Was ist PLA?
Polymilchsäure, auch bekannt als PLA (Polymilchsäure), ist ein thermoplastisches Monomer, das aus erneuerbaren organischen Quellen wie Maisstärke, Zuckerrohr oder Rübenschnitzel gewonnen wird.
Obwohl es mit früheren Kunststoffen identisch ist, sind seine Eigenschaften zu erneuerbaren Ressourcen geworden, was es zu einer natürlicheren Alternative zu fossilen Brennstoffen macht.
PLA ist immer noch klimaneutral, 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, Tassen, Teller und Geschirr verwendet.
Abbaumechanismus von PLA
PLA unterliegt einem nicht biologischen Abbau durch drei Mechanismen:
Hydrolyse: Die Estergruppen in der Hauptkette werden aufgebrochen, was zu einer Abnahme des Molekulargewichts führt.
Thermische Zersetzung: ein komplexes Phänomen, das zur Bildung verschiedener Verbindungen führt, wie z. B. leichtere Moleküle, lineare und zyklische Oligomere mit unterschiedlichen Molekulargewichten und Lactid.
Photodegradation: Ultraviolette Strahlung kann zu einer Degradation führen. Dies ist der Hauptfaktor, der Polymilchsäure in Kunststoff-, Verpackungsbehältern- und Folienanwendungen dem Sonnenlicht aussetzt.
Die Hydrolysereaktion ist:
-COO- + H 2 O → -COOH + -OH
Die Abbaugeschwindigkeit ist bei Umgebungstemperatur sehr langsam. Eine Studie aus dem Jahr 2017 ergab, dass PLA innerhalb eines Jahres in Meerwasser bei 25 °C (77 °F) keinen Qualitätsverlust erfuhr, allerdings wurden in der Studie weder die Zersetzung noch die Wasseraufnahme von Polymerketten gemessen.
Was sind die Anwendungsgebiete von PLA?
1. Konsumgüter
PLA wird in verschiedenen Konsumgütern verwendet, beispielsweise in Einweggeschirr, Einkaufstaschen im Supermarkt, Gehäusen von Küchengeräten sowie Laptops und Handheld-Geräten.
2. Landwirtschaft
PLA wird in Faserform für Einzelfaser-Angelschnüre und Netze zur Vegetations- und Unkrautbekämpfung verwendet. Wird für Sandsäcke, Blumentöpfe, Bindebänder und Seile verwendet.
3. Medizinische Behandlung
PLA kann zu harmloser Milchsäure abgebaut werden und eignet sich daher für den Einsatz als medizinisches Gerät in Form von Ankern, Schrauben, Platten, Stiften, Stangen und Netzen.
Die vier häufigsten Verschrottungssituationen
1. Recycling:
Dabei kann es sich um chemisches Recycling oder mechanisches Recycling handeln. In Belgien hat Galaxy die erste Pilotanlage für das chemische 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 Monomere 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 zunächst durch chemische Hydrolyse, dann durch mikrobielle Verdauung und schließlich abgebaut werden. Unter industriellen Kompostierungsbedingungen (58 °C (136 °F)) kann sich PLA innerhalb von 60 Tagen teilweise (etwa die Hälfte) in Wasser und Kohlendioxid zersetzen, wobei sich der verbleibende Anteil danach je nach Kristallinität des Materials viel langsamer zersetzt. In einer Umgebung ohne notwendige Bedingungen erfolgt die Zersetzung sehr langsam, ähnlich wie bei nicht biologischem Kunststoff, der sich erst nach Hunderten oder Tausenden von Jahren vollständig zersetzt.
3. Brennen:
PLA kann verbrannt werden, ohne dass chlorhaltige Chemikalien oder Schwermetalle entstehen, da es nur Kohlenstoff-, Sauerstoff- und Wasserstoffatome enthält. Durch die Verbrennung von verschrottetem PLA werden 19,5 MJ/kg (8368 BTU/lb) Energie erzeugt, ohne dass Rückstände zurückbleiben. Dieses Ergebnis und andere Erkenntnisse deuten darauf hin, dass die Verbrennung eine umweltfreundliche Methode zur Behandlung von Polymilchsäureabfällen ist.
4. Deponie:
Obwohl PLA auf Mülldeponien landen kann, ist es die am wenigsten umweltfreundliche Wahl, da das Material bei Umgebungstemperaturen langsam abgebaut wird, typischerweise genauso langsam wie andere nicht abbaubare Kunststoffe.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 20. November 2024