Was ist PLA?
Polymilchsäure, auch bekannt als PLA (Polylactic Acid), ist ein thermoplastisches Monomer, das aus erneuerbaren organischen Quellen wie Maisstärke, Zuckerrohr oder Rübenschnitzeln gewonnen wird.
Obwohl es sich um denselben Kunststoff wie bisher handelt, sind seine Eigenschaften zu erneuerbaren Ressourcen geworden und stellen somit eine natürlichere Alternative zu fossilen Brennstoffen dar.
PLA ist weiterhin kohlenstoffneutral, essbar und biologisch abbaubar, was bedeutet, dass es sich in geeigneten Umgebungen vollständig zersetzen kann, anstatt in schädliches Mikroplastik zu zerfallen.
Aufgrund seiner Zersetzungsfähigkeit wird es häufig als Verpackungsmaterial für biologisch abbaubare Plastiktüten, Strohhalme, Becher, Teller und Besteck verwendet.
Abbaumechanismus von PLA
PLA unterliegt einem nicht-biologischen Abbau durch drei Mechanismen:
Hydrolyse: Die Estergruppen in der Hauptkette werden aufgebrochen, was zu einer Verringerung des Molekulargewichts führt.
Thermische Zersetzung: ein komplexes Phänomen, das zur Bildung verschiedener Verbindungen führt, wie etwa leichterer Moleküle, linearer und zyklischer Oligomere mit unterschiedlichen Molekulargewichten und Lactid.
Photodegradation: Ultraviolette Strahlung kann zu Degradation führen. Dies ist der Hauptfaktor, der Polymilchsäure in Kunststoff-, Verpackungsbehälter- und Folienanwendungen dem Sonnenlicht aussetzt.
Die Hydrolysereaktion ist:
-COO- + H 2 O → -COOH + -OH
Die Abbaurate ist bei Raumtemperatur sehr langsam. Eine Studie aus dem Jahr 2017 ergab, dass PLA innerhalb eines Jahres in Meerwasser bei 25 °C (77 °F) keinen Qualitätsverlust erlitt. Die Studie untersuchte jedoch weder die Zersetzung noch die Wasseraufnahme der Polymerketten.
Was sind die Anwendungsgebiete von PLA?
1. Konsumgüter
PLA wird in verschiedenen Konsumgütern verwendet, beispielsweise in Einweggeschirr, Einkaufstüten für Supermärkte, Gehäusen von Küchengeräten sowie Laptops und Handheld-Geräten.
2. Landwirtschaft
PLA wird in Faserform für Einzelfaser-Angelschnüre und Netze zur Vegetations- und Unkrautbekämpfung verwendet. Es wird für Sandsäcke, Blumentöpfe, Spanngurte und Seile verwendet.
3. Medizinische Behandlung
PLA kann zu unschädlicher Milchsäure abgebaut werden und eignet sich daher für den Einsatz als medizinisches Gerät in Form von Ankern, Schrauben, Platten, Stiften, Stäben und Netzen.
Die vier häufigsten möglichen Verschrottungssituationen
1. Recycling:
Es gibt chemisches oder mechanisches Recycling. Galaxy hat in Belgien die erste Pilotanlage für chemisches Recycling von PLA (Loopla) in Betrieb genommen. Im Gegensatz zum mechanischen Recycling können Abfälle verschiedene Schadstoffe enthalten. Polymilchsäure kann durch thermische Polymerisation oder Hydrolyse chemisch als Monomer zurückgewonnen werden. Nach der Reinigung können die Monomere zur Herstellung von Roh-PLA verwendet werden, ohne ihre ursprünglichen Eigenschaften zu verlieren.
2. Kompostierung:
PLA kann unter industriellen Kompostierungsbedingungen biologisch abgebaut werden, zunächst durch chemische Hydrolyse, dann durch mikrobielle Verdauung und schließlich durch Abbau. Unter industriellen Kompostierungsbedingungen (58 °C) kann PLA innerhalb von 60 Tagen teilweise (etwa zur Hälfte) in Wasser und Kohlendioxid zerfallen, wobei der verbleibende Anteil danach, abhängig von der Kristallinität des Materials, deutlich langsamer zerfällt. In einer Umgebung ohne die notwendigen Bedingungen verläuft die Zersetzung sehr langsam, ähnlich wie bei nicht-biologischen Kunststoffen, die erst nach Hunderten oder Tausenden von Jahren vollständig zerfallen.
3. Brennen:
PLA kann ohne die Entstehung chlorhaltiger Chemikalien oder Schwermetalle verbrannt werden, da es nur Kohlenstoff-, Sauerstoff- und Wasserstoffatome enthält. Die Verbrennung von PLA-Abfällen erzeugt 19,5 MJ/kg (8368 btu/lb) Energie, ohne Rückstände zu hinterlassen. Dieses Ergebnis und weitere Erkenntnisse deuten darauf hin, dass die Verbrennung eine umweltfreundliche Methode zur Behandlung von Polymilchsäure-Abfällen ist.
4. Deponie:
Obwohl PLA auf Mülldeponien landen kann, ist es die am wenigsten umweltfreundliche Wahl, da sich das Material bei Umgebungstemperaturen langsam zersetzt, normalerweise genauso langsam wie andere nicht abbaubare Kunststoffe.
Veröffentlichungszeit: 20. November 2024