Mit dem Fortschritt der Zeit schenken die Menschen dem Umweltschutz immer mehr Aufmerksamkeit, und die nachhaltige Entwicklung der Industrie hat sich zu einem neuen Trend entwickelt. Daher sind biologisch abbaubare Materialien unerlässlich. Doch was genau sind biobasierte Materialien?
Biobasierte Materialien bezeichnen erneuerbare Biomasse-Ressourcen, die durch Photosynthese entstehen und mittels biologischer Fermentation in biologische Produkte umgewandelt, anschließend gereinigt und zu umweltfreundlichen Polymeren polymerisiert werden. Biologisch abbaubare Materialien zersetzen sich unter mikrobieller Einwirkung oder Kompostierungsbedingungen in CO₂ und H₂O. Im Vergleich zu erdölbasierten Materialien können biobasierte Materialien die Kohlenstoffemissionen um bis zu 67 % reduzieren.
Typische Kohlenstoffemissionen während des gesamten Produktionsprozesses einiger Polymere (kg CO2/kg Produkt):
Im Alltag sind wir auf Plastikprodukte nicht verzichten können, doch wir alle wissen, dass Plastik umweltschädlich ist und den Hauptbestandteil des Restmülls ausmacht. Trotzdem sind Plastikprodukte in unserem täglichen Leben allgegenwärtig. Daher haben sich biologisch abbaubare Kunststoffe zunehmend zu einem neuen Trend entwickelt.
Zu diesem Zweck haben Wissenschaftler ein biologisch abbaubares Produkt entwickelt –PolymilchsäureDieser aus Pflanzenstärke hergestellte Kunststoff zeichnet sich durch hervorragende biologische Abbaubarkeit und Umweltfreundlichkeit aus, da sein Herstellungsverfahren auf umweltfreundliche petrochemische Rohstoffe verzichtet. Polymilchsäure (PLA) ist derzeit einer der am weitesten verbreiteten, vielversprechendsten und kostengünstigsten biologisch abbaubaren Werkstoffe.
Was ist PLA?
Polymilchsäure, abgekürzt alsPLA, auch bekannt als Polymilchsäure,CAS 26100-51-6oderCAS 26023-30-3Polymilchsäure (PLA) wird aus Biomasse als Rohstoff hergestellt und ist somit natürlichen Ursprungs. Der Umwandlungsprozess von PLA verläuft wie folgt: Chemiker können Stärke, die beispielsweise aus Mais gewonnen wird, durch Hydrolyse und mikrobielle Fermentation effizient in Milchsäure (LA) umwandeln und diese anschließend durch Kondensations- oder Ringöffnungspolymerisation in PLA überführen. So gelingt es, aus Nutzpflanzen Kunststoffe herzustellen.
Was sind die Eigenschaften und Vorteile von Polymilchsäure?
Vollständig abbaubar
Unter der Einwirkung von Mikroorganismen oder unter Kompostierungsbedingungen kann es vollständig in CO2 und H2O abgebaut werden, und die relative biologische Abbaurate kann nach 180 Tagen über 90 % erreichen.
Natürliche antibakterielle Eigenschaften
Es besitzt eine gewisse Hemmwirkung gegenüber Candida albicans, Escherichia coli und Staphylococcus aureus.
Biokompatibilität
Der Rohstoff Milchsäure ist eine körpereigene Substanz, und PLA ist ein von der FDA zugelassenes Implantatmaterial, das im medizinischen Bereich weit verbreitet ist.
Hervorragende Verarbeitbarkeit
Die Verarbeitungstemperatur von PLA liegt bei 170 bis 230 °C, und es können verschiedene Verarbeitungsmethoden wie Extrusion, Streckung, Spinnen, Folienblasen, Spritzgießen, Blasformen und Blasenbildung eingesetzt werden.
Nicht entflammbar
Nicht entflammbar, mit einem Sauerstoffindex von ca. 21 %, geringer Rauchentwicklung und ohne schwarzen Rauch.
Erneuerbare Rohstoffe
Der Rohstoff für PLA stammt aus Biomasse-Kohlenstoffquellen, die durch Photosynthese entstehen.
Mit dem allmählichen Anstieg des Umweltbewusstseins der Bevölkerung werden biologisch abbaubare Kunststoffe umweltschädliche petrochemische Rohstoffe ersetzen. Angesichts der zunehmenden Akzeptanz biologisch abbaubarer Kunststoffe in der Gesellschaft,PLAwird in Zukunft in weiteren nachgelagerten Bereichen Fuß fassen.
Veröffentlichungsdatum: 24. April 2023