PLA vs PBAT: A komposztálható csomagolásban használt kulcsfontosságú anyagok
Néhány évvel ezelőtt, amikor először elkezdtem a komposztálható csomagolásra figyelni, azt feltételeztem, hogy a megoldás meglehetősen egyszerű lesz, - csak cserélje ki a hagyományos műanyagot egy biológiailag lebomló alternatívára. Miután több időt töltöttem a csomagolóanyag-feldolgozók és az anyagszállítók körül, rájöttem, hogy ez nem igazán működik így.
A rugalmas csomagolófóliák ritkán készülnek egyetlen anyagból. Még a hagyományos műanyag csomagolások is gyakran több rétegre vagy kevert polimerekre támaszkodnak, hogy elérjék a szilárdság, a rugalmasság és a záróképesség megfelelő egyensúlyát. A komposztálható csomagolás ugyanezt a logikát követi.
A legtöbb projektben, amit láttam, két anyag jelenik meg újra és újra: a PLA és a PBAT. Nem ezek az egyetlen elérhető biológiailag lebomló polimer, de valószínűleg ezeket használják a leggyakrabban, amikor az emberek komposztálható, rugalmas fóliákat próbálnak kifejleszteni.
termékkulcs technológiák
Először kezeltem PLA filmet
A PLA vagy a politejsav általában az első biológiailag lebomló műanyag, amellyel az emberek találkoznak, amikor elkezdenek komposztálható anyagok után kutatni. Ennek egyik oka az eredete - növényi-alapú alapanyagokból, például kukoricakeményítőből vagy cukornádból állítják elő, nem pedig kőolajból.
Az első alkalom, hogy PLA-fóliamintát kezeltem, egy kis csomagolási próbaüzem során, egy átalakító üzemében. Azonnal feltűnt, hogy milyen merev és sima az anyag. A polietilén fóliához képest szinte vékony műanyaglapnak érezte magát, nem pedig puha csomagolófóliának.
Ez a merevség nem feltétlenül rossz dolog. Valójában a PLA tisztasága és merevsége hasznossá teszi bizonyos csomagolási formátumok esetén. Sok átlátszó komposztálható élelmiszer-tartály nagyrészt PLA-ból készül, mivel az anyag tisztának és stabilnak tűnik.
De amikor a filmet vékony, rugalmas szerkezetekké dolgozzák fel, a hátrányok világosabbá válnak. A PLA fóliák könnyebben megrepedhetnek, ha az átalakítás vagy a tasak kialakítása során túlságosan megnyújtják. Emlékszem, az egyik mérnök elmagyarázta, hogy többször is módosítani kellett a feldolgozás körülményeit, hogy elkerüljék a tömítési vonal mentén bekövetkező kisebb töréseket.
Anyag szempontjából ez az egyik oka annak, hogy a PLA-t önmagában ritkán használják rugalmas csomagolótasakokhoz.
A PBAT sokkal közelebb áll a hagyományos rugalmas műanyagokhoz
Egészen más a helyzet a PBAT (polibutilén-adipát-tereftalát) esetében.
Amikor a PBAT fóliát kezelik, sokkal jobban viselkedik, mint a hagyományos csomagolásban használt rugalmas műanyagok. A fólia könnyen nyúlik, és érezhetően puhább, mint a PLA. Ez a rugalmasság különösen hasznos azoknál a termékeknél, amelyeknek túl kell élniük a szállítást és a kezelést.
Például a komposztálható futárpostai táskák gyakran nagymértékben támaszkodnak a PBAT-ra, mivel az anyag jobban tolerálja a mechanikai igénybevételt, mint a PLA.
Egy másik gyakorlati előny, hogy a PBAT gyakran feldolgozható olyan berendezésekkel, amelyeket már polietilén fólia gyártására használnak. Egyes extrudáló soroknál csak mérsékelten kell módosítani a hőmérséklet beállításait.
A PBAT-nak azonban megvannak a maga korlátai. Az elsősorban PBAT-ból készült fóliák általában kevésbé merevek és kevésbé átlátszóak, mint a PLA-fóliák. Olyan alkalmazásokban, ahol a megjelenés vagy a merevség számít, a PBAT önmagában nem feltétlenül ideális.
Miért keverik gyakran a konverterek a két anyagot?
Mivel a két anyag nagyon eltérően viselkedik, a konverterek gyakran keverik őket.
Az ötlet meglehetősen egyértelmű. A PLA hozzájárul a szerkezethez és a merevséghez, míg a PBAT javítja a rugalmasságot. A köztük lévő arány beállításával a gyártók olyan fóliákat próbálnak létrehozni, amelyek jobban viselkednek, mint a hagyományos műanyag csomagolás.
