PLA un PBAT: galvenie materiāli, ko izmanto kompostējamā iepakojumā
Pirms dažiem gadiem, kad es sāku pievērst uzmanību kompostējamam iepakojumam, es pieņēmu, ka risinājums būtu diezgan vienkāršs - vienkārši aizstāt parasto plastmasu ar bioloģiski noārdāmu alternatīvu. Pavadījis vairāk laika pie iepakojuma pārstrādātājiem un materiālu piegādātājiem, es sapratu, ka tas tā īsti nedarbojas.
Elastīgās iepakojuma plēves reti tiek izgatavotas no viena materiāla. Pat tradicionālais plastmasas iepakojums bieži ir balstīts uz vairākiem slāņiem vai sajauktiem polimēriem, lai panāktu pareizo līdzsvaru starp izturību, elastību un barjeras veiktspēju. Kompostējamais iepakojums atbilst tādai pašai loģikai.
Lielākajā daļā projektu, ko esmu redzējis, atkal un atkal parādās divi materiāli: PLA un PBAT. Tie nav vienīgie pieejamie bioloģiski noārdāmie polimēri, taču tie, iespējams, ir visizplatītākie, ko izmanto, mēģinot izveidot kompostējamas elastīgas plēves.
produktu atslēgas tehnoloģijas
Pirmo reizi apstrādāju PLA filmu
PLA jeb polipienskābe parasti ir pirmā bioloģiski noārdāmā plastmasa, ar kuru cilvēki saskaras, kad viņi sāk meklēt kompostējamus materiālus. Viens no iemesliem ir tā izcelsme - to ražo no augu- izejvielām, piemēram, kukurūzas cietes vai cukurniedrēm, nevis no naftas.
Pirmo reizi es strādāju ar PLA plēves paraugu neliela iepakojuma testa laikā pārveidotāja rūpnīcā. Uzreiz izcēlās tas, cik stingrs un gluds materiāls. Salīdzinot ar polietilēna plēvi, tā gandrīz jutās kā plāna plastmasas loksne, nevis mīksta iepakojuma plēve.
Šis stīvums ne vienmēr ir slikta lieta. Faktiski PLA skaidrība un stingrība padara to noderīgu noteiktiem iepakojuma formātiem. Daudzi caurspīdīgi kompostējami pārtikas konteineri lielākoties ir izgatavoti no PLA, jo materiāls izskatās tīrs un stabils.
Bet, kad plēve tiek apstrādāta plānās elastīgās struktūrās, trūkumi kļūst skaidrāki. PLA plēves var vieglāk saplaisāt, ja tās ir pārāk daudz izstieptas konvertēšanas vai maisiņa veidošanas laikā. Es atceros, kā viens inženieris paskaidroja, ka viņiem vairākas reizes bija jāpielāgo apstrādes apstākļi, lai novērstu nelielus lūzumus gar blīvējuma līniju.
No materiāla viedokļa tas ir viens no iemesliem, kāpēc PLA vien tiek reti izmantots elastīgiem iepakojuma maisiņiem.
PBAT šķiet daudz tuvāk tradicionālajai elastīgajai plastmasai
Pavisam cita situācija ir ar PBAT (polibutilēna adipāta tereftalātu).
Kad tiek apstrādāta PBAT plēve, tā uzvedas daudz vairāk kā elastīgā plastmasa, ko izmanto parastajos iepakojumos. Plēve viegli stiepjas un jūtas ievērojami mīkstāka nekā PLA. Šī elastība ir īpaši noderīga produktiem, kuriem nepieciešams izturēt nosūtīšanu un pārkraušanu.
Piemēram, kompostējamie kurjerpasta maisi bieži vien lielā mērā ir atkarīgi no PBAT, jo materiāls iztur mehānisko spriegumu labāk nekā PLA.
Vēl viena praktiska priekšrocība ir tā, ka PBAT bieži var apstrādāt, izmantojot iekārtas, kas jau tiek izmantotas polietilēna plēves ražošanā. Dažām ekstrūzijas līnijām temperatūras iestatījumi ir jāpielāgo tikai mēreni.
Tomēr PBAT ir arī savi ierobežojumi. Plēves, kas izgatavotas galvenokārt no PBAT, mēdz būt mazāk stingras un mazāk caurspīdīgas nekā PLA plēves. Lietojumos, kur izskatam vai stingrumam ir nozīme, PBAT vien var nebūt ideāls.
Kāpēc pārveidotāji bieži sajauc abus materiālus
Tā kā abi materiāli darbojas ļoti atšķirīgi, pārveidotāji tos bieži sajauc.
Ideja ir diezgan vienkārša. PLA veicina struktūru un stingrību, savukārt PBAT uzlabo elastību. Pielāgojot attiecību starp tām, ražotāji cenšas radīt plēves, kas uzvedas tuvāk parastajiem plastmasas iepakojumiem.
