Le débat sur la durabilité des plaques biodégradables: les matériaux respectueux de l'environnement peuvent-ils secouer la domination des plastiques?
Dans la conscience de l'environnement d'aujourd'hui, plaque biodégradable jetable Les s ont un impact sur le marché plastique traditionnel à un taux de croissance annuel composé de 12,3%. Mais lorsque les consommateurs ramassent les plaques d'amidon de maïs minces, ils ont toujours une question fondamentale: ce produit apparemment fragile peut-il vraiment rivaliser avec les produits en plastique qui ont été vérifiés depuis des décennies en termes de durabilité?
1. La bataille offensive et défensive de la science des matériaux: décoder la durabilité au niveau moléculaire
La résistance à la traction du plastique en polypropylène (PP) peut atteindre 30 à 40 MPA, et la disposition régulière de ses chaînes moléculaires forme une structure cristalline dense, donnant au matériau les doubles avantages de la résistance à l'impact et de la résistance à la déformation. En revanche, la résistance à la traction du matériau biodégradable traditionnel PLA (acide polylactique) est de 50 à 70 MPA, ce qui semble supérieur, mais l'allongement à la pause n'est que de 2,5 à 5%. Cette caractéristique rigide mais pas dure facilite la fissuration lorsqu'elle est pliée.
Les tests de simulation de laboratoire montrent que lorsqu'ils sont chargés de 500 g d'aliments chauds (80 ℃), la déformation des assiettes de dîner en plastique traditionnelles n'est que de 0,8 mm après 45 minutes, tandis que la déformation des assiettes de dîner PLA est de 2,3 mm dans les mêmes conditions. Cette différence est due à la température de déformation thermique du matériau: 102 ℃ de PP est bien plus élevé que les 55 ℃ de l'APL. Lorsque le liquide dans la tasse de café dépasse 60 ℃, le mouvement thermique de la chaîne moléculaire PLA brisera le point de transition du verre, provoquant un ramollissement de la structure.
2. Défis de durabilité dans les scénarios réels: l'écart du laboratoire au tapis de pique-nique
Dans le test de simulation de Tüv Rheinland, les assiettes traditionnelles en plastique sont restées intactes après 10 gouttes, tandis que les assiettes de dîner en fibre de bambou ont eu des dégâts de bord à la troisième goutte. Cet écart est particulièrement significatif dans les scénarios de charge dynamique: lorsqu'ils sont chargés de soupe qui coule, les assiettes PLA ont fui 27% plus tôt que les produits PP dans le test de la table de vibration.
Mais l'émergence de nouveaux matériaux composites réécrit les règles. Le PLA renforcé de cellulose nanocristal (CNC / PLA) développé par l'équipe de l'Académie des sciences chinoises a atteint une augmentation de 40% du module de flexion, et grâce à l'entruite mécanique des nano-fibres et de la matrice, la température de déformation de la chaleur est augmentée à 75 ° C. Cette idée de construire une "structure en béton armé" à l'échelle microscopique rend le matériau dégradable proche du polystyrène de qualité alimentaire dans les propriétés mécaniques pour la première fois.
3. L'art d'équilibrer la protection et la performance de l'environnement: la naissance d'une nouvelle définition de la durabilité
La dernière évaluation du cycle de vie de l'UE montre que les assiettes traditionnelles de dîner PP doivent être réutilisées 23 fois pour être à égalité avec l'impact environnemental des assiettes PLA. Cela oblige l'industrie à réexaminer la définition de la «durabilité»: lorsque les plaques de dîner dégradables ont respecté la résistance à la compression de 0,5Kn requise par la norme ISO 21996 dans un scénario d'utilisation unique, la poursuite des indicateurs de résistance qui dépassent les exigences fonctionnelles constitue-t-elle un gaspillage de ressources?
La série "Instant Endurance" développée par Daio Paper au Japon donne une réponse innovante: grâce à la conception de la structure ondulée au niveau du micron, les plaques de dîner en fibre de bagasse restent rigides pendant le stade de chargement et absorbent l'énergie par l'effondrement structurel lorsqu'ils sont affectés. Cette conception bionique permet au produit de passer 98% du test de chute de 1,2 m, tout en garantissant une dégradation complète dans les 180 jours.
Poussées par le double entraînement de la révolution des matériaux et des demandes de protection de l'environnement, les plaques de dîner dégradables établissent un nouveau système de coordonnées des performances. Bien qu'ils ne puissent jamais reproduire les caractéristiques "éternelles" des plastiques, grâce à une conception précise de la vie de la force de force, ils ont construit une ligne de défense verte suffisamment forte dans des scénarios spécifiques. Lorsque les consommateurs tiennent l'assiette de dîner composite PLA de troisième génération, ils ressentent non seulement la température du matériau, mais aussi la sagesse de l'humanité sur la route du développement durable.