Нить PLA, на самом деле ЭКО?

Существует причина, по которой самым популярным и широко используемым материалом для 3D-печати принтеров FDM,  является PLA.

Во-первых, им очень  легко печатать по сравнению с другими пластиками, что делает его идеальным  пластиком  для начинающих осваивать 3d печатные технологии. Кроме того, существует распространенное мнение о том, что нить PLA более устойчива и экологически безопасна, чем другие материалы.  

 Откуда это предположение? И насколько качественный пластик  PLA? Чтобы найти ответ на эти вопросы, мы поговорили с экспертами и запросили их мнения по этому вопросу.

Эксперт  Флорент Порт (Florent Port), президент компании  Франкофила (Francofil). Компания,  разрабатывает и производит большое количество нитей для 3D-печати, в Нормандии и Франция.  Николас Роукс  (Nicolas Roux) — генеральный директор Zimple 3D, он основал компанию два года назад. Разработки компании  Zimple 3D, направлены на упрощение в использовании, 3D-принтеров с устройствами воздушного фильтра. И последнее, но не менее важное, мы поговорили с Яном-Питером Вилли  (Jan-Peter Willie), соучредителем 3D4Makers, голландским производителем нитей,  для 3д принтеров, с многолетним опытом производства пластмасс.

Естественно, наш первый вопрос состоял в том, чтобы спросить наших экспертов, каковы недостатки  у нити PLA. Наши три эксперта согласились с первым, обще принятым заблуждением, рассказывает Флорент Порт: «Он биоразлагаем, что означает, не имеет значения, выбрасываете ли вы его на природе или в помойку», — добавил Николас Роукс, — «PLA не выделяет токсичных выбросов. »

Является ли PLA действительно качественным и экологически чистым материалом?

Чтобы больше узнать об этом материале, мы сосредоточимся на его основных особенностях:  биоразлагаемости, выделяемых веществах, производстве материала и его последующей переработки.

Так как же,  производится PLA?

PLA, также известен, как полимолочная кислота или полиактид. Получают его из возобновляемого и натурального сырья, такого как кукуруза. Крахмал (глюкоза) извлекается из растений и превращается в декстрозу путем добавления ферментов. В процессе брожения микро организмов превращается, в молочную кислоту, которая в свою очередь превращается в полилактид. Полимеризация приводит к образованию длинно-связанных молекулярных цепей, свойства которых напоминают свойства полимеров на нефтяной основе.

Чистый  PLA производится из возобновляемого растительного сырья и не основан на добыче ископаемого сырье, как в случае с ABS. Это очень позитивная новость, если учесть, что наша сырая нефть является ограниченным ресурсом. Тем не менее, возникает этический вопрос: целесообразно  ли производство пластмассы из продуктов питания, учитывая, что население мира продолжает расти и все больше и больше нуждается в продуктах питания. Ян-Питер Вилли рассказывает: «Существует много споров об общем использовании углерода, ископаемого топлива и воды при производстве биопластиков из природных материалов и о том, оказывают ли они негативное влияние на снабжение людей пищей.

Для изготовления 1 кг PLA, наиболее доступного компостируемого пластика, требуется 2,65 кг кукурузы. Поскольку каждый год производится 270 миллионов тонн пластика, замена обычного пластика на PLA из кукурузы приведет к удалению 715,5 миллиона тонн из мировых запасов продовольствия, в то время как глобальное потепление снижает количество урожая ». Другими словами, если мы будем больше производить  биопластиков,  поля для еды  будут конкурировать с полями для пластмасс.

Что означает биоразлагаемый и компостируемый, когда мы говорим  о PLA?

Термины биоразлагаемый и компостируемый, а также их различия имеют ключевое значение и часто неправильно понимаются. Ян-Питер Вилли объясняет: «Многие люди путают понятия биоразлагаемый  с  компостируемым . В широком смысле «биоразлагаемый» означает, что объект может быть биологически разрушен, в то время как «компостируемый» обычно указывает, что такой процесс приведет к образованию компоста ».