Viena izstrādes projekta laikā, par kuru es dzirdēju no pārveidotāja, inženieri pārbaudīja vairākas dažādas PLA-PBAT attiecības uzkodu maisiņu lietošanai. Ja PLA saturs bija augsts, maisiņš labi saglabāja savu formu, taču blīvējuma testu laikā tas saplaisāja. PBAT satura palielināšana uzlaboja izturību, lai gan plēve kļuva mīkstāka.
Šāda veida kompromisi{0}}ir tipiski, strādājot ar bioloģiski noārdāmiem materiāliem.
Kompostējamais iepakojums parasti ir sarežģītāks, nekā izskatās
Vēl viena lieta, kas mani pārsteidza, kad es pirmo reizi aplūkoju kompostējamo iepakojumu, ir tas, cik tā struktūra ir līdzīga tradicionālajam plastmasas iepakojumam.
Daudzi kompostējamie maisiņi joprojām ir balstīti uz vairākiem slāņiem, pat ja paši materiāli ir bioloģiski noārdāmi. Katrs slānis veic atšķirīgu funkciju.
Produktu apraksts
Vienkāršs piemērs varētu ietvert:
ārējais apdrukājamais slānis grafikai
strukturāls slānis, kas nodrošina mehānisko izturību
iekšējais slānis, kas paredzēts termiskai blīvēšanai
Daži ražotāji eksperimentē arī ar bioloģiski noārdāmiem pārklājumiem, kas palīdz uzlabot skābekļa vai mitruma izturību. Barjeru veiktspēja joprojām ir viena no jomām, kurā kompostējamās plēves turpina attīstīties.
Bioplastmasas tirgus joprojām ir salīdzinoši neliels, bet augošs
Lai gan kompostējamai plastmasai tiek pievērsta liela uzmanība, tā joprojām veido nelielu daļu no kopējā plastmasas tirgus.
Saskaņā ar European Bioplastics datiem, paredzams, ka tuvāko gadu laikā bioplastmasas ražošanas jauda pasaulē sasniegs aptuveni 7 miljonus tonnu. Tas izklausās lieli, taču salīdzinājumā ar simtiem miljonu tonnu ik gadu saražotās parastās plastmasas tā joprojām ir salīdzinoši neliela daļa.
Tomēr interese acīmredzami pieaug. Sarunās ar iepakojuma piegādātājiem pieprasījums bieži nāk no tādām nozarēm kā speciālā kafija, bioloģiskās pārtikas zīmoli un uzņēmumi, kas vēlas uzsvērt ilgtspējību savā iepakojuma dizainā.
Vienkāršs veids, kā domāt par PLA un PBAT
Daudzas reizes dzirdējis, ka inženieri apspriež šos materiālus, esmu sācis tos izskaidrot vienkāršāk, kad cilvēki jautā.
PLA ir noderīga, ja iepakojuma plēvei nepieciešama struktūra un vizuāla skaidrība. PBAT ir noderīga, ja plēvei nepieciešama elastība un izturība.
Neviens materiāls pats par sevi neatrisina katru problēmu. Tāpēc kompostējamās iepakojuma plēves bieži paļaujas uz abu kombināciju.
Tā kā tiek izstrādāti jauni bioloģiski noārdāmi polimēri, šīs materiālu sistēmas, iespējams, turpinās attīstīties. Bet pagaidām PLA iepakojums un PBAT bioloģiski noārdāmā plastmasa joprojām ir divi no galvenajiem materiāliem, ko izmanto, kad ražotāji mēģina ražot kompostējamu elastīgo iepakojumu.
FAQ
J: Kāda ir galvenā atšķirība starp PLA un PBAT?
A: PLA ir augu -bāzes polimērs, kas pazīstams ar stingrību un dzidrumu, savukārt PBAT ir elastīgs bioloģiski noārdāms poliesteris, kas nodrošina elastību un stingrību.
J: Vai PLA un PBAT ir kompostējami?
A: Abi materiāli var noārdīties rūpnieciskos kompostēšanas apstākļos, kad tiek kontrolēta temperatūra, mitrums un mikrobu aktivitāte.
J: Kāpēc PLA un PBAT bieži tiek sajaukti kopā?
A: Abu materiālu sajaukšana palīdz līdzsvarot stingrību un elastību, radot plēves, kas ir piemērotākas iepakošanai.
J: Kādos iepakojuma produktos parasti tiek izmantots PLA un PBAT?
A. Daži izplatīti piemēri ir kompostējami iepirkumu maisiņi, kafijas iepakojuma maisiņi, uzkodu maisiņi un e{0}}komercijas pasta maisiņi.