PLA vs PBAT: Materiale cheie utilizate în ambalajele compostabile
În urmă cu câțiva ani, când am început să acord pentru prima dată atenție ambalajelor compostabile, am presupus că soluția ar fi destul de simplă - doar înlocuiți plasticul convențional cu o alternativă biodegradabilă. După ce am petrecut mai mult timp în preajma transformatorilor de ambalaje și a furnizorilor de materiale, mi-am dat seama că nu funcționează chiar așa.
Filmele de ambalare flexibile sunt rareori fabricate dintr-un singur material. Chiar și ambalajul tradițional din plastic se bazează adesea pe mai multe straturi sau polimeri amestecați pentru a obține echilibrul potrivit de rezistență, flexibilitate și performanță de barieră. Ambalajele compostabile urmează aceeași logică.
În majoritatea proiectelor pe care le-am văzut, două materiale apar din nou și din nou: PLA și PBAT. Nu sunt singurii polimeri biodegradabili disponibili, dar sunt probabil cei mai frecventi folosiți atunci când oamenii încearcă să dezvolte folii flexibile compostabile.
tehnologii cheie de produs
Prima dată m-am ocupat de film PLA
PLA, sau acidul polilactic, este de obicei primul plastic biodegradabil pe care oamenii îl întâlnesc atunci când încep să caute materiale compostabile. Un motiv este originea sa - este produs din materii prime pe bază de plante-cum ar fi amidonul de porumb sau trestia de zahăr, mai degrabă decât din petrol.
Prima dată când am manipulat o probă de film PLA a fost în timpul unui mic test de ambalare la instalația unui convertor. Ceea ce s-a remarcat imediat a fost cât de rigid și neted se simțea materialul. În comparație cu folie de polietilenă, aproape că se simțea ca o foaie subțire de plastic, mai degrabă decât o folie moale de ambalare.
Acea rigiditate nu este neapărat un lucru rău. De fapt, claritatea și rigiditatea PLA îl fac util pentru anumite formate de ambalare. Multe recipiente transparente pentru alimente compostabile sunt fabricate în mare parte din PLA, deoarece materialul pare curat și stabil.
Dar atunci când filmul este procesat în structuri flexibile subțiri, dezavantajele devin mai clare. Filmele PLA se pot crăpa mai ușor atunci când sunt întinse prea mult în timpul conversiei sau formării pungii. Îmi amintesc că un inginer a explicat că a trebuit să ajusteze condițiile de procesare de mai multe ori pentru a preveni micile fracturi de-a lungul liniei de etanșare.
Dintr-o perspectivă materială, acesta este unul dintre motivele pentru care PLA este rar folosit pentru pungi de ambalare flexibile.
PBAT se simte mult mai aproape de plasticul flexibil tradițional
Situația este destul de diferită cu PBAT (tereftalat de adipat de polibutilenă).
Atunci când filmul PBAT este manipulat, se comportă mult mai mult ca materialele plastice flexibile utilizate în ambalajele convenționale. Filmul se întinde ușor și se simte vizibil mai moale decât PLA. Această flexibilitate este deosebit de utilă pentru produsele care trebuie să supraviețuiască transportului și manipulării.
De exemplu, pungile de curierat compostabile se bazează adesea în mare măsură pe PBAT, deoarece materialul tolerează stresul mecanic mai bine decât PLA.
Un alt avantaj practic este că PBAT poate fi adesea procesat folosind echipamente deja utilizate pentru producția de folie de polietilenă. Unele linii de extrudare au nevoie doar de ajustări moderate ale setărilor de temperatură.
Cu toate acestea, PBAT are și limitările sale. Filmele realizate în principal din PBAT tind să fie mai puțin rigide și mai puțin transparente decât filmele PLA. În aplicațiile în care aspectul sau rigiditatea contează, PBAT singur poate să nu fie ideal.
De ce convertoarele amestecă adesea cele două materiale
Deoarece cele două materiale se comportă atât de diferit, convertoarele le amestecă frecvent.
