PLA vs PBAT: Ključni materijali koji se koriste u kompostabilnoj ambalaži
Prije nekoliko godina, kada sam prvi put počeo obraćati pažnju na kompostabilnu ambalažu, pretpostavio sam da bi rješenje bilo prilično jednostavno - samo zamijenite konvencionalnu plastiku biorazgradivom alternativom. Nakon što sam proveo više vremena oko pretvarača ambalaže i dobavljača materijala, shvatio sam da to zapravo ne funkcionira tako.
Fleksibilne folije za pakovanje rijetko se prave od jednog materijala. Čak se i tradicionalna plastična ambalaža često oslanja na nekoliko slojeva ili miješanih polimera kako bi se postigla prava ravnoteža snage, fleksibilnosti i performansi barijere. Kompostabilna ambalaža slijedi istu logiku.
U većini projekata koje sam vidio, dva materijala se pojavljuju iznova i iznova: PLA i PBAT. Oni nisu jedini dostupni biorazgradivi polimeri, ali su vjerovatno oni koji se najčešće koriste kada ljudi pokušavaju razviti fleksibilne filmove koji se mogu kompostirati.
tehnologije ključnih proizvoda
Prvi put sam rukovao PLA filmom
PLA, ili polimliječna kiselina, obično je prva biorazgradiva plastika s kojom se ljudi susreću kada počnu istraživati materijale koji se mogu kompostirati. Jedan od razloga je njegovo porijeklo - proizvodi se od biljnih- sirovina kao što su kukuruzni škrob ili šećerna trska, a ne od nafte.
Prvi put kada sam rukovao uzorkom PLA filma bio je tokom malog testiranja pakovanja u pogonu za pretvaranje. Ono što se odmah isticalo je koliko je materijal bio čvrst i gladak. U poređenju sa polietilenskom folijom, izgledao je kao tanak sloj plastike, a ne kao meka folija za pakovanje.
Ta krutost nije nužno loša stvar. U stvari, PLA jasnoća i krutost čine ga korisnim za određene formate pakovanja. Mnogi prozirni spremnici za kompostiranje hrane napravljeni su uglavnom od PLA jer materijal izgleda čisto i stabilno.
Ali kada se film preradi u tanke fleksibilne strukture, nedostaci postaju jasniji. PLA folije mogu lakše puknuti kada se previše rastežu tokom pretvaranja ili formiranja vrećice. Sjećam se kako je jedan inženjer objasnio da su morali nekoliko puta prilagoditi uvjete obrade kako bi spriječili male lomove duž linije za zaptivanje.
Iz perspektive materijala, ovo je jedan od razloga zašto se samo PLA rijetko koristi za fleksibilne vrećice za pakovanje.
PBAT je mnogo bliži tradicionalnoj fleksibilnoj plastici
Situacija je sasvim drugačija sa PBAT-om (polibutilen adipat tereftalat).
Kada se rukuje PBAT filmom, ponaša se mnogo više kao fleksibilna plastika koja se koristi u konvencionalnoj ambalaži. Film se lako rasteže i čini se primjetno mekšim od PLA. Ta je fleksibilnost posebno korisna za proizvode koji moraju preživjeti transport i rukovanje.
Na primjer, kurirske vreće koje se mogu kompostirati često se u velikoj mjeri oslanjaju na PBAT jer materijal bolje podnosi mehaničko opterećenje od PLA.
Još jedna praktična prednost je da se PBAT često može obraditi koristeći opremu koja se već koristi za proizvodnju polietilenske folije. Nekim linijama za ekstruziju potrebna su samo umjerena podešavanja temperature.
Međutim, PBAT ima i svoja ograničenja. Filmovi napravljeni prvenstveno od PBAT-a imaju tendenciju da budu manje kruti i manje transparentni od PLA filmova. U aplikacijama gdje su izgled ili krutost važni, sam PBAT možda nije idealan.
Zašto pretvarači često miješaju dva materijala
Budući da se ova dva materijala ponašaju tako različito, pretvarači ih često miješaju.
Ideja je prilično jasna. PLA doprinosi strukturi i krutosti, dok PBAT poboljšava fleksibilnost. Prilagođavajući omjer između njih, proizvođači pokušavaju stvoriti filmove koji se ponašaju bliže konvencionalnoj plastičnoj ambalaži.
