Entendendo Bioplásticos PLA: Composição, Usos e Sustentabilidade

Escolher um material é uma das decisões mais importantes que um engenheiro ou designer de produto pode tomar. O material de uma peça terá impacto direto em suas propriedades mecânicas e químicas. Por exemplo, usar uma mistura de acrilonitrila butadieno estireno (ABS) e policarbonato (PC) conferirá a uma peça injetada uma mistura única da força e resistência ao calor do PC e da flexibilidade do ABS.

Como parte da mudança contínua para materiais mais sustentáveis e ambientalmente amigáveis ocorrendo em todas as indústrias, tanto provedores de manufatura tradicional quanto aditiva têm investido mais pesadamente em materiais ecologicamente conscientes nos últimos anos. Bioplásticos tornaram-se alternativa popular a plásticos baseados em petróleo. Segundo a European Bioplastics, o mercado global de bioplásticos deve saltar 25% até 2023 e a produção global de bioplásticos deve atingir 26,2 milhões de toneladas por ano.

Em homenagem ao Dia da Terra, estamos investigando bioplásticos PLA. Aqui está tudo o que você precisa saber sobre este material ecologicamente amigável.

O que são bioplásticos PLA?

Bioplásticos PLA são feitos de ácido polilático, um poliéster alifático termoplástico transparente feito de recursos renováveis. Plásticos biobaseados como PLA são derivados de biomassas como milho, cana-de-açúcar, algas marinhas ou até cascas de camarão. O PLA também é biodegradável, significando que se decompõe em ambientes naturais deixando apenas biomassa, dióxido de carbono e água.

É importante notar que nem todos os plásticos biobaseados são necessariamente biodegradáveis, e vice-versa. Bioplásticos PLA são os únicos bioplásticos comercialmente disponíveis que são tanto biobaseados quanto biodegradáveis, e são um dos poucos bioplásticos adequados para impressoras 3D.

Como bioplásticos PLA são feitos?

Na primeira etapa do processo de produção para bioplásticos PLA, amido de milho é separado de milho molhado, combinado com ácido ou enzimas, e então aquecido. O calor quebra o amido de milho e produz dextrose ou açúcar de milho.

O açúcar de milho é então fermentado para produzir ácido L-lático, que é o componente principal do PLA. O ácido lático pode ser usado em seu estado imediato, o que aumenta peso molecular e propriedades térmicas do PLA, ou pode ser diretamente polimerizado.

Tipos comuns de PLA incluem poli-L-lactida (PLLA), poli-D-lactida (PLDA) e poli-DL-lactida (PDLLA).

Prós e contras dos bioplásticos PLA

Bioplásticos PLA recebem muito burburinho por serem ambientalmente amigáveis. Como são derivados de recursos renováveis, não esgotam o suprimento finito de petróleo do mundo, e são quase completamente neutros em carbono. São mecanicamente recicláveis e não liberam fumos tóxicos quando oxigenados. Bioplásticos PLA também têm excelentes propriedades mecânicas comparados a outros poliésteres.

Infelizmente, bioplásticos PLA não são inteiramente inofensivos ao meio ambiente. Manufaturar com qualquer plástico incorre certa quantidade de resíduo e poluição — bioplásticos PLA não são exceção. Ainda há emissões de colheita, refino e transporte a considerar.

Além disso, alguns questionam onde bioplásticos PLA se encaixam no quadro maior de ambientalismo e humanitarismo. Por exemplo: é ético usar milho para fazer bioplásticos PLA quando insegurança alimentar assola grande parte do mundo? Se mais fabricantes de plástico mudarem para bioplásticos, áreas assoladas por desmatamento, como florestas tropicais, poderiam ficar ainda mais vulneráveis.

O mais, a reciclabilidade inerente dos bioplásticos pode ser facilmente comprometida. Bioplásticos PLA são frequentemente misturados com polímeros menos ecologicamente amigáveis, não recicláveis, para aumentar sua força e protegê-los de se tornarem quebradiços. Estes bioplásticos PLA híbridos se decompõem em materiais não tóxicos em três meses sob condições específicas de compostagem, mas essa mesma decomposição pode levar entre 100 e 1.000 anos num aterro sanitário padrão.

Aplicações e casos de uso comuns

Ainda assim, bioplásticos PLA são materiais extremamente versáteis com ampla variedade de casos de uso em muitas indústrias. Copos, recipientes plásticos, garrafas e saquinhos de chá ecologicamente amigáveis são todos feitos com bioplásticos PLA. São reconhecidos como seguros para aplicações de embalagem de alimentos pela Administração de Alimentos e Medicamentos dos Estados Unidos (FDA).

Muitos engenheiros na indústria médica preferem bioplásticos PLA a plásticos baseados em petróleo porque são não tóxicos até a decomposição. Produtos feitos com bioplásticos PLA podem se dissolver no corpo e são seguros para uso com inflamação mínima e risco de infecção. Aplicações comuns incluem parafusos e malhas cirúrgicas, sistemas de liberação de fármacos, dispositivos de fixação óssea e engenharia de tecidos. Embora o PLA tenha provado útil para estes consumíveis, materiais ecologicamente amigáveis não foram desenvolvidos para atender requisitos de desempenho mais rigorosos de aplicações de alto valor.

Vamos trabalhar juntos por um futuro melhor

Embora o lugar dos bioplásticos PLA na visão maior para sustentabilidade na indústria de manufatura ainda esteja sendo determinado, este material biodegradável e biobaseado é comparativamente ecologicamente amigável. É feito de materiais renováveis e não deixa resíduos para trás. Como está, porém, nenhum plástico é perfeito, e pode ser impossível eliminar completamente todos resíduos e emissões de carbono.

À medida que a indústria de manufatura continua evoluindo para um futuro mais verde, esperamos ver mais peças fabricadas usando bioplásticos PLA e alternativas ecologicamente conscientes a materiais baseados em petróleo com pegadas de carbono prejudiciais. Quaisquer passos que possamos dar em direção a maior sustentabilidade são passos que valem a pena.

Na Fast Radius, queremos dar vida a produtos que criem um futuro melhor. Da ampliação da produção de protetores faciais para combater COVID-19 a tornar a cadeia de suprimentos mais sustentável, estamos sempre procurando tornar novas coisas possíveis através de manufatura sob demanda. Entre em contato conosco hoje se tem uma ideia que poderia tornar o mundo um pouco mais verde — ou se está pronto para começar seu próximo projeto de manufatura.

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