PLA proti PBAT: ključni materiali, uporabljeni v embalaži za kompostiranje
Pred nekaj leti, ko sem začel posvečati pozornost embalaži, ki jo je mogoče kompostirati, sem domneval, da bo rešitev dokaj preprosta - preprosto zamenjajte običajno plastiko z biorazgradljivo alternativo. Potem ko sem preživel več časa okoli predelovalcev embalaže in dobaviteljev materiala, sem ugotovil, da to v resnici ne deluje tako.
Fleksibilne embalažne folije so redko narejene iz enega samega materiala. Celo tradicionalna plastična embalaža se pogosto zanaša na več plasti ali mešane polimere, da se doseže pravo ravnovesje med trdnostjo, prožnostjo in zmogljivostjo pregrade. Embalaža za kompostiranje sledi isti logiki.
V večini projektov, ki sem jih videl, se vedno znova pojavljata dva materiala: PLA in PBAT. Niso edini biorazgradljivi polimeri, ki so na voljo, vendar so verjetno najpogostejši, ki se uporabljajo, ko ljudje poskušajo razviti prožne folije, ki jih je mogoče kompostirati.
ključne tehnologije izdelkov
Prvič sem se lotil PLA filma
PLA ali polimlečna kislina je običajno prva biorazgradljiva plastika, s katero se ljudje srečajo, ko začnejo iskati materiale, ki jih je mogoče kompostirati. Eden od razlogov je njegov izvor - proizveden je iz rastlinskih-surovin, kot sta koruzni škrob ali sladkorni trs, in ne iz nafte.
Prvič sem se lotil vzorca PLA filma med preskusom majhne embalaže v obratu za predelavo. Takoj je izstopalo, kako tog in gladek je bil material. V primerjavi s polietilensko folijo je bila na otip skoraj kot tanek list plastike in ne kot mehka embalažna folija.
Ta togost ni nujno slaba stvar. Pravzaprav je zaradi jasnosti in togosti PLA uporaben za določene formate embalaže. Številne prozorne posode za hrano, ki jih je mogoče kompostirati, so v veliki meri narejene iz PLA, ker je material videti čist in stabilen.
Ko pa film predelamo v tanke fleksibilne strukture, postanejo pomanjkljivosti jasnejše. PLA folije lahko lažje počijo, če jih med pretvorbo ali oblikovanjem vrečk preveč raztegnemo. Spominjam se, da je en inženir razlagal, da so morali večkrat prilagoditi pogoje obdelave, da bi preprečili majhne zlome vzdolž tesnilne linije.
Z materialnega vidika je to eden od razlogov, zakaj se samo PLA redko uporablja za fleksibilne embalažne vrečke.
PBAT se zdi veliko bližje tradicionalni fleksibilni plastiki
Povsem drugače je s PBAT (polibutilen adipat tereftalat).
Pri rokovanju s folijo PBAT se ta obnaša veliko bolj kot upogljiva plastika, ki se uporablja v običajni embalaži. Film se zlahka raztegne in je na otip občutno mehkejši od PLA. Ta prilagodljivost je še posebej uporabna za izdelke, ki morajo preživeti pošiljanje in rokovanje.
Na primer, kurirske poštne vrečke, ki jih je mogoče kompostirati, so pogosto močno odvisne od PBAT, ker material bolje prenaša mehanske obremenitve kot PLA.
Druga praktična prednost je, da je PBAT pogosto mogoče predelati z opremo, ki se že uporablja za proizvodnjo polietilenske folije. Nekatere ekstruzijske linije potrebujejo le zmerne prilagoditve nastavitev temperature.
Vendar ima PBAT tudi svoje omejitve. Filmi, izdelani predvsem iz PBAT, so ponavadi manj togi in manj prozorni kot filmi PLA. Pri aplikacijah, kjer sta videz ali togost pomembna, sam PBAT morda ni idealen.
Zakaj pretvorniki pogosto mešajo oba materiala
Ker se oba materiala obnašata tako različno, ju predelovalci pogosto mešajo.
Ideja je dokaj enostavna. PLA prispeva k strukturi in togosti, medtem ko PBAT izboljša fleksibilnost. S prilagajanjem razmerja med njimi proizvajalci poskušajo ustvariti folije, ki se obnašajo bližje običajni plastični embalaži.