Ideea este destul de simplă. PLA contribuie la structură și rigiditate, în timp ce PBAT îmbunătățește flexibilitatea. Prin ajustarea raportului dintre ele, producătorii încearcă să creeze filme care se comportă mai aproape de ambalajele convenționale din plastic.
În timpul unui proiect de dezvoltare despre care am auzit de la un convertor, inginerii au testat mai multe rapoarte PLA-PBAT diferite pentru o aplicație de pungă cu gustări. Când conținutul de PLA a fost mare, punga și-a păstrat bine forma, dar s-a crăpat în timpul testelor de etanșare. Creșterea conținutului de PBAT a îmbunătățit durabilitatea, deși filmul a devenit mai moale.
Aceste tipuri de schimb-sunt tipice atunci când lucrați cu materiale biodegradabile.
Ambalajul compostabil este de obicei mai complex decât pare
Un alt lucru care m-a surprins când m-am uitat pentru prima dată la ambalajele compostabile este cât de asemănătoare este structura sa cu ambalajele tradiționale din plastic.
Multe pungi compostabile încă se bazează pe mai multe straturi, chiar dacă materialele în sine sunt biodegradabile. Fiecare strat îndeplinește o funcție diferită.
Descrierea produselor
Un exemplu simplu ar putea include:
un strat exterior imprimabil pentru grafică
un strat structural care asigură rezistență mecanică
un strat interior conceput pentru termoetanșare
Unii producători experimentează, de asemenea, acoperiri biodegradabile care ajută la îmbunătățirea rezistenței la oxigen sau la umiditate. Performanța barierelor este încă unul dintre domeniile în care filmele compostabile continuă să evolueze.
Piața bioplasticelor este încă relativ mică, dar în creștere
Deși plasticul compostabil primește multă atenție, ele reprezintă totuși o mică parte din piața globală a materialelor plastice.
Potrivit European Bioplastics, capacitatea globală de producție pentru bioplastice este de așteptat să atingă aproximativ 7 milioane de tone în următorii câțiva ani. Sună mare, dar în comparație cu sutele de milioane de tone de plastic convențional produse anual, este încă o pondere relativ mică.
Chiar și așa, interesul crește în mod clar. În conversațiile cu furnizorii de ambalaje, cererea vine adesea din sectoare precum cafeaua de specialitate, mărcile de alimente organice și companiile care doresc să evidențieze sustenabilitatea în designul ambalajelor lor.
Un mod simplu de a te gândi la PLA și PBAT
După ce i-am auzit pe ingineri discutând aceste materiale de multe ori, am început să le explic într-un mod mai simplu atunci când oamenii întreabă.
PLA este util atunci când un film de ambalare are nevoie de structură și claritate vizuală. PBAT este util atunci când filmul are nevoie de flexibilitate și durabilitate.
Niciun material nu rezolvă fiecare problemă de la sine. De aceea, foliile de ambalare compostabile se bazează adesea pe o combinație a celor două.
Pe măsură ce se dezvoltă noi polimeri biodegradabili, probabil că aceste sisteme de materiale vor continua să evolueze. Dar pentru moment, ambalajele PLA și plasticul biodegradabil PBAT rămân două dintre materialele cheie folosite atunci când producătorii încearcă să producă ambalaje flexibile compostabile.
FAQ
Î: Care este principala diferență dintre PLA și PBAT?
R: PLA este un polimer pe bază de plante-cunoscut pentru rigiditate și claritate, în timp ce PBAT este un poliester biodegradabil flexibil care oferă elasticitate și duritate.
Î: PLA și PBAT sunt ambele compostabile?
R: Ambele materiale se pot degrada în condiții de compostare industrială, unde temperatura, umiditatea și activitatea microbiană sunt controlate.
Î: De ce PLA și PBAT sunt adesea amestecate împreună?
R: Amestecarea celor două materiale ajută la echilibrarea rigidității și flexibilității, creând filme care sunt mai potrivite pentru aplicațiile de ambalare.
Î: Ce produse de ambalare folosesc în mod obișnuit PLA și PBAT?
R: Genți de cumpărături compostabile, pungi pentru ambalarea cafelei, pungi pentru gustări și pungi de e-comerț electronic sunt câteva exemple comune.