PLA กับ PBAT: วัสดุหลักที่ใช้ในบรรจุภัณฑ์ที่ย่อยสลายได้

ไม่กี่ปีที่ผ่านมา เมื่อฉันเริ่มให้ความสนใจกับบรรจุภัณฑ์ที่ย่อยสลายได้ ฉันคิดว่าวิธีแก้ปัญหาจะค่อนข้างง่าย - เพียงแค่แทนที่พลาสติกแบบเดิมๆ ด้วยทางเลือกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ หลังจากใช้เวลามากขึ้นกับผู้แปรรูปบรรจุภัณฑ์และซัพพลายเออร์วัสดุ ฉันก็พบว่ามันไม่ได้ผลแบบนั้นจริงๆ

ฟิล์มบรรจุภัณฑ์แบบยืดหยุ่นมักไม่ได้ทำจากวัสดุชนิดเดียว แม้แต่บรรจุภัณฑ์พลาสติกแบบดั้งเดิมก็มักจะอาศัยชั้นหรือโพลีเมอร์ผสมหลายชั้นเพื่อให้ได้สมดุลที่เหมาะสมระหว่างความแข็งแรง ความยืดหยุ่น และประสิทธิภาพของสิ่งกีดขวาง บรรจุภัณฑ์ที่ย่อยสลายได้เป็นไปตามตรรกะเดียวกัน

ในโครงการส่วนใหญ่ที่ฉันเคยเห็น มีวัสดุสองชนิดปรากฏขึ้นซ้ำแล้วซ้ำเล่า: PLA และ PBAT พวกมันไม่ใช่โพลีเมอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพชนิดเดียวที่มีอยู่ แต่อาจเป็นโพลีเมอร์ที่พบมากที่สุดเมื่อผู้คนพยายามพัฒนาฟิล์มยืดหยุ่นที่ย่อยสลายได้

เนื่องจากวัสดุทั้งสองมีพฤติกรรมแตกต่างกันมาก ผู้แปรรูปจึงมักผสมวัสดุทั้งสองเข้าด้วยกัน

แนวคิดนี้ค่อนข้างตรงไปตรงมา PLA มีส่วนช่วยในการสร้างโครงสร้างและความแข็ง ในขณะที่ PBAT ช่วยเพิ่มความยืดหยุ่น ด้วยการปรับอัตราส่วนระหว่างสิ่งเหล่านี้ ผู้ผลิตพยายามสร้างฟิล์มที่มีคุณสมบัติใกล้เคียงกับบรรจุภัณฑ์พลาสติกทั่วไป

ในระหว่างโครงการพัฒนาโครงการหนึ่งที่ฉันได้ยินมาจากตัวแปลง วิศวกรได้ทดสอบอัตราส่วน PLA-PBAT ที่แตกต่างกันหลายประการสำหรับการใช้ถุงใส่ขนม เมื่อปริมาณ PLA สูง กระเป๋าจะคงรูปร่างได้ดีแต่จะแตกในระหว่างการทดสอบการปิดผนึก การเพิ่มปริมาณ PBAT ช่วยเพิ่มความทนทาน แม้ว่าฟิล์มจะนุ่มนวลขึ้นก็ตาม

การแลกเปลี่ยน{0}}ประเภทนี้เป็นเรื่องปกติเมื่อทำงานกับวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ

บรรจุภัณฑ์ที่ย่อยสลายได้มักจะซับซ้อนกว่าที่เห็น

อีกสิ่งหนึ่งที่ทำให้ฉันประหลาดใจเมื่อดูบรรจุภัณฑ์ที่ย่อยสลายได้เป็นครั้งแรกก็คือ โครงสร้างของมันคล้ายกับบรรจุภัณฑ์พลาสติกแบบดั้งเดิมอย่างไร

ถุงที่ย่อยสลายได้จำนวนมากยังคงต้องอาศัยหลายชั้น แม้ว่าตัววัสดุเองจะย่อยสลายได้ทางชีวภาพก็ตาม แต่ละเลเยอร์ทำหน้าที่ต่างกัน

ตัวอย่างง่ายๆ อาจรวมถึง:

เลเยอร์ภายนอกที่พิมพ์ได้สำหรับกราฟิก

ชั้นโครงสร้างที่ให้ความแข็งแรงทางกล

ชั้นในที่ออกแบบมาเพื่อปิดผนึกความร้อน

ผู้ผลิตบางรายยังทดลองใช้สารเคลือบที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพซึ่งช่วยเพิ่มความต้านทานต่อออกซิเจนหรือความชื้น ประสิทธิภาพของแผงกั้นยังคงเป็นหนึ่งในด้านที่ฟิล์มที่ย่อยสลายได้ยังคงมีการพัฒนาต่อไป

ตลาดพลาสติกชีวภาพยังค่อนข้างเล็กแต่กำลังเติบโต

แม้ว่าพลาสติกที่ย่อยสลายได้จะได้รับความสนใจเป็นอย่างมาก แต่ก็ยังเป็นเพียงส่วนเล็กๆ ของตลาดพลาสติกโดยรวม

จากข้อมูลของ European Bioplastics คาดว่ากำลังการผลิตพลาสติกชีวภาพทั่วโลกจะสูงถึงประมาณ 7 ล้านตันภายในไม่กี่ปีข้างหน้า อาจฟังดูใหญ่ แต่เมื่อเปรียบเทียบกับพลาสติกทั่วไปหลายร้อยล้านตันที่ผลิตต่อปี ก็ยังคงมีส่วนแบ่งค่อนข้างน้อย

ถึงกระนั้นก็ตามความสนใจก็เพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ในการสนทนากับซัพพลายเออร์บรรจุภัณฑ์ ความต้องการมักมาจากภาคส่วนต่างๆ เช่น กาแฟชนิดพิเศษ แบรนด์อาหารออร์แกนิก และบริษัทที่ต้องการเน้นความยั่งยืนในการออกแบบบรรจุภัณฑ์ของตน