מבוא של חומרים מתכלים בשימוש נפוץ

בשנים האחרונות, עם הגדלת הדרישות לשיפור סביבתי והחיזוק המתמשך של בקרת זיהום הפלסטיק הלאומית, תעשיית החומרים המתכלים בסין הביאה הזדמנות מצוינת לפיתוח.

חומרים מתכלים חדשים, ובראשם פלסטיק מתכלה, הנחשבים לפתרון היעיל ביותר ל"זיהום הלבן" של פלסטיק חד פעמי, מגיעים לתשומת לבם של אנשים יותר ויותר.

לאחר מכן, אני רוצה להציג כמה חומרים מתכלים נפוץ בשימוש.

PLA

חומצה פולילקטית (Poly Lactic acid PLA) היא החומר המתכלה הנפוצה ביותר, הידוע גם בשם polylactide, שאינו קיים בטבע ובדרך כלל עובר פילמור עם חומצה לקטית כחומר הגלם העיקרי.

העיקרון הכללי הוא שחומרי גלם של עמילן מסוכרים לגלוקוז, ואז גלוקוז וחיידקים מסוימים מותססים לייצור חומצה לקטית בטוהר גבוה, ולאחר מכן מסונתזת חומצה פולילקטית במשקל מולקולרי מסוים על ידי סינתזה כימית.

PBAT.

PBAT שייך לפלסטיק מתכלה תרמופלסטי. זהו קופולימר של בוטילן אדיפאט ובוטילן טרפתלט. יש לו את המאפיינים של PBA וגם של PBT. יש לו לא רק גמישות טובה והתארכות בשבירה, אלא גם בעל עמידות טובה בחום ותכונות השפעה. בנוסף, יש לו גם מתכלות ביולוגית מעולה.

ביניהם, חומרי גלם כגון בוטנדיול, חומצה אוקסלית ו-PTA זמינים בקלות וניתנים לעיבוד נרחב בצורות רבות, כגון הזרקה, יציקת שחול, יציקת מכה וכן הלאה.

נכון לעכשיו, מוצרי הפלסטיק המתכלים המשמשים בקנה מידה גדול בשוק שונו או הורכבו, בהם נעשה שימוש בעיקר ב-PBAT עם PLA. לדוגמה, שקית הפלסטיק המתכלה המשמשת בקנה מידה גדול היא החומר המרוכב של PLA ו-PBAT.

השוואה של יישומים במורד הזרם בין PBAT ל-PLA

PBS.

PBS נקרא polybutylene succinate. בשנות ה-90, חברת Showa Polymer מיפן השתמשה לראשונה באיזוציאנאט כמאריך שרשרת והגיבה עם פוליאסטר במשקל מולקולרי נמוך המסונתז על ידי Polycondensation של גליקול דיקרבוקסילי כדי להכין פולימרים במשקל מולקולרי גבוה. פוליאסטר PBS החל למשוך תשומת לב רחבה כסוג חדש של פלסטיק מתכלה. בהשוואה לפוליאסטרים מתכלים מסורתיים אחרים, ל-PBS יש את היתרונות של עלות ייצור נמוכה, נקודת התכה גבוהה יחסית, עמידות טובה בחום ותכונות מכניות. ניתן להשיג את מקור חומר הגלם שלו לא רק ממשאבי נפט, אלא גם מתסיסת משאבים ביולוגיים. בתנאי שנפט ומשאבים אחרים שאינם מתחדשים מיצויים יותר ויותר, למאפיין זה יש משמעות מרחיקת לכת.

סיכום, השוואה של תכונות החומר בין PBS,PLS,PBAT ו-PHA

כיום, תכונות החומר של פלסטיק מתכלה נפוץ שונות. ל-PLA שקיפות טובה, ברק, נקודת התכה וחוזק גבוהים, אך קשיחות וגבישי מתיחה נמוכים. ל-PBAT יש את המאפיינים של PBA וגם של PBT, ויש לו גמישות והתארכות טובים בעת שבירה. אבל מחסום אדי המים ומחסום החמצן שלו גרועים. ל-PBS עמידות טובה למים, עמידות בחום ותכונות מקיפות, חלון טמפרטורת עיבוד רחב, ובעלת ביצועי העיבוד הטובים ביותר בפלסטיק מתכלה אוניברסלי. טמפרטורת העיוות החמה של PBS קרובה ל-100C, והיא יכולה להיות גבוהה מ-100C לאחר השינוי. עם זאת, ל-PBS יש גם כמה חסרונות כמו חוזק התכה נמוך וקצב התגבשות איטי. במונחים של התכלות ביולוגית, תנאי הפירוק של PLA מחמירים יותר, PBS ו-PBAT קל יותר להתפרק. יש לציין כי הפירוק הביולוגי של PLA, PBS ו-PBAT אינו יכול להתרחש בשום תנאי, ובדרך כלל מתכלה על ידי אנזימים ומיקרואורגניזמים בסביבת קומפוסט, אדמה, מים ובוצה פעילה.

לסיכום, לביצועים של חומר גלם פלסטי יחיד מתכלה יש פגמים משלו, אך לאחר קופולימריזציה, מיזוג, עזרי עזר ושינויים אחרים, הוא יכול בעצם לכסות את היישום של פלסטיק חד פעמי כגון PE, PP באריזה, טקסטיל, כלי אוכל חד פעמיים וְכֵן הָלְאָה.