Tokom jednog razvojnog projekta za koji sam čuo od konvertera, inženjeri su testirali nekoliko različitih PLA-PBAT odnosa za primenu u vrećicama za grickanje. Kada je sadržaj PLA bio visok, vrećica je dobro držala oblik, ali je napukla tokom testova zaptivanja. Povećanje sadržaja PBAT-a poboljšalo je trajnost, iako je film postao mekši.
Ovakve vrste kompromisa{0}}su tipične kada se radi sa biorazgradivim materijalima.
Kompostabilna ambalaža je obično složenija nego što izgleda
Još jedna stvar koja me iznenadila kada sam prvi put pogledao ambalažu koja se može kompostirati je koliko je njena struktura slična tradicionalnoj plastičnoj ambalaži.
Mnoge vrećice koje se mogu kompostirati i dalje se oslanjaju na više slojeva, čak i ako su sami materijali biorazgradivi. Svaki sloj obavlja različitu funkciju.
Opis proizvoda
Jednostavan primjer može uključivati:
spoljni sloj za štampanje za grafiku
strukturni sloj koji pruža mehaničku čvrstoću
unutrašnji sloj dizajniran za toplotno zaptivanje
Neki proizvođači također eksperimentiraju s biorazgradivim premazima koji pomažu u poboljšanju otpornosti na kisik ili vlagu. Performanse barijere i dalje su jedno od područja u kojima se kompostabilni filmovi nastavljaju razvijati.
Tržište bioplastike je još uvijek relativno malo, ali raste
Iako se kompostabilnoj plastici posvećuje mnogo pažnje, ona i dalje predstavlja mali dio ukupnog tržišta plastike.
Prema European Bioplastics, očekuje se da će globalni proizvodni kapacitet bioplastike dostići oko 7 miliona tona u narednih nekoliko godina. To zvuči veliko, ali u poređenju sa stotinama miliona tona konvencionalne plastike proizvedene godišnje, to je još uvijek relativno mali udio.
Uprkos tome, interesovanje je očigledno u porastu. U razgovorima sa dobavljačima ambalaže, potražnja često dolazi iz sektora poput specijalitete kafe, brendova organske hrane i kompanija koje žele da istaknu održivost u svom dizajnu ambalaže.
Jednostavan način razmišljanja o PLA i PBAT-u
Nakon što sam više puta čuo inženjere kako raspravljaju o ovim materijalima, počeo sam da ih objašnjavam na jednostavniji način kada ljudi pitaju.
PLA je koristan kada folija za pakovanje treba strukturu i vizuelnu jasnoću. PBAT je koristan kada je filmu potrebna fleksibilnost i izdržljivost.
Nijedan materijal ne rješava svaki problem sam po sebi. Zato se folije za pakovanje koje se mogu kompostirati često oslanjaju na kombinaciju ova dva.
Kako se budu razvijali novi biorazgradivi polimeri, ovi materijalni sistemi će vjerovatno nastaviti da se razvijaju. Ali za sada, PLA ambalaža i PBAT biorazgradiva plastika ostaju dva od ključnih materijala koji se koriste kada proizvođači pokušavaju proizvesti fleksibilnu ambalažu koja se može kompostirati.
FAQ
P: Koja je glavna razlika između PLA i PBAT-a?
O: PLA je biljni-polimer poznat po čvrstoći i jasnoći, dok je PBAT fleksibilni biorazgradivi poliester koji pruža rastezljivost i žilavost.
P: Da li se PLA i PBAT mogu kompostirati?
O: Oba materijala mogu se razgraditi u industrijskim uslovima kompostiranja gdje se kontroliraju temperatura, vlaga i mikrobna aktivnost.
P: Zašto se PLA i PBAT često miješaju?
O: Kombinacija ova dva materijala pomaže u ravnoteži između krutosti i fleksibilnosti, stvarajući filmove koji su prikladniji za primjenu u pakovanju.
P: Koji proizvodi za pakovanje obično koriste PLA i PBAT?
O: Torbe za kupovinu koje se mogu kompostirati, vrećice za pakovanje kafe, vrećice za grickalice i torbe za e-poštanske pošiljke su neki uobičajeni primjeri.