PLA 플라스틱: 생분해성 및 퇴비화 가능한 대안

PLA 플라스틱은 생분해성, 재활용 가능, 생체 적합성, 퇴비화 및 생체 흡수성이지만 이상적인 조건에서만 가능합니다.

PLA 플라스틱

PLA 플라스틱이란

PLA(PDLA, PLLA라고도 함) 또는 더 잘 말하면 폴리락트산은 여러 응용 분야에서 기존 플라스틱을 대체해 온 열가소성 합성 고분자입니다. 아이디어를 제공하기 위해 식품 포장, 화장품 포장, 플라스틱 시장 가방, 병, 펜, 안경, 뚜껑, 수저류, 항아리, 컵, 쟁반, 접시, 튜브 생산용 필름, 필라멘트 3D 인쇄, 의료 기기, 부직포 등.

젖산(카르복실산과 알코올이 혼합된 기능을 갖는 유기 화합물)의 여러 반복 사슬에 의해 형성되기 때문에 이러한 이름이 붙었습니다. 이 산은 포유류(인간 포함)에 의해 생성되며 박테리아에 의해 직접 얻을 수도 있습니다. 이 경우에는 과정이 약간 다릅니다.

PLA 생산 과정에서 박테리아는 사탕무, 옥수수, 카사바 등 전분이 풍부한 채소, 즉 재생 가능한 자원을 사용하여 만든 발효 과정을 통해 젖산을 생산합니다.

그러나 PLA 생산 과정에서 전분은 단순히 젖산에 도달하는 데 사용되기 때문에 열가소성 전분으로 알려진 전분 플라스틱과 혼동할 수 없습니다. 전분을 주원료로 하는 열가소성 전분 플라스틱과 달리. 이 두 가지 유형 중 PLA는 100% 생분해성(이상적인 조건이 있는 경우)일 뿐만 아니라 내성이 강하고 일반 플라스틱처럼 보이기 때문에 유리합니다.

PLA 플라스틱은 언제 나타났습니까?

Carothers, Dorough 및 Natta 연구원은 1932년에 PLA를 처음 합성했습니다. 처음에는 재료의 기계적 특성이 만족스러운 것으로 간주되지 않았기 때문에 성공적인 작업이 아니었습니다. 이를 염두에 두고 Du Pont은 더 나은 기계적 특성을 가진 새로운 PLA를 합성하여 특허를 받았지만, 이 새로운 유형은 물과 반응한다는 또 다른 단점이 있었습니다. 따라서 1966년이 되어서야 Kulkar가 물질 저하가 발생할 수 있음을 입증했습니다. 시험관 내 그리고 실험실에서 더 잘 관찰되었으며, 주로 의료 분야에서 그 응용에 대한 실질적인 관심이 있었습니다.

그럼에도 불구하고 기계적 특성이 좋은 PLA는 낮은 충격 강도와 높은 내열성이라는 두 가지 불편한 특성이 있습니다. 취성을 줄이기 위해 글리세롤 및 소르비톨과 같은 유기 가소제가 사용됩니다. 그러나 이러한 측면을 개선하기 위해 천연 섬유를 삽입하거나 블렌드(화학 반응이 없는 다른 플라스틱의 기계적 혼합)를 생산하는 것도 가능합니다.

미국 표준 ASTM 6400, 6868, 6866; 유럽 ​​EN 13432 및 브라질 ABNT NBr 15448은 품질을 개선하기 위해 PLA를 다른 플라스틱과 혼합한 후 재료의 최종 질량의 최대 10%가 비생분해성임을 허용합니다.

시장

브라질에서 PLA 플라스틱의 주요 유통업체 중 하나는 폴리머 산업의 글로벌 서비스 제공업체인 Ravago 그룹에 속한 Resinex입니다. 다른 하나는 Naturework에 속한 Ingeo 회사에서 생산한 PLA를 유통하는 Naturework입니다.

또 다른 대형 제조업체는 1865년에 설립된 독일의 세계적인 화학 회사이자 화학 분야의 세계적인 리더인 Basf입니다.

혜택

PLA 플라스틱은 매우 유리한 특성을 가지고 있습니다. 퇴비화 가능한 플라스틱인 것 외에도 생분해성, 기계적 및 화학적 재활용 가능, 생체 적합성 및 생체 흡수성입니다.

또한 대부분의 일회용 포장에 사용하기에 적절한 유통 기한을 가지며 재생 가능한 공급원(야채)에서 얻습니다.

분해되는 데 500년에서 1000년이 걸리는 폴리스티렌(PS) 및 폴리에틸렌(PE)과 같은 기존 플라스틱에 비해 PLA는 분해되는 데 6개월에서 2년이 걸리기 때문에 비약적으로 승리합니다. 그리고 적절히 폐기하면 물에 쉽게 분해되기 때문에 무해한 물질로 변합니다.

소량의 PLA가 포장에서 식품으로 전달되어 체내로 유입되더라도 체내에서 자연적으로 제거되는 안전한 식품 물질인 젖산으로 전환되기 때문에 건강에 해를 끼칠 위험이 없습니다.

이러한 특성으로 인해 금속 임플란트를 대체하는 의료 개입에 널리 사용되었습니다. PLA 플라스틱 임플란트는 염증을 덜 유발하고 골절된 장기에 과도한 스트레스를 주지 않으며 재료에서 이를 제거하기 위해 두 번째 수술이 필요하지 않습니다.

또한 화석 연료를 태워 재생 불가능한 플라스틱으로 만든 전통적인 비닐 봉투에 대한 더 나은 대안입니다.

단점

PLA 플라스틱이 생분해될 가능성이 있다는 것은 좋은 일이지만 이것이 항상 가능한 것은 아닙니다. 적절한 분해가 발생하려면 PLA 플라스틱 폐기를 올바르게 수행해야 합니다. 이것은 물질이 적절한 빛, 습도, 온도 및 적절한 양의 미생물 조건이 있는 퇴비화 공장에 퇴적됨을 의미합니다.

불행히도, 대부분의 브라질 폐기물은 매립지와 덤프로 처리됩니다. 그곳에서 재료가 100% 생분해된다는 보장이 없습니다. 더군다나 일반적으로 쓰레기 매립지와 매립지의 조건은 분해를 혐기성, 즉 낮은 농도의 산소로 인해 온실 효과의 불균형에 가장 문제가 되는 가스 중 하나인 메탄 가스의 방출을 유발합니다.

또 다른 실현불가능한 부분은 PLA 제품의 생산단가가 여전히 높아 기존 제품에 비해 다소 고가라는 점이다.

그리고 우리가 이미 보았듯이 브라질, 유럽 및 미국 표준은 PLA를 다른 비 생분해성 플라스틱과 혼합하여 특성을 개선하고 생분해성으로 자격을 부여합니다.

또한 Unicamp에서 발표한 연구에 따르면 모든 형태의 재활용(기계, 화학 및 퇴비화) 중에서 퇴비화가 환경에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 화학적 재활용이 2위를 차지했으며 기계가 미치는 영향이 더 적은 것으로 나타났습니다.

PLA 플라스틱을 어떻게 폐기합니까?

브라질의 매립지와 덤프는 퇴비화에 적합하지 않기 때문에 피해를 줄이는 한 가지 방법은 PLA 플라스틱으로 만든 재료를 생산된 메탄을 포집하여 재사용할 수 있는 장소로 보내는 것입니다.