Salut! En tant que fournisseur de PBAT et PLA, je me demande souvent les différences de taux de biodégradation dans le compost entre ces deux matériaux. Donc, j'ai pensé que j'écrivrais ce blog pour partager quelques idées et éliminer toute confusion.
Tout d'abord, introduisons rapidement PBAT et PLA. PBAT, ou téréphtalate adipate de polybutylène, est un copolyester thermoplastique biodégradable. Il est connu pour son excellente flexibilité et sa ténacité, ce qui en fait un excellent choix pour des choses comme les films d'emballage. D'un autre côté, l'APL ou l'acide polylactique est dérivé de ressources renouvelables comme l'amidon de maïs. Il est rigide, transparent et a de bonnes propriétés mécaniques, ce qui le rend adapté à diverses applications telles que la vaisselle jetable et les filaments d'impression 3D.
Maintenant, foulons le sujet principal - le taux de biodégradation dans le compost. Le compostage est un processus naturel où les micro-organismes décomposent les matières organiques en substances plus simples. Pour les plastiques biodégradables comme le PBAT et le PLA, cela signifie qu'ils finiront par se transformer en dioxyde de carbone, eau et biomasse dans les bonnes conditions de compostage.
Mécanismes de biodégradation
La biodégradation du PBAT et du PLA commence par l'hydrolyse. Les molécules d'eau rompent les liaisons d'ester dans les chaînes de polymères, ce qui fait que les polymères se décomposent en fragments plus petits. Après cela, les micro-organismes dans l'environnement de compost prennent le relais. Ils consomment ces plus petits fragments comme source de carbone et d'énergie, les dégradant davantage en composés plus simples.
Cependant, la vitesse à laquelle cela se produit est différente pour PBAT et PLA. Le PBAT a un taux de biodégradation relativement plus rapide dans le compost par rapport à PLA. Cela est principalement dû à leurs structures chimiques. Le PBAT a une structure plus flexible et amorphe, ce qui permet aux molécules d'eau et aux micro-organismes pour accéder plus facilement aux chaînes en polymère. En revanche, PLA a une structure semi-cristalline. Les régions cristallines sont plus serrées, ce qui rend plus difficile pour l'eau et les micro-organismes pour pénétrer et décomposer le polymère.
Conditions de compostage
Les conditions de compostage jouent également un rôle énorme dans le taux de biodégradation. Pour PBAT et PLA, un environnement de compostage idéal a une température comprise entre 50 et 60 ° C, une teneur en humidité d'environ 50 à 60% et une aération appropriée.
Dans les installations de compostage industriel, où ces conditions sont soigneusement contrôlées, le PBAT peut biodégrader en quelques mois. Par exemple, dans des conditions de compostage industriel optimales, le PBAT peut atteindre un niveau élevé de biodégradation (généralement plus de 90%) en environ 3 à 6 mois. PLA, en revanche, prend plus de temps. Il peut prendre 6 à 12 mois ou même plus pour atteindre un niveau de biodégradation similaire dans le compostage industriel.
Dans le compostage à domicile, la situation est un peu différente. Le compostage domestique a généralement des conditions moins contrôlées par rapport aux installations industrielles. La température peut ne pas être aussi élevée ou stable, et l'activité microbienne peut être plus faible. En conséquence, les taux de biodégradation de PBAT et de PLA sont plus lents. Le PBAT peut encore biodégrader relativement plus rapide que PLA, mais cela pourrait prendre plusieurs mois à un an ou plus. Et pour PLA, le compostage des maisons peut ne pas être suffisant pour le biodégrader complètement dans un délai raisonnable.
Facteurs affectant la biodégradation
Outre la structure chimique et les conditions de compostage, il existe d'autres facteurs qui peuvent affecter le taux de biodégradation de PBAT et PLA.
- Additifs: Parfois, des additifs sont ajoutés à PBAT et PLA pour améliorer leurs propriétés. Par exemple, les plastifiants sont utilisés pour augmenter la flexibilité. Cependant, certains additifs peuvent ralentir le processus de biodégradation. Si les additifs forment une couche protectrice autour des chaînes de polymère, cela peut empêcher l'eau et les micro-organismes d'accéder aux polymères.
- Épaisseur et surface: Les produits plus épais fabriqués à partir de PBAT ou de PLA prendront plus de temps à biodégrader que les plus minces. En effet, il faut plus de temps pour que l'eau et les micro-organismes pénètrent à travers le matériau. De plus, les produits avec une surface plus grande se biodégraderont plus rapidement car il y a plus de zone pour l'eau et les micro-organismes pour interagir avec le polymère.
Applications et considérations de biodégradation
Lors du choix entre PBAT et PLA pour différentes applications, le taux de biodégradation est un facteur important à considérer.
- Conditionnement: Pour l'emballage unique, en particulier l'emballage alimentaire, un taux de biodégradation plus rapide est souvent souhaitable. La biodégradation plus rapide de PBAT en fait un bon choix pour les films d'emballage qui seront rejetés après une courte période. Cependant, si l'emballage doit avoir une structure plus rigide, PLA pourrait être préféré, même s'il faut plus de temps à la biodégrade.
- Vaisselle jetable: PLA est couramment utilisé pour la vaisselle jetable en raison de ses bonnes propriétés mécaniques et de sa transparence. Mais si vous recherchez une vaisselle qui se décomposera rapidement dans le compost, vous voudrez peut-être envisager des mélanges de PBAT et de PLA. Ces mélanges peuvent combiner les avantages des deux matériaux - la flexibilité et la biodégradation plus rapide du PBAT et la rigidité de l'APL. Vous pouvez vérifierPBAT PLA Corn StarchetMélanges PLA PBSsur notre site Web pour plus d'informations sur ces mélanges.
L'avenir de PBAT et PLA
Alors que la demande de plastiques biodégradables continue de croître, il y a beaucoup de recherches pour améliorer les taux de biodégradation du PBAT et du PLA. Les scientifiques recherchent des moyens de modifier les structures chimiques de ces polymères pour les rendre plus facilement biodégradables. Par exemple, ils pourraient introduire plus de groupes hydrophiles dans les chaînes polymères pour améliorer l'hydrolyse.
De plus, l'accent est de plus en plus mis sur le développement de meilleures technologies de compostage. Ces technologies peuvent créer des conditions plus optimales pour la biodégradation de PBAT et PLA, que ce soit dans les paramètres de compostage industriel ou domestique.
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Références
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- Au mouvement, Y., Kabalia, BP, Uguwu, Cu et Abay, S. (2009). Biodégradabilité des plastiques. 10 (9),