O poli(ácido láctico) (PLA) é um biopolímero termoplástico comercial baseado em ácido láctico, obtido a partir do amido de culturas como milho, cana-de-açúcar e beterraba, por exemplo. Atualmente, o PLA é tido como a principal alternativa para substituição de polímeros provenientes de fontes fósseis, como uma escolha mais sustentável, uma vez que é originado por meio de componentes renováveis e proporciona uma redução de cerca de 75% na pegada de carbono.

 

 

Na história dos polímeros o PLA é conhecido desde a década de 1920. Porém, apenas depois da virada do século aumentou a demanda por esse tipo de material, bem como as tecnologias para sua obtenção. Atualmente, de acordo com relatórios da European Bioplastics (EUBP), o PLA representa a maior parte dos biopolímeros utilizados no mundo.

 

O poli(ácido láctico) faz parte da família dos poliésteres e tem sido capaz de substituir termoplásticos convencionais (à base de petróleo) como o poli(tereftalato de etileno) (PET) e o poliestireno (PS) em diversas aplicações, devido à boa combinação de propriedades que possui.

 

Os termos “biopolímero” ou “bioplástico” qualificam materiais poliméricos que possuem origem biológica. Ou seja, materiais plásticos (nesse caso, sintético) que têm seu monômero proveniente de fontes renováveis como, por exemplo, de plantas. O PLA, além de ser um biopolímero, pode ser classificado também como biodegradável, uma vez que se decompõe pela ação de microrganismos do ambiente onde foi descartado, sob condições ideais.

 

Quando comparado a outros bioplásticos, o PLA apresenta vantagens como sua origem renovável e possibilidade de reciclagem e de biodegradabilidade, além de apresentar maior facilidade de processamento, se comparado, por exemplo, ao PHA, PEG e PCL

 

Geralmente o poli(ácido láctico) é fornecido em grânulos (pellets) para a indústria de transformação e pode ser facilmente transformado por meio de técnicas de processamento convencionais como, por exemplo, moldagem por injeção, extrusão, extrusão de filme, sopro, termoformação e fiação, métodos esses utilizados para a produção de peças técnicas, filmes e películas ou fibras e filamentos.

 

 

Em injeção (e nos demais processos) recomenda-se que as resinas PLA sejam bem secas e podem ser utilizadas para confecção de itens seriados, grandes ou pequenos. A fluidez desse material é diferente daquela de resinas como PS, PE e PP, por exemplo. Por isso, aconselha-se atenção ao preenchimento do molde, especialmente para produtos de paredes finas. Normalmente, é necessário estudar os índices de temperatura de fusão, o que pode ter um efeito significativo no tempo de resfriamento no molde.

 

Há a possibilidade de pigmentar e/ou aditivar o PLA, o que também requer atenção, uma vez que, por não ser compatível com a maioria dos materiais tradicionais, é importante que os masterbatches para esse material usem veículos poliméricos adequados.

 

Embora possa ser processado por diversos métodos de transformação, o PLA é fortemente reconhecido por seu amplo uso na manufatura aditiva, mais especificamente na técnica FDM de impressão 3D, em que filamentos do material são usados como matéria-prima para confecção direta de peças, ou utilizado como material de suporte.

 

Quanto a variações, o PLA possui estereoisômeros (isômeros que têm a mesma conectividade, porém, que diferem no arranjo de seus átomos no espaço), como é o caso do poli(L-lactídeo) (PLLA), poli (D-lactídeo) (PDLA), e poli(DL-lactídeo) (PDLLA). Os fabricantes desse material disponibilizam diversos grades, modificados ou não, voltados a aplicações que operem sob altas temperaturas, que necessitem de boas propriedades ópticas, maior índice de flexibilidade, entre outros tipos.

 

No entanto, ainda existem pontos fracos nesse material, tais como o custo elevado e sua temperatura de transição vítrea (Tg) relativamente baixa, se comparada à de polímeros de origem fóssil empregados nas mesmas aplicações.

 

 

Como um dos biopolímeros mais promissores usados atualmente, o PLA possui uma grande gama de aplicações, como nos setores de saúde, embalagens e automotivo, por exemplo. Entre as  mais comuns estão: utensílios descartáveis (copos, canudos, pratos e talheres), embalagens de iogurte, frascos de bebidas, filmes para embalagens de alimentos, bandejas para alimentos (frios ou quentes), embalagens para transporte de alimentos e bebidas (de delivery e fast foods), filmes agrícolas, tubetes para plantas e mudas, sachês de chá, cápsulas de café, sacos para lixo orgânico, sacolas plásticas, tecidos não tecidos, lenços umedecidos, fraldas descartáveis, brinquedos, blocos de montar, mobiliário, peças para eletroeletrônicos, autopeças, projetos e protótipos, itens médicos cirúrgicos (implantes, parafusos, placas, pinos e malhas).

 

Vale ressaltar que, por mais que seja um material reciclável, biodegradável e compostável, seu descarte correto é fundamental para que o PLA possa exercer tais vantagens. Na compostagem, por exemplo, a umidade e o calor vão quebrando as cadeias poliméricas em cadeias menores e, finalmente, em ácido láctico (monômero). Os microrganismos do meio consomem o ácido láctico como nutriente, uma vez que é amplamente encontrado na natureza e diversos organismos são capazes de metabolizá-lo.

 

O PLA pode ser reciclado pelo método de reciclagem química e mecânica e deve ser identificado pelo símbolo “♹” (sete) na simbologia da ABNT para reciclagem, devendo ser descartado nas lixeiras de cor vermelha. No entanto, o  ideal é que não seja misturado a outros tipos de polímeros. Confira os fornecedores desse polímero em nosso Guia de bioplásticos. Para saber mais, consulte a seção de Literatura em nosso site www.arandanet.com.br/revista/pi


 

A ciência do material

O poli(ácido láctico) é obtido por meio da polimerização de monômeros de ácido láctico, um produto da fermentação de açúcares provenientes da cana-de-açúcar, beterraba, mandioca e milho, por exemplo. Embora seja possível obter o PLA por meio de diferentes vias, atualmente o método de polimerização por meio da abertura de anel é o mais utilizado para produção de PLA industrial, devido ao menor consumo de tempo e por resultar em um produto final de alto peso molecular. Isso torna este método mais viável, ainda que alta temperatura e baixa pressão devam ser usadas para atingir o produto final.

 

A obtenção desse poliéster alifático, de fonte totalmente renovável, requer menos energia em sua produção, quando comparado a outros plásticos e resulta em um polímero com alta rigidez (comparável ao poliestireno em temperatura ambiente), mas muito mais suscetível à hidrólise química e biológica em comparação com PET, um poliéster aromático.

    
 

Propriedades típicas*

Nome e sigla: poli(ácido láctico) (PLA) – [en. poly(lactic acid)]

Classificação: biopolímero

Origem: sintético

Fórmula química: (C3H4O2)n

Comportamento mecânico: termoplástico

Organização molecular: semicristalino

Densidade (sólido): 1,24 g/cm³

Contração volumétrica: 0,5 %

Temperatura de transição vítrea (Tg): 55 °C

Temperatura de fusão (Tm): 180 °C

Temperatura de processamento: 165 a 220 °C

Temperatura de uso contínuo: 110 °C

Secagem: de 2 a 4 horas até 90 °C


 

*Os dados atribuídos às propriedades do polímero são valores médios obtidos na literatura e junto a fornecedores de materiais.



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