حمض البوليلاكتيك (PLA) عبارة عن بلاستيك قابل للتحلل مصنوع بشكل أساسي من موارد الكتلة الحيوية المتجددة. ونظرًا لقابليته الممتازة للتحلل والتوافق الحيوي وقابلية المعالجة، فقد حظي باهتمام واسع النطاق عالميًا في سياق تعزيز التنمية الخضراء والمنخفضة-للكربون. باعتباره بوليمرًا حيويًا-نموذجيًا، لا يمكن لـ PLA أن يتحلل إلى ثاني أكسيد الكربون والماء في ظل ظروف بيئية محددة فحسب، بل يمكنه أيضًا الدخول مرة أخرى إلى دورة الكربون-من خلال عملية التمثيل الضوئي للنبات، وبالتالي يعتبر أحد البدائل المهمة للمواد البلاستيكية التقليدية المعتمدة على النفط-.
يتم تصنيع PLA باستخدام حمض اللاكتيك كمونومر. يتم الحصول على حمض اللاكتيك بشكل رئيسي من خلال تخمير المحاصيل الغنية بالنشا أو السكريات، مثل الذرة وقصب السكر والكسافا. يتم تجفيف حمض اللاكتيك المتخمر لتكوين لاكتيد، والذي يتم إخضاعه بعد ذلك إلى بلمرة فتح الحلقة - لإنتاج حمض متعدد اللبنيك ذو سلسلة طويلة-. اعتمادًا على عملية البلمرة والكيمياء المجسمة، يمكن الحصول على مواد PLA ذات تبلور وخصائص مختلفة. تضفي الأيزومرات العالية L- تبلورًا أعلى ومقاومة للحرارة، بينما يمكن لتعديل البلمرة المشتركة ضبط مرونتها ومعدل التحلل لتلبية احتياجات التطبيقات المتنوعة.
من منظور الأداء، يتمتع PLA بمزايا مثل الشفافية الجيدة، ونافذة معالجة واسعة، وقوة شد معتدلة ومعامل. يمكن تصنيعه إلى أفلام، وألواح، وألياف، وحاويات تغليف، وأدوات مائدة يمكن التخلص منها من خلال تقنيات معالجة البلاستيك التقليدية المختلفة، بما في ذلك القولبة بالحقن، والبثق، والقولبة بالنفخ، والتشكيل الحراري. ومع ذلك، تبلغ درجة حرارة التزجج حوالي 55-65 درجة، ونقطة انصهارها حوالي 150-170 درجة، مما يؤدي إلى مقاومة محدودة للحرارة نسبيًا. علاوة على ذلك، فهو عرضة للتحلل المائي المتسارع في البيئات الرطبة أو ذات درجات الحرارة المرتفعة-، مما يحد إلى حد ما من استخدامه المباشر في تحمل-الأحمال ذات درجات الحرارة العالية-أو التطبيقات الخارجية-على المدى الطويل.
تكمن الميزة البارزة لـ PLA في قابليته للتحلل الحيوي. في ظل ظروف التسميد الصناعي (درجة الحرارة 58 ± 2 درجة، الرطوبة أعلى من 50٪، البيئة الهوائية)، يمكن أن يتحلل تدريجياً إلى حمض اللاكتيك بواسطة الإنزيمات التي تفرزها الكائنات الحية الدقيقة، ثم يتحول إلى ثاني أكسيد الكربون والماء، وتستمر الدورة بأكملها عادة عدة أشهر إلى سنة. ومع ذلك، في البيئات التي لا تحتوي على-تسماد مثل المحيط أو التربة ذات درجة الحرارة -المحيطة، يتباطأ معدل التحلل بشكل ملحوظ؛ ولذلك، فإن فوائده البيئية تحتاج إلى تقييم بالتزامن مع سيناريوهات تطبيق محددة.
في التطبيقات الصناعية، يتم استخدام PLA على نطاق واسع في تغليف المواد الغذائية، وأدوات المائدة التي تستخدم لمرة واحدة، ومواد توسيد التوصيل السريع، والخيوط الجراحية الطبية، وناقلات توصيل الأدوية، مع مزايا كبيرة، لا سيما في السيناريوهات التي تؤكد على انخفاض البصمة الكربونية والقابلية للتحلل. علاوة على ذلك، يمكن تحسين خواصه الميكانيكية وإمكانية التحكم في التحلل بشكل أكبر من خلال مزجه مع بوليمرات قابلة للتحلل مثل البولي كابرولاكتون (PCL) والبولي هيدروكسي ألكانات (PHA)، أو من خلال دمجه مع الألياف الطبيعية.
بشكل عام، يمثل PLA اتجاهًا مهمًا في تطوير المواد البلاستيكية-الحيوية والقابلة للتحلل الحيوي. تتوافق موادها الخام المتجددة وقدرتها على العودة إلى الطبيعة بعد الاستخدام مع الاحتياجات الإستراتيجية العالمية للحد من البلاستيك وحياد الكربون. في المستقبل، مع الاختراقات في تنويع المواد الخام، وتحسين الأداء، وتقنيات التحلل التي يمكن التحكم فيها، من المتوقع أن يحقق جيش التحرير الشعبى الصينى استبدالًا وظيفيًا للمواد البلاستيكية التقليدية في المزيد من المجالات ويوفر دعمًا قويًا لبناء نظام مواد مستدام.