«Биоразлагаемый» материал может разлагаться при определенных анаэробных или аэробных условиях. Тем не менее, почти любой материал будет разлагаться с течением времени в природе. Таким образом, точные условия окружающей среды для биоразлагаемости должны быть четко определены. Компостирование — это процесс, созданный человеком. Согласно европейскому стандарту EN13432, полимер или упаковка считаются «компостируемыми», если в течение 6 месяцев на промышленном компостирующем заводе не менее 90% его превращается в выбросы углерода, а добавки присутствуют не более 1% от начальной массы и безвредны.  Чтобы подвести итог: «Все компостирование — это всегда биодеградация, но не вся биодеградация — это компостирование».

Можно ли действительно назвать  нить PLA как биоразлагаемую?

Термин биоразлагаемый часто используется при рекламе материала PLA, предполагая, что PLA, как и кухонные отходы, может гнить в домашнем компосте или в природе. Однако, это не так. PLA можно описать как биоразлагаемый, но «в конкретных условиях промышленного компостирования более уместно сказать в этом случае, что это биоразлагаемый полимер.

 Условия промышленного компостирования, то есть контролируемая температура и влажность в присутствии микроорганизмов, необходимы для того, чтобы PLA действительно разлагался », — объясняет Флоран Порт.  Ян-Питер Вилли добавляет: «PLA компостируется, но только на промышленном компостирующем заводе».

В этих условиях промышленного компостирования PLA может быть биологически разложен в течение нескольких дней, вплоть до нескольких месяцев. Температура должна быть выше 55-70ºC. Николас также подтверждает: «PLA может быть биологически разложен только в условиях промышленного компостирования».

К сожалению, термин «биоразлагаемый», используемый производителями и дистрибьюторами, может вводить в заблуждение конечного потребителя, если он не определен в дальнейшем. Федеральное агентство по защите  окружающей среды, также отмечает в своем отчете, что увеличение воздействия микропластиков на окружающую среду может произойти, если в окружающую среду выбрасывается больше пластмасс, из-за трактовки что он  биоразлагаем. В дикой природе для разложения PLA требуется не менее 80 лет, что означает, что в море и на суше он характеризуется как обычный пластик на нефтяной основе. А значит, также загрязняет окружающею среду, как обычные пластики. По этой причине PLA не следует выбрасывать в природу, в домашние компостеры или в органические отходы, как и  другие пластмассы.

Можно ли разложить PLA и другие биопластики, на всех компостных заводах?

Ответ — нет. Обследование, проведенное Немецкой экологической службой (DUH), в котором было учтено почти 1000 немецких компостирующих растений для биологических отходов и зеленых отходов, показало, что 95% этих компостирующих растений не могут компостировать биопластики в соответствии со стандартами. Кроме того, 80% этих компостирующих заводов, которые компостируют немецкие биологические отходы и зеленые отходы, обнаружили, что биопласты являются мешающим веществом. Это показывает, что, хотя теоретически PLA может быть биологически разложен, на практике отсутствие соответствующей инфраструктуры  для биологического разложения PLA и других биопластиков.

Можно ли утилизировать PLA?

По словам наших трех экспертов, сам PLA может быть переработан. Однако Флорент Порт отмечает: «В настоящее время, нет официально зафиксированных отходов PLA от 3D-печати. Фактически, существующие пластиковые каналы для отходов, затрудняют отличить PLA от других полимеров, таких как PET (бутылки с водой), и загрязнение этими материалами PLA, влияет на переработку. Технически PLA  пригоден  для вторичной переработки, при условии что отходы состоят  исключительно из PLA, без примесей других пластмасс».

Что нужно знать об отходах 3D-печати PLA?

Многие люди ошибочно полагают, что испарения выделяемые при печати PLA, абсолютно безвредны. Поскольку при печати PLA выделяет довольно сладкий запах, а ABS на нефтяной основе, выделяет неприятный запах пластика. Николас Роукс, генеральный директор Zimple 3D, является экспертом в этой области, и мы спросили его именно об этой теме. Он сказал нам: «Научные исследования показали, что PLA выделяет значительное количество наночастиц, которые могут проходить через альвеолярный капиллярный барьер и загрязнять весь организм через кровь». Этот барьер или мембрана является частью легкого, через которую происходит газообмен функции, то есть поглощения кислорода и выделения углекислого газа.

