Biopolimer PLA

PLA (Kwas L-polimlekowy) – Właściwości, Biodegradacja i Zastosowania

PLA, czyli kwas L-polimlekowy, jest biopolimerem produkowanym z dekstrozy (odmiany glukozy), najczęściej pozyskiwanej z surowców odnawialnych, takich jak kukurydza. Jest to najpopularniejszy biopolimer, który obecnie jest produkowany na skalę przemysłową. PLA składa się z małych jednostek kwasu mlekowego, który jest kwasem organicznym, mającym szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach. Przykładem jego obecności w codziennym życiu są ból mięśni po intensywnym wysiłku fizycznym oraz kwaśny smak mleka – oba te efekty są wynikiem obecności kwasu mlekowego w organizmach żywych.

W przemyśle PLA wytwarza się z glukozy, której głównym źródłem w tej branży jest kukurydza. Kwas mlekowy powstaje w procesie fermentacji glukozy, co pozwala na wytwarzanie tego biopolimeru.

Biodegradacja PLA i Czas Trwania Procesu

Proces biodegradacji PLA jest silnie uzależniony od środowiska, w którym się znajduje. W sprzyjających warunkach – takich jak wysoka temperatura, wilgotność i obecność mikroorganizmów – PLA może ulegać rozkładowi w ciągu roku. Polimer ten najlepiej rozkłada się w środowisku, które ma odpowiednią temperaturę (około 60 °C, temperatura zeszklenia PLA) i bogate w mikroorganizmy. W takim środowisku, jak ziemia, proces degradacji jest zauważalny już po kilku miesiącach, jednak w takim przypadku produkt musi być zakopany do odpowiedniej głębokości, by osiągnąć odpowiednią temperaturę.

W normalnych warunkach pokojowych, PLA może przetrwać znacznie dłużej – nawet przez wiele lat. Światło słoneczne, w tym promieniowanie UV, nie przyspiesza procesu biodegradacji PLA, a jedynie powoduje, że materiał blednie. Warto zauważyć, że to, jak szybko PLA ulega rozkładowi, zależy od warunków środowiskowych.

Biodegradacja PLA – Dobro czy Zło?

To, czy powolny proces biodegradacji PLA jest pozytywny, zależy od kontekstu i oczekiwanych zastosowań. Z punktu widzenia zrównoważonego rozwoju, materiały biodegradowalne, takie jak PLA, mogą być korzystne, ponieważ ostatecznie wracają do natury. Tego rodzaju materiały sprawdzają się w przypadkach, gdzie produkt ma zniknąć po pewnym czasie, np. w zastosowaniach medycznych czy biologicznych (np. operacje kości).

Jednak ostatnie badania wskazują, że PLA wymaga obecności wilgoci oraz ciepła powyżej 60 °C, aby proces biodegradacji rzeczywiście się rozpoczął. PLA nie ulega biodegradacji w normalnych warunkach atmosferycznych, takich jak domowy kompost, jeśli nie osiąga odpowiedniej temperatury i nie jest odpowiednio wilgotny. W takich warunkach PLA nie ulega przekształceniu w kwas mlekowy ani nie przechodzi w stan biodegradacji.

Ważne jest, aby rozróżniać między biodegradacją a kompostowaniem, ponieważ PLA nie jest w pełni biodegradowalny w żadnym środowisku, a jego rozkład może zachodzić tylko w kontrolowanych warunkach przemysłowego kompostowania. W większości środowisk PLA wykazuje bardzo niską mineralizację, co oznacza, że nie rozkłada się na tyle, by zmniejszyć swoją objętość do poziomu organicznego, jak ma to miejsce w przypadku innych materiałów biodegradowalnych.

Wnioski i Rekomendacje

Zatem, choć PLA jest materiałem kompostowalnym w odpowiednich warunkach przemysłowych, nie jest to materiał, który można uznać za całkowicie biodegradowalny. W miejscach, gdzie brak jest odpowiednich warunków (np. w kompostach domowych), PLA pozostanie nietknięty przez wiele lat, co stawia pod znakiem zapytania skuteczność jego zastosowania w kontekście ochrony środowiska. Dla lepszych efektów ekologicznych zaleca się wybór materiałów w pełni biodegradowalnych, takich jak naczynia jednorazowe produkowane z trzciny cukrowej, które rozkładają się w naturalnym środowisku znacznie szybciej.

Na poziomie rządowym oraz w przemyśle, konieczne jest zrozumienie, że PLA, choć stanowi alternatywę dla tworzyw sztucznych, nie jest panaceum na problemy związane z odpadem plastiku. W przypadkach, w których PLA nie może zostać poddany kompostowaniu przemysłowemu, jego wpływ na środowisko będzie zbliżony do tradycyjnych tworzyw sztucznych, które także wymagają odpowiednich warunków, by ulec degradacji.

Źródła:

1. Sudhakar Muniyasamy, Biodegradation and Environmental Impact of PLA.
2. Badania na temat biodegradacji PLA w warunkach kontrolowanego kompostowania.
3. Organizacje zajmujące się badaniem i certyfikacją bioplastików, takie jak European Bioplastics.

DH