ポリ乳酸（PLA）：環境に優しいプラスチックの代替品

PLAとは何ですか？

ポリ乳酸は PLA (ポリ乳酸) とも呼ばれ、トウモロコシ澱粉、サトウキビ、ビートパルプなどの再生可能な有機資源から得られる熱可塑性モノマーです。

従来のプラスチックと同じ特性を持ちますが、再生可能な資源となり、化石燃料に代わるより自然な代替品となります。

PLA はカーボンニュートラルで、食用かつ生分解性であり、有害なマイクロプラスチックに分解されることなく、適切な環境で完全に分解することができます。

分解する性質があるため、生分解性プラスチックバッグ、ストロー、カップ、皿、食器などの包装材料としてよく使用されます。

PLAの分解メカニズム

PLA は、次の 3 つのメカニズムによって非生物的分解を受けます。

加水分解：主鎖のエステル基が破壊され、分子量が減少します。

熱分解: より軽い分子、分子量の異なる線状および環状オリゴマー、ラクチドなどのさまざまな化合物の形成をもたらす複雑な現象。

光劣化：紫外線は劣化を引き起こす可能性があります。これは、プラスチック、包装容器、フィルム用途においてポリ乳酸が日光にさらされる主な要因です。

加水分解反応は次のとおりです。

-COO- + H 2 O → -COOH + -OH

常温での分解速度は非常に遅い。2017年の研究では、PLAは25℃（77°F）の海水中で1年間品質低下が見られなかったことが判明したが、この研究ではポリマー鎖の分解や吸水性は測定されていなかった。

PLA の応用分野は何ですか?

1. 消費財
PLA は、使い捨て食器、スーパーマーケットの買い物袋、キッチン家電の筐体、ノートパソコンやハンドヘルドデバイスなど、さまざまな消費財に使用されています。

2. 農業
PLAは繊維状の状態で、単繊維の釣り糸や植生・雑草防除用の網に使用されます。土嚢、植木鉢、結束バンド、ロープなどにも使用されます。

3. 医療
PLA は無害な乳酸に分解できるため、アンカー、ネジ、プレート、ピン、ロッド、ネットなどの形で医療機器として使用するのに適しています。

最も一般的な廃棄状況4つ

1. リサイクル：
ケミカルリサイクルとメカニカルリサイクルがあります。ベルギーでは、ギャラクシー社がポリ乳酸（PLA）のケミカルリサイクルのための世界初のパイロットプラント（Loopla）を稼働させました。メカニカルリサイクルとは異なり、廃棄物には様々な汚染物質が含まれている可能性があります。ポリ乳酸は、熱重合または加水分解によってモノマーとして化学的に回収できます。精製後、モノマーは本来の特性を失うことなく、原料PLAの製造に使用できます。

2. 堆肥作り：
PLAは、産業用堆肥化条件下では、まず化学的加水分解、次に微生物消化によって生分解されます。産業用堆肥化条件（58℃（136°F））では、PLAは60日以内に部分的に（約半分）水と二酸化炭素に分解されます。残りの部分は、材料の結晶度に応じて、その後はるかにゆっくりと分解されます。必要な条件が整っていない環境では、分解は非常に遅く、非生物的プラスチックと同様に、数百年から数千年も完全に分解されません。

3. 燃焼：
PLAは炭素、酸素、水素原子のみで構成されているため、塩素含有化学物質や重金属を生成せずに焼却できます。廃棄されたPLAを焼却すると、残留物を残さずに19.5MJ/kg（8368btu/lb）のエネルギーが生成されます。この結果は、他の研究結果と併せて、焼却が廃棄ポリ乳酸の処理方法として環境に優しい方法であることを示しています。

4. 埋め立て：
PLA は埋め立て地に捨てることもできますが、常温でゆっくりと分解するため、通常は他の非分解性プラスチックと同じくらいゆっくりと分解するため、最も環境に優しくない選択肢です。