Med enim razvojnim projektom, za katerega sem slišal od pretvornika, so inženirji preizkusili več različnih razmerij PLA–PBAT za aplikacijo vrečk za prigrizke. Ko je bila vsebnost PLA visoka, je vrečka dobro obdržala obliko, vendar je med preskusi tesnjenja počila. Povečanje vsebnosti PBAT je izboljšalo obstojnost, čeprav je film postal mehkejši.
Tovrstni kompromisi-so tipični pri delu z biorazgradljivimi materiali.
Embalaža za kompostiranje je običajno bolj zapletena, kot je videti
Druga stvar, ki me je presenetila, ko sem prvič pogledal embalažo za kompostiranje, je, kako podobna je njena struktura tradicionalni plastični embalaži.
Številne vrečke za kompostiranje se še vedno zanašajo na več plasti, tudi če so sami materiali biorazgradljivi. Vsaka plast opravlja drugačno funkcijo.
Opis izdelkov
Preprost primer lahko vključuje:
zunanja natisljiva plast za grafiko
strukturna plast, ki zagotavlja mehansko trdnost
notranja plast, zasnovana za toplotno tesnjenje
Nekateri proizvajalci eksperimentirajo tudi z biorazgradljivimi premazi, ki pomagajo izboljšati odpornost na kisik ali vlago. Učinkovitost pregrade je še vedno eno od področij, kjer se kompostne folije še naprej razvijajo.
Trg bioplastike je še vedno relativno majhen, a raste
Čeprav je plastika, primerna za kompostiranje, deležna veliko pozornosti, še vedno predstavlja majhen delež celotnega trga plastike.
Po podatkih European Bioplastics naj bi svetovna proizvodna zmogljivost bioplastike v naslednjih nekaj letih dosegla približno 7 milijonov ton. To se sliši veliko, a v primerjavi s stotinami milijonov ton konvencionalne plastike, proizvedene letno, je to še vedno relativno majhen delež.
Kljub temu se zanimanje očitno povečuje. V pogovorih z dobavitelji embalaže povpraševanje pogosto izvira iz sektorjev, kot so specialty kava, blagovne znamke organske hrane in podjetja, ki želijo poudariti trajnost pri oblikovanju svoje embalaže.
Preprost način razmišljanja o PLA in PBAT
Potem ko sem inženirje večkrat slišal razpravljati o teh materialih, sem jih začel razlagati na preprostejši način, ko so me ljudje vprašali.
PLA je uporaben, ko embalažna folija potrebuje strukturo in vizualno jasnost. PBAT je uporaben, ko folija potrebuje prožnost in vzdržljivost.
Noben material sam po sebi ne reši vseh težav. Zato se kompostne embalažne folije pogosto zanašajo na kombinacijo obeh.
Z razvojem novih biorazgradljivih polimerov se bodo ti materialni sistemi verjetno še naprej razvijali. Vendar zaenkrat ostajata embalaža PLA in biorazgradljiva plastika PBAT dva ključna materiala, ki se uporabljata, ko proizvajalci poskušajo izdelati fleksibilno embalažo, primerno za kompostiranje.
pogosta vprašanja
V: Kakšna je glavna razlika med PLA in PBAT?
O: PLA je rastlinski-polimer, znan po togosti in čistosti, medtem ko je PBAT prožen biološko razgradljiv poliester, ki zagotavlja raztegljivost in žilavost.
V: Ali sta PLA in PBAT primerni za kompostiranje?
O: Oba materiala se lahko razgradita v pogojih industrijskega kompostiranja, kjer so temperatura, vlaga in mikrobna aktivnost nadzorovani.
V: Zakaj se PLA in PBAT pogosto mešata skupaj?
O: Mešanje obeh materialov pomaga uravnovesiti togost in prožnost ter ustvariti filme, ki so bolj primerni za pakiranje.
V: Kateri izdelki za pakiranje običajno uporabljajo PLA in PBAT?
O: Nekateri pogosti primeri so nakupovalne vrečke, ki jih je mogoče kompostirati, vrečke za pakiranje kave, vrečke za prigrizke in vrečke za e-e-trgovino.