PLA バイオプラスチックとは?

材料の選択は、エンジニアまたは製品デザイナーが行うことができる最も重要な決定の 1 つです。部品の材料は、その機械的および化学的特性に直接影響します。たとえば、アクリロニトリル ブタジエン スチレン (ABS) とポリカーボネート (PC) のブレンドを使用すると、PC の強度と耐熱性、および ABS の柔軟性を独自に組み合わせた射出成形部品が生まれます。

業界全体で発生している、より持続可能で環境に優しい材料への継続的な移行の一環として、従来の製造サービス プロバイダーと付加製造サービス プロバイダーの両方が、近年、環境に配慮した材料により多くの投資を行っています。バイオプラスチックは、石油ベースのプラスチックに代わる人気のある代替品になっています。 European Bioplastics によると、バイオプラスチックの世界市場は 2023 年までに 25% 増加し、バイオプラスチックの世界生産量は年間 2,620 万トンに達すると予想されています。

アースデイを記念して、私たちは PLA バイオプラスチックを掘り下げています。この環境に優しい素材について知っておくべきことはすべてここにあります。

PLAバイオプラスチックとは?

PLAバイオプラスチックは、再生可能資源から作られた透明な熱可塑性脂肪族ポリエステルであるポリ乳酸から作られています。 PLA のようなバイオベースのプラスチックは、トウモロコシ、サトウキビ、海藻、さらにはエビの殻などのバイオマスに由来します。 PLA は生分解性でもあります。つまり、自然環境で分解され、バイオマス、二酸化炭素、水だけが残ります。

すべてのバイオベースのプラスチックが必ずしも生分解性であるとは限らないことに注意することが重要です。 PLA バイオプラスチックは、バイオベースで生分解性のある唯一の市販のバイオプラスチックであり、3D プリンターに適した数少ないバイオプラスチックの 1 つです。

PLAバイオプラスチックはどのように作られていますか?

PLA バイオプラスチックの製造プロセスの最初のステップでは、湿式粉砕されたトウモロコシからコーンスターチを分離し、酸または酵素と組み合わせてから加熱します。熱によってコーンスターチが分解され、デキストロースまたはコーン シュガーが生成されます。

とうもろこし糖を発酵させて、PLAの主成分であるL-乳酸を生成します。乳酸は、PLA の分子量と熱特性を増加させる直接の状態で使用することも、直接重合することもできます。

PLA の一般的な種類には、ポリ L-ラクチド (PLLA)、ポリ D-ラクチド (PLDA)、ポリ DL-ラクチド (PDLLA) などがあります。

PLA バイオプラスチックの長所と短所

PLA バイオプラスチックは、環境に優しいことで話題を呼んでいます。それらは再生可能な資源に由来するため、世界の限りある石油の供給を枯渇させることはなく、ほぼ完全にカーボン ニュートラルです。それらは機械的にリサイクル可能であり、酸素化されても有毒ガスを放出しません。 PLA バイオプラスチックは、他のポリエステルと比較して優れた機械的特性も備えています。

残念ながら、PLA バイオプラスチックは環境に完全に無害というわけではありません。プラスチックを使用した製造では、ある程度の廃棄物と汚染が発生します。PLA バイオプラスチックも例外ではありません。考慮すべき収穫、精製、出荷の排出量がまだあります。

さらに、PLAバイオプラスチックが環境保護主義と人道主義の全体像のどこに位置するのかという疑問もある.たとえば、食料不安が世界の多くを悩ませているときに、とうもろこしを使用して PLA バイオプラスチックを作ることは倫理的でしょうか?より多くのプラスチック製造業者がバイオプラスチックに切り替えると、熱帯雨林のような森林破壊によって荒廃した地域はさらに脆弱になる可能性があります.

さらに、バイオプラスチック本来のリサイクル性は簡単に損なわれる可能性があります。 PLAバイオプラスチックは、強度を高め、脆くなるのを防ぐために、環境にやさしくないリサイクル不可能なポリマーと混合されることがよくあります.これらのハイブリッド PLA バイオプラスチックは、特定の堆肥化条件下で 3 か月で無毒の物質に分解されますが、標準的な埋め立て地では同じ分解に 100 年から 1,000 年かかる場合があります。

一般的なアプリケーションと使用例

それでも、PLA バイオプラスチックは、多くの業界でさまざまなユースケースを持つ非常に用途の広い材料です。環境に配慮したカップ、プラスチック容器、ボトル、ティーバッグはすべて PLA バイオプラスチックで作られています。それらは、米国食品医薬品局 (FDA) によって食品包装用途に安全であると認められています。

医療業界の多くのエンジニアは、石油ベースのプラスチックよりも PLA バイオプラスチックを好みます。PLA バイオプラスチックは分解するまで無毒だからです。 PLAバイオプラスチックで作られた製品は体内で溶け、炎症や感染のリスクが最小限で安全に使用できます。一般的な用途には、外科用ネジとメッシュ、ドラッグ デリバリー システム、骨固定装置、再生医療などがあります。 PLA はこれらの消耗品に有用であることが証明されていますが、高価値アプリケーションのより厳しい性能要件を満たすように環境に優しい材料は開発されていません.

より良い未来のために一緒に働きましょう

製造業における持続可能性のより大きなビジョンにおけるPLAバイオプラスチックの位置付けはまだ決定されていませんが、この生分解性でバイオベースの材料は比較的環境に優しいです.再生可能な素材で作られており、廃棄物を置き去りにしません。しかし現状では完璧なプラスチックはなく、すべての廃棄物と二酸化炭素排出を完全になくすことは不可能かもしれません.

製造業がより環境に優しい未来に向けて進化を続ける中、有害な二酸化炭素排出量を伴う石油ベースの材料に代わる PLA バイオプラスチックや環境に配慮した代替品を使用して製造される部品が増えることを期待しています。より大きな持続可能性に向けて私たちが取ることができるあらゆるステップは、実行する価値のあるステップです.

Fast Radius では、より良い未来を創造する製品を実現したいと考えています。 COVID-19 と戦うためにフェイス シールドの生産を拡大することから、サプライ チェーンをより持続可能にすることまで、私たちはオンデマンド製造を通じて新しいことを可能にすることを常に目指しています。世界をもう少し環境に優しいものにするアイデアをお持ちの場合、または次の製造プロジェクトを開始する準備ができている場合は、今すぐお問い合わせください。

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