Polimelksuur (PLA) is een van die bioafbreekbare plastiek met volwasse navorsing en toepassing. Die grondstowwe daarvan kom van hernubare plantvesels, mielies, landbou neweprodukte, ens., wat goeie bioafbreekbaarheid het. PLA het uitstekende meganiese eienskappe, soortgelyk aan polipropileenplastiek, en kan PP- en PET-plastiek in sommige velde vervang. Terselfdertyd het dit goeie glans, deursigtigheid, gevoel en sekere antibakteriese eienskappe.
1. Huidige status van PLA-produksie
Tans is daar twee sinteseroetes van PLA, een is direkte kondensasie, dit wil sê melksuur word direk gedehidreer en onder hoë temperatuur en lae druk gekondenseer. Die produksieproses is eenvoudig en goedkoop, maar die produk molekulêre massa is ongelyk, en die praktiese toepassing effek is swak. Die ander is die ringopeningspolimerisasie van laktied, wat tans die hoofstroomproduksiemetode is.
2. Degradeerbaarheid van PLA
PLA is stabiel by kamertemperatuur, maar dit word maklik en vinnig afgebreek tot CO2 en water in effens hoër temperatuur omgewings, suur-basis omgewings en mikrobiese omgewings. Deur die omgewing en vullers te beheer, kan PLA-produkte dus veilig binne die geldigheidstydperk gebruik word en betyds na wegdoening afgebreek word.
Die faktore wat die degradasie van PLA beïnvloed, sluit hoofsaaklik in molekulêre massa, kristallyne toestand, mikrostruktuur, omgewingstemperatuur en humiditeit, pH-waarde, ligtyd en omgewingsmikro-organismes. Vermenging van PLA met ander materiale kan die degradasietempo beïnvloed. Byvoorbeeld, die byvoeging van 'n sekere hoeveelheid houtmeel of mieliestrooivesel by PLA kan die afbraaktempo aansienlik versnel.
3. Die versperringseienskap van PLA
Versperring verwys na die vermoë van 'n materiaal om te verhoed dat gas en waterdamp deurgaan. Versperring is baie belangrik vir verpakkingsmateriaal. Tans is die mees algemene bio-afbreekbare plastieksak op die mark PLA/PBAT saamgestelde. Die verbeterde versperringseienskappe van PLA-films kan die toepassingsveld verbreed. Die faktore wat die versperringseienskappe van PLA beïnvloed, sluit hoofsaaklik interne faktore in (molekulêre struktuur en kristallyne toestand) en eksterne faktore (temperatuur, humiditeit en eksterne krag).
1) Verhitting van die PLA-film sal sy versperringseienskap verminder, so PLA is nie geskik vir voedselverpakking wat verhitting benodig nie.
2) PLA kan in 'n sekere reeks gestrek word om die versperringseienskap te verhoog. Wanneer die rekverhouding van 1 tot 6.5 verhoog word, word die kristalliniteit van PLA aansienlik verhoog en daarom word die versperringseienskap verbeter.
3) Die byvoeging van sommige hindernisse (soos klei en vesels) by die PLA-matriks kan die versperringseienskap van PLA verbeter. Dit is omdat die versperring die geboë pad van die water- of gaspermeasieproses van klein molekules verleng.
4) Bedekking op die oppervlak van PLA-film kan die versperringseienskap verbeter.
4. Meganiese eienskappe van PLA
PLA het goeie sterkte, maar dit het nie taaiheid nie en is uiters vatbaar vir buiging en vervorming, wat gewoonlik verhardingsmodifikasie vereis. Om die bioafbreekbaarheid van PLA te verseker, word dit gewoonlik gehard deur met bioafbreekbare hars te meng. PBAT, PBS, PCL, natuurlike rubber en ander stowwe kan die taaiheid van PLA verbeter.
5. Optiese eienskappe van PLA
PLA het 'n deursigtigheid en glans wat skaars is in ander afbreekbare plastiek, wat vergelykbaar is met sellofeen en PET. Dit is veral geskik vir visuele verpakking, en die versieringseffek is beter. Oor die algemeen hoef die deursigtigheid en glans van PLA nie verbeter te word nie, en aandag moet gegee word om nie die goeie deursigtigheid daarvan soveel as moontlik te verminder wanneer ander aspekte gewysig word om die verpakkingsigbaarheid en versieringseffek daarvan te verseker nie.
6. Termiese eienskappe van PLA
Die termiese stabiliteit van PLA-materiaal is gelykstaande aan dié van PVC, maar laer as dié van PP, PE en PS. Die verwerkingstemperatuur word gewoonlik tussen 170 ℃ en 230 ℃ beheer, wat geskik is vir inspuiting, strek, ekstrusie, blaasvorm, 3D-drukwerk en ander verwerkingsprosesse.
In die werklike verwerkingsproses is die PLA-kristallisasietempo stadig en vereis dit gewoonlik verandering. As gevolg van die stadige kristallisasietempo en lae kristalliniteit, is die termiese vervormingstemperatuur van PLA laag, wat die toepassing daarvan in warmvul- of hittesterilisasieprodukverpakking beperk.
Om die PLA-kristallisasietempo en kristalliniteit te verhoog, kan die optiese suiwerheid van PLA soveel as moontlik verhoog word ten tyde van produksie. Uitgloeiingsbehandeling is ook 'n metode om die kristalliniteit van PLA te verbeter. Daarbenewens kan kernvormende middels bygevoeg word om die kristallisasiegedrag en kristalliniteit te verbeter, en sodoende die termiese vervormingstemperatuur te verhoog en die hittebestandheid daarvan te verbeter.
7. Antibakteriese eienskappe van PLA
PLA kan die oppervlak van die produk 'n swak suur omgewing maak, en het antibakteriese en ligte-bestande effekte. As die hulpgebruik van ander antibakteriese middels meer as 90% antibakteriese koers kan bereik, kan dit gebruik word vir antibakteriese verpakking van produkte.
Die algemeen gebruikte anorganiese antibakteriese middels sluit hoofsaaklik metaalione of oksiede soos silwer, koper en sink in. Die algemeen gebruikte organiese antibakteriese middels vir verpakking sluit in vanillien- of etielvanillienverbindings. Die voedselveiligheid van ander antibakteriese middels moet bestudeer word.
8. Elektriese eienskappe van PLA
PLA kan as geleidende polimeer-samestellings voorberei word deur geleidende deeltjies soos koolstofswart (CB), koolstofnanobuise (CNT's), koolstofvesels (CF) of grafeen te vul. Geleidende polimeer-komposiete word wyd gebruik in antistatiese plastiek, elektromagnetiese afskermmateriale, selfbeheerde temperatuurverhittingsmateriale, positiewe temperatuurkoëffisiëntmateriale en omgewingsensitiewe toestelle.
Pla-gebaseerde geleidende polimeer komposiete het ook afbreekbaarheid en bioversoenbaarheid, wat gebruik kan word in spesiale antistatiese verpakking, elektromagnetiese afskerming verpakking en intelligente verpakking. Pla-gebaseerde geleidende polimeer kan vir gas- of vloeistofsensors gebruik word om die kwaliteit-inligting van voedsel op te spoor.