«Эти частицы в основном являются лактидом, но многие другие токсичные частицы также могут высвобождаться, так как используемые нити редко содержат 100% PLA и содержат до 40% добавок. Вот почему были проведены тесты, которые показывают, что PLA выделяет стирол, хлорметил и многие другие канцерогенные соединения, известные в химической промышленности ». Отчет Федерального агентства по окружающей среде, также подтверждает воздействие твердых частиц, наночастиц и летучих органических соединений в экструзионной основе. 3D-печать PLA и других пластиков, таких как ABS, выделения у ABS, как сообщается, выше чем у PLA.

Насколько опасны эти выбросы?

«В отсутствие соответствующего паспорта безопасности опасности сильно варьируются от нити к нити, хотя они присутствуют во всех. Используемые добавки и процесс производства нити оказывают значительное влияние на то, насколько опасны выбросы », — объясняет Николас Роукс. Поэтому несомненно, что при печати PLA наночастицы могут бесконтрольно отклоняться в воздух и загрязнять воздух. «Поэтому необходимо защищать себя, ограничивая риск». Николя Роукс рекомендует никогда не работать рядом с работающим 3D-принтером, проветривать помещение, в котором производится печать, и при необходимости использовать систему фильтрации.

Являются ли некоторые нити более экологичными, чем другие? Какие есть альтернативы PLA?

Флоран Порт объясняет: «Органические нити более экологичны, чем нити  из нефтяных ресурсов». В этом случае добавки очень важны. Именно такие производители, как Francofil, также производят нити PLA, в состав добавок которых не входят химические вещества. Многие из их, PLA добавляются к побочным продуктам , таким как мидии, пшеница и кофейная гуща, что делает их на 100% биооснованными.

Николос Роукс  считает, что альтернатива нити PLA не существует: «К сожалению, на сегодня я не знаю по-настоящему безопасных ЭКО нитей, которые не испускают частицы или способных к полному  биологическому разложению на земле или в воде. По моему мнению, при выборе материалов предпочтение отдается нити с соответствующим паспортом безопасности европейских производителей ». Ян-Петер также рекомендует европейские нити: « В PLA из Азии есть много поставщиков, которые не уточняют, что именно в составе их пластиков».

Он продолжает: «Есть много пластмасс, которые сделаны из натурального сырья, но очень редко они применяются, как материал для 3д печати.  Вероятно, из них трудно сделать нить, или ими плохо печатает сам 3d принтер». Однако есть такие компании, как Канадский старт ап Genecis, которые занимаются разработкой полимеров, которые могут разлагаться в естественной среде через  12 месяцев. Кроме того, некоторые производители, такие как Нефилатек (Nefilatek ), теперь предлагают переработанные нити, вторичное сырье. Это все тот же пластик, но определенно более устойчивый, чем новый материал.

PLA состоит из возобновляемого растительного сырья и является биоразлагаемым на промышленных компостных заводах. Однако из-за отсутствия инфраструктуры, трудно компостировать PLA в заводских условиях или перерабатывать. Вопреки современному мнению, PLA также выделяет вещества, которые вредны для здоровья, но меньше, чем например  ABS. Таким образом, настоящая проблема с нитями PLA состоит в том, что их свойства иногда неправильно трактуются и не  четко.

В целом можно сказать, что PLA является несколько более устойчивым, чем пластик из нефтяных отходов, благодаря его производству из возобновляемого сырья и возможности биологического разложения. Но он так же остается пластиком, который загрязняет природу и моря, и поэтому важно, как и для любого используемого вами пластика, от давать его на переработку.

Вы узнали что-то новое о нити PLA? Дайте нам знать в комментарии ниже, или на наших страницах в Facebook и Twitter! И не забудьте подписаться на нашу бесплатную еженедельную рассылку, чтобы получать все последние новости в области 3D-печати прямо на ваш почтовый ящик!

Ф.И.О.

Email

Телефон

Прикрепить файл

Дополнительная информация