Wat zijn PLA-bioplastics?

Het kiezen van een materiaal is een van de belangrijkste beslissingen die een ingenieur of productontwerper kan nemen. Het materiaal van een onderdeel heeft een directe invloed op de mechanische en chemische eigenschappen. Door bijvoorbeeld een mengsel van acrylonitrilbutadieenstyreen (ABS) en polycarbonaat (PC) te gebruiken, krijgt een spuitgegoten onderdeel een unieke mix van de sterkte en hittebestendigheid van PC en de flexibiliteit van ABS.

Als onderdeel van de voortdurende verschuiving naar duurzamere, milieuvriendelijkere materialen die zich in alle sectoren voordoen, hebben zowel traditionele dienstverleners als leveranciers van additieve productie de afgelopen jaren meer geïnvesteerd in milieubewuste materialen. Bioplastics zijn een populair alternatief geworden voor op aardolie gebaseerde kunststoffen. Volgens European Bioplastics zal de wereldwijde markt voor bioplastics tegen 2023 naar verwachting met 25% stijgen en zal de wereldwijde productie van bioplastics naar verwachting 26,2 miljoen ton per jaar bereiken.

Ter ere van Earth Day graven we in PLA-bioplastics. Hier vind je alles wat je moet weten over dit milieuvriendelijke materiaal.

Wat zijn PLA-bioplastics?

PLA bioplastics zijn gemaakt van polymelkzuur, een transparante thermoplastische alifatische polyester gemaakt van hernieuwbare bronnen. Biogebaseerde kunststoffen zoals PLA zijn afgeleid van biomassa zoals maïs, suikerriet, zeewier of zelfs garnalenschillen. PLA is ook biologisch afbreekbaar, wat betekent dat het in natuurlijke omgevingen afbreekt en alleen biomassa, koolstofdioxide en water achterlaat.

Het is belangrijk op te merken dat niet alle biogebaseerde kunststoffen noodzakelijkerwijs biologisch afbreekbaar zijn, en omgekeerd. PLA-bioplastics zijn de enige commercieel verkrijgbare bioplastics die zowel biogebaseerd als biologisch afbreekbaar zijn, en ze zijn een van de weinige bioplastics die geschikt zijn voor 3D-printers.

Hoe worden PLA-bioplastics gemaakt?

In de eerste stap van het productieproces voor PLA-bioplastics wordt maïszetmeel gescheiden van natgemalen maïs, gecombineerd met zuur of enzymen en vervolgens verwarmd. De hitte breekt het maïszetmeel af en produceert dextrose of maïssuiker.

De maïssuiker wordt vervolgens gefermenteerd om L-melkzuur te produceren, het hoofdbestanddeel van PLA. Het melkzuur kan ofwel in zijn directe staat worden gebruikt, wat het molecuulgewicht en de thermische eigenschappen van PLA verhoogt, of het kan direct worden gepolymeriseerd.

Veel voorkomende typen PLA zijn poly L-lactide (PLLA), poly D-lactide (PLDA) en poly-DL-lactide (PDLLA).

Voor- en nadelen van PLA-bioplastics

PLA-bioplastics krijgen veel ruchtbaarheid omdat ze milieuvriendelijk zijn. Omdat ze zijn afgeleid van hernieuwbare bronnen, putten ze de eindige voorraad aardolie van de wereld niet uit en zijn ze bijna volledig koolstofneutraal. Ze zijn mechanisch recyclebaar en geven geen giftige dampen af ​​wanneer ze worden geoxygeneerd. PLA-bioplastics hebben ook uitstekende mechanische eigenschappen in vergelijking met andere polyesters.

Helaas zijn PLA-bioplastics niet geheel onschadelijk voor het milieu. Productie met plastic brengt een zekere hoeveelheid afval en vervuiling met zich mee - PLA-bioplastics zijn geen uitzondering. Er zijn nog steeds oogst-, raffinage- en transportemissies waarmee rekening moet worden gehouden.

