმე მეტალების წარმოქმნის გარეშე, რადგან ის შეიცავს მხოლოდ ნახშირბადის, ჟანგბადის და წყალბადის ატომებს. ჯართის PLA-ს დაწვა წარმოქმნის 19.5 მჯ/კგ (8368 btu/lb) ენერგიას ნარჩენების დატოვების გარეშე. ეს შედეგი, სხვა დასკვნებთან ერთად, მიუთითებს, რომ დაწვა პოლირძემჟავას ნარჩენების დამუშავების ეკოლოგიურად სუფთა მეთოდია.

4. ნაგავსაყრელი:
მიუხედავად იმისა, რომ PLA-ს შეუძლია ნაგავსაყრელებზე მოხვედრა, ის ყველაზე ნაკლებად ეკოლოგიურად სუფთა არჩევანია, რადგან მასალა ნელა იშლება გარემოს ტემპერატურაზე, როგორც წესი, ისეთივე ნელა, როგორც სხვა არადეგრადირებადი პლასტმასები.