ПЛА против ПБАТ: Кључни материјали који се користе у компостабилној амбалажи
Пре неколико година, када сам први пут почео да обраћам пажњу на амбалажу која се може компостирати, претпоставио сам да ће решење бити прилично једноставно - само замените конвенционалну пластику биоразградивом алтернативом. Након што сам провео више времена око претварача амбалаже и добављача материјала, схватио сам да то заправо не функционише тако.
Флексибилне фолије за паковање ретко се праве од једног материјала. Чак се и традиционална пластична амбалажа често ослања на неколико слојева или мешаних полимера како би се постигао прави баланс снаге, флексибилности и перформанси баријере. Компостабилно паковање следи исту логику.
У већини пројеката које сам видео, два материјала се појављују изнова и изнова: ПЛА и ПБАТ. Они нису једини доступни биоразградиви полимери, али су вероватно најчешћи који се користе када људи покушавају да развију флексибилне филмове који се могу компостирати.
технологије кључних производа
Први пут сам радио са ПЛА филмом
ПЛА, или полимлечна киселина, је обично прва биоразградива пластика са којом се људи сусрећу када почну да траже компостабилне материјале. Један од разлога је његово порекло - производи се од биљних- сировина као што су кукурузни скроб или шећерна трска, а не од нафте.
Први пут када сам радио са узорком ПЛА филма био је током тестирања малог паковања у фабрици за претварање. Оно што се одмах истицало је колико је материјал био чврст и гладак. У поређењу са полиетиленском фолијом, скоро се осећао као танак лист пластике, а не као мекана фолија за паковање.
Та крутост није нужно лоша ствар. У ствари, јасноћа и крутост ПЛА чине га корисним за одређене формате паковања. Многи транспарентни контејнери за храну за компостирање направљени су углавном од ПЛА јер материјал изгледа чисто и стабилно.
Али када се филм преради у танке флексибилне структуре, недостаци постају јаснији. ПЛА фолије могу лакше пукнути када се превише растегну током претварања или формирања врећице. Сећам се да је један инжењер објаснио да су морали неколико пута да прилагоде услове обраде како би спречили мале ломове дуж линије за заптивање.
Из перспективе материјала, ово је један од разлога зашто се само ПЛА ретко користи за флексибилне кесе за паковање.
ПБАТ је много ближи традиционалној флексибилној пластици
Ситуација је сасвим другачија са ПБАТ (полибутилен адипат терефталат).
Када се рукује ПБАТ филмом, он се понаша много више као флексибилна пластика која се користи у конвенционалном паковању. Филм се лако растеже и чини се приметно мекшим од ПЛА. Та флексибилност је посебно корисна за производе који морају да преживе транспорт и руковање.
На пример, курирске кесе које се могу компостирати често се у великој мери ослањају на ПБАТ јер материјал толерише механички стрес боље од ПЛА.
Још једна практична предност је да се ПБАТ често може обрадити користећи опрему која се већ користи за производњу полиетиленске фолије. Неким линијама за екструзију су потребна само умерена подешавања температуре.
Међутим, ПБАТ такође има своја ограничења. Филмови направљени првенствено од ПБАТ-а имају тенденцију да буду мање крути и мање транспарентни од ПЛА филмова. У апликацијама где су изглед или крутост важни, сам ПБАТ можда није идеалан.
Зашто претварачи често мешају два материјала
Пошто се ова два материјала понашају тако различито, претварачи их често мешају.
Идеја је прилично јасна. ПЛА доприноси структури и крутости, док ПБАТ побољшава флексибилност. Прилагођавајући однос између њих, произвођачи покушавају да креирају филмове који се понашају ближе конвенционалној пластичној амбалажи.
Током једног развојног пројекта за који сам чуо од претварача, инжењери су тестирали неколико различитих ПЛА–ПБАТ односа за примену у кесици за ужину. Када је садржај ПЛА био висок, врећица је добро држала свој облик, али је напукла током тестова заптивања. Повећање садржаја ПБАТ-а побољшало је издржљивост, иако је филм постао мекши.
Овакве врсте компромиса{0}}су типичне за рад са биоразградивим материјалима.
Компостабилно паковање је обично сложеније него што изгледа
Још једна ствар која ме је изненадила када сам први пут погледао амбалажу која се може компостирати је колико је њена структура слична традиционалној пластичној амбалажи.
Многе кесе за компостирање се и даље ослањају на више слојева, чак и ако су сами материјали биоразградиви. Сваки слој обавља другу функцију.
Опис производа
Једноставан пример може укључивати:
спољни слој за штампање за графику
структурни слој који обезбеђује механичку чврстоћу
унутрашњи слој дизајниран за топлотно заптивање
Неки произвођачи такође експериментишу са биоразградивим премазима који помажу у побољшању отпорности на кисеоник или влагу. Перформансе баријере су и даље једна од области у којима се компостабилни филмови настављају развијати.
Тржиште биопластике је још увек релативно мало, али расте
Иако компостабилна пластика добија велику пажњу, она и даље представља мали део укупног тржишта пластике.
Према Еуропеан Биопластицс, очекује се да ће глобални производни капацитет биопластике достићи око 7 милиона тона у наредних неколико година. То звучи велико, али у поређењу са стотинама милиона тона конвенционалне пластике произведене годишње, то је још увек релативно мали удео.
Упркос томе, интересовање је очигледно у порасту. У разговорима са добављачима амбалаже, потражња често долази из сектора као што су специјална кафа, брендови органске хране и компаније које желе да истакну одрживост у свом дизајну амбалаже.
Једноставан начин размишљања о ПЛА и ПБАТ-у
Након што сам чуо инжењере да много пута расправљају о овим материјалима, почео сам да их објашњавам на једноставнији начин када људи питају.
ПЛА је користан када је фолија за паковање потребна структура и визуелна јасноћа. ПБАТ је користан када је филму потребна флексибилност и издржљивост.
Ниједан материјал не решава сваки проблем сам по себи. Зато се фолије за паковање које се могу компостирати често ослањају на комбинацију ова два.
Како се буду развијали нови биоразградиви полимери, ови материјални системи ће вероватно наставити да се развијају. Али за сада, ПЛА амбалажа и ПБАТ биоразградива пластика остају два од кључних материјала који се користе када произвођачи покушавају да произведу флексибилну амбалажу која се може компостирати.
ФАК
П: Која је главна разлика између ПЛА и ПБАТ-а?
О: ПЛА је биљни{0}}полимер познат по чврстоћи и јасноћи, док је ПБАТ флексибилни биоразградиви полиестер који пружа растезљивост и жилавост.
П: Да ли се ПЛА и ПБАТ могу компостирати?
О: Оба материјала се могу разградити у условима индустријског компостирања где се контролишу температура, влага и микробна активност.
П: Зашто се ПЛА и ПБАТ често мешају?
О: Мешање ова два материјала помаже у балансирању крутости и флексибилности, стварајући филмове који су погоднији за апликације за паковање.
П: Који производи за паковање обично користе ПЛА и ПБАТ?
О: Торбе за куповину које се могу компостирати, кесе за паковање кафе, кесе за грицкалице и кесе за е-поштанске пошиљке су неки уобичајени примери.