Az egyik fejlesztési projekt során, amelyről egy konvertertől hallottam, a mérnökök több különböző PLA–PBAT arányt teszteltek egy snack-tasak alkalmazásához. Amikor magas volt a PLA-tartalom, a tasak jól tartotta az alakját, de a tömítési tesztek során megrepedt. A PBAT tartalom növelése javította a tartósságot, bár a fólia lágyabb lett.
Az ilyen kompromisszumok{0}}a biológiailag lebomló anyagokkal végzett munka során jellemzőek.
A komposztálható csomagolás általában bonyolultabb, mint amilyennek látszik
Egy másik dolog, ami meglepett, amikor először néztem a komposztálható csomagolást, hogy szerkezete mennyire hasonlít a hagyományos műanyag csomagoláshoz.
Sok komposztálható tasak még mindig több rétegre épül, még akkor is, ha maguk az anyagok biológiailag lebomlanak. Minden réteg más funkciót lát el.
Termékleírás
Egy egyszerű példa a következőket tartalmazhatja:
egy külső nyomtatható réteg grafikákhoz
mechanikai szilárdságot biztosító szerkezeti réteg
hőzárásra tervezett belső réteg
Egyes gyártók kísérleteznek biológiailag lebomló bevonatokkal is, amelyek javítják az oxigén- vagy nedvességállóságot. A gátteljesítmény még mindig azon területek közé tartozik, ahol a komposztálható fóliák folyamatosan fejlődnek.
A bioműanyagok piaca még mindig viszonylag kicsi, de növekszik
Bár a komposztálható műanyagok nagy figyelmet kapnak, a teljes műanyagpiacnak még mindig kis részét képviselik.
A European Bioplastics szerint a bioműanyagok globális gyártási kapacitása a következő néhány évben várhatóan eléri a 7 millió tonnát. Ez nagynak hangzik, de az évente előállított több száz millió tonna hagyományos műanyaghoz képest ez még mindig viszonylag kis részarány.
Ennek ellenére egyértelműen nő az érdeklődés. A csomagolóanyag-beszállítókkal folytatott beszélgetések során a kereslet gyakran olyan ágazatokból érkezik, mint a speciális kávé, a bioélelmiszer-márkák és a vállalatok, amelyek a fenntarthatóságot kívánják kiemelni csomagolásukban.
Egy egyszerű módja annak, hogy gondolkodjunk a PLA-ról és a PBAT-ról
Miután sokszor hallottam, hogy mérnökök megvitatják ezeket az anyagokat, elkezdtem egyszerűbben elmagyarázni őket, amikor az emberek megkérdezik.
A PLA akkor hasznos, ha a csomagolófóliának szerkezetre és vizuális tisztaságra van szüksége. A PBAT akkor hasznos, ha a fóliának rugalmasságra és tartósságra van szüksége.
Egyik anyag sem old meg minden problémát önmagában. Ezért a komposztálható csomagolófóliák gyakran a kettő kombinációján alapulnak.
Ahogy új biológiailag lebomló polimereket fejlesztenek ki, ezek az anyagrendszerek valószínűleg tovább fognak fejlődni. Egyelőre azonban továbbra is a PLA-csomagolás és a PBAT biológiailag lebomló műanyag a két kulcsfontosságú anyag, amelyet a gyártók komposztálható flexibilis csomagolások gyártásakor használnak.
GYIK
K: Mi a fő különbség a PLA és a PBAT között?
V: A PLA egy növényi-alapú polimer, amely merevségéről és tisztaságáról ismert, míg a PBAT egy rugalmas, biológiailag lebomló poliészter, amely rugalmasságot és szívósságot biztosít.
K: A PLA és a PBAT is komposztálható?
V: Mindkét anyag lebomolhat ipari komposztálási körülmények között, ahol a hőmérséklet, a nedvesség és a mikrobiális aktivitás szabályozott.
K: Miért keverik gyakran a PLA-t és a PBAT-ot?
V: A két anyag keverése segít egyensúlyban tartani a merevséget és a rugalmasságot, így olyan fóliákat hoz létre, amelyek jobban megfelelnek a csomagolási alkalmazásokhoz.
K: Milyen csomagolási termékek használnak általában PLA-t és PBAT-ot?
V: A komposztálható bevásárlótáskák, a kávécsomagoló zacskók, az uzsonnás zacskók és az e{0}}kereskedelmi levelezőtáskák néhány gyakori példa.