Verder vragen sommigen zich af waar PLA-bioplastics staan ​​in het grotere geheel van milieuactivisme en humanitarisme. Bijvoorbeeld:is het ethisch verantwoord om maïs te gebruiken om PLA-bioplastics te maken wanneer voedselonzekerheid een groot deel van de wereld plaagt? Als meer plasticfabrikanten overstappen op bioplastic, kunnen gebieden die worden geteisterd door ontbossing, zoals de regenwouden, nog kwetsbaarder worden.

Bovendien kan de inherente recycleerbaarheid van bioplastics gemakkelijk worden aangetast. PLA-bioplastics worden vaak gemengd met minder milieuvriendelijke, niet-recyclebare polymeren om hun sterkte te vergroten en ze te beschermen tegen broos worden. Deze hybride PLA-bioplastics zullen binnen drie maanden worden afgebroken tot niet-giftige materialen onder specifieke composteringsomstandigheden, maar diezelfde afbraak kan tussen de 100 en 1000 jaar duren op een standaard stortplaats.

Veelgebruikte toepassingen en gebruiksscenario's

Toch zijn PLA-bioplastics extreem veelzijdige materialen met een breed scala aan toepassingen in veel industrieën. Milieuvriendelijke bekers, plastic containers, flessen en theezakjes zijn allemaal gemaakt met PLA-bioplastics. Ze worden door de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) erkend als veilig voor toepassingen in voedselverpakkingen.

Veel ingenieurs in de medische industrie geven de voorkeur aan PLA-bioplastics boven op aardolie gebaseerde kunststoffen omdat ze niet-toxisch zijn tot aan de ontbinding. Producten gemaakt met PLA-bioplastics kunnen oplossen in het lichaam en zijn veilig voor gebruik met minimale ontsteking en risico op infectie. Veel voorkomende toepassingen zijn onder meer chirurgische schroeven en gaas, medicijnafgiftesystemen, botfixatie-apparaten en weefselmanipulatie. Hoewel PLA nuttig is gebleken voor deze verbruiksartikelen, zijn milieuvriendelijke materialen niet ontwikkeld om te voldoen aan de strengere prestatie-eisen van hoogwaardige toepassingen.

Laten we samen werken aan een betere toekomst

Terwijl de plaats van PLA-bioplastics in de grotere visie op duurzaamheid in de maakindustrie nog wordt bepaald, is dit biologisch afbreekbare en biogebaseerde materiaal relatief milieuvriendelijk. Het is gemaakt van hernieuwbare materialen en laat geen afval achter. Zoals het er nu uitziet, is geen enkel plastic perfect en is het misschien onmogelijk om alle afval en koolstofemissies volledig te elimineren.

Terwijl de maakindustrie zich blijft ontwikkelen naar een groenere toekomst, hopen we dat meer onderdelen worden vervaardigd met PLA-bioplastics en milieubewuste alternatieven voor op aardolie gebaseerde materialen met schadelijke koolstofvoetafdrukken. Alle stappen die we kunnen nemen in de richting van meer duurzaamheid zijn stappen die de moeite waard zijn.

Bij Fast Radius willen we producten tot leven brengen die een betere toekomst creëren. Van het opschalen van de productie van gelaatsschermen om COVID-19 te bestrijden tot het verduurzamen van de toeleveringsketen, we zijn altijd op zoek om nieuwe dingen mogelijk te maken door middel van on-demand productie. Neem vandaag nog contact met ons op als u een idee heeft dat de wereld een beetje groener kan maken - of als u klaar bent om aan uw volgende productieproject te beginnen.

Klaar voor meer informatie? Bekijk het Fast Radius-resourcecentrum voor meer informatie over geavanceerde materialen en ons volledige serviceaanbod.

Klaar om uw onderdelen te maken met Fast Radius?