Polylaktihappo (PLA) on yksi biohajoavista muoveista, joilla on kypsä tutkimus ja sovellus. Sen raaka-aineet ovat peräisin uusiutuvista kasvikuituista, maissista, maatalouden sivutuotteista jne., Joilla on hyvä biohajoavuus. PLA: lla on erinomaiset mekaaniset ominaisuudet, jotka ovat samanlaisia kuin polypropeenimuovia, ja ne voivat korvata PP- ja PET -muovit joillakin aloilla. Samanaikaisesti sillä on hyvä kiilto, läpinäkyvyys, tunne ja tietty antibakteerinen ominaisuus.
1. PLA -tuotannon nykytila
Tällä hetkellä PLA: n synteesireitit ovat tällä hetkellä, toisin sanoen maitohappo on suoraan dehydratoitu ja tiivistetään korkean lämpötilan ja matalan paineen alaisena. Tuotantoprosessi on yksinkertainen ja alhainen kustannus, mutta tuotemolekyylimassa on epätasainen, ja käytännön sovellusvaikutus on huono. Toinen on laktidin renkaan avautumispolymerointi, joka on tällä hetkellä valtavirran tuotantomenetelmä.
2. PLA: n hajoavuus
PLA on stabiili huoneenlämpötilassa, mutta se on helposti ja nopeasti hajotettu hiilidioksidiksi ja veteen hiukan korkeammissa lämpötilaympäristöissä, happo-emäsympäristöissä ja mikrobiympäristöissä. Siksi hallitsemalla ympäristöä ja täyteaineita, PLA -tuotteita voidaan käyttää turvallisesti pätevyysjaksolla ja heikentyä ajoissa hävittämisen jälkeen.
PLA: n hajoamiseen vaikuttavat tekijät sisältävät pääasiassa molekyylimassan, kiteisen tilan, mikrorakenteen, ympäristön lämpötilan ja kosteuden, pH -arvon, valon ajan ja ympäristömikro -organismit. PLA: n sekoittaminen muiden materiaalien kanssa voi vaikuttaa hajoamisnopeuteen. Esimerkiksi tietyn määrän puujauhojen tai maissin olkikuitujen lisääminen PLA: lle voi nopeuttaa hajoamisnopeutta huomattavasti.
3. PLA: n esteominaisuus
Este viittaa materiaalin kykyyn estää kaasun ja vesihöyryn kulkemista läpi. Este on erittäin tärkeä pakkausmateriaaleille. Tällä hetkellä markkinoilla yleisin biohajoava muovipussi on PLA/PBAT -komposiitti. PLA -kalvojen parannetut esteominaisuudet voivat laajentaa sovelluskenttää. PLA: n esteominaisuuksiin vaikuttavia tekijöitä ovat pääasiassa sisäiset tekijät (molekyylirakenne ja kiteinen tila) ja ulkoiset tekijät (lämpötila, kosteus ja ulkoinen voima).
1) PLA -kalvon lämmitys vähentää sen esteominaisuutta, joten PLA ei sovellu lämmitys vaatii ruokapakkauksia.
2) PLA voidaan venyttää tietyllä alueella esteominaisuuden lisäämiseksi. Kun venytyssuhde kasvaa 1: stä 6,5: een, PLA: n kiteisyys kasvaa huomattavasti ja siksi esteominaisuus paranee.
3) PLA -matriisiin joidenkin esteiden (kuten savi ja kuitujen) lisääminen voi parantaa PLA: n esteominaisuutta. Tämä johtuu siitä, että este pidentää pienten molekyylien vesi- tai kaasupäästöprosessin kaarevaa polkua.
4) Pakkailu PLA -kalvon pinnalla voi parantaa esteominaisuutta.
4. PLA: n mekaaniset ominaisuudet
PLA: lla on hyvä vahvuus, mutta sillä ei ole sitkeyttä ja se on erittäin herkkä taivuttamiselle ja muodonmuutokselle, mikä yleensä vaatii tiukentua modifiointia. PLA: n biohajoavuuden varmistamiseksi sitä yleensä karkaistaan sekoittamalla biohajoavan hartsin kanssa. PBAT, PBS, PCL, luonnonkumi ja muut aineet voivat parantaa PLA: n sitkeyttä.
5. PLA: n optiset ominaisuudet
PLA: lla on läpinäkyvyys ja kiilto, jotka ovat harvinaisia muissa hajoavissa muoveissa, jotka ovat verrattavissa sellofeeniin ja PET: hen. Se soveltuu erityisesti visuaaliseen pakkaukseen, ja sisustusvaikutus on parempi. Yleensä PLA: n läpinäkyvyyttä ja kiiltoa ei tarvitse parantaa, ja huomiota olisi kiinnitettävä huomiota, jotta se ei vähennetä sen hyvää läpinäkyvyyttä niin paljon kuin mahdollista, kun muuttavat muita näkökohtia sen pakkauksen näkyvyyden ja sisustusvaikutuksen varmistamiseksi.
6. PLA: n lämpöominaisuudet
PLA -materiaalin lämpöstabiilisuus vastaa PVC: n, mutta pienempi kuin PP, PE ja PS. Prosessointilämpötilaa säädetään yleensä välillä 170 ℃ - 230 ℃, mikä soveltuu injektioon, venyttämiseen, suulakepuristukseen, puhallusmuovaukseen, 3D -tulostukseen ja muihin prosessointiprosesseihin.
Todellisessa prosessointiprosessissa PLA -kiteytymisnopeus on hidas ja vaatii yleensä modifikaation. Hitaan kiteytymisnopeuden ja alhaisen kiteisyyden vuoksi PLA: n lämpömuodostuslämpötila on alhainen, mikä rajoittaa sen käyttöä kuumassa täyttö- tai lämmön sterilointituotteiden pakkauksessa.
PLA: n kiteytymisnopeuden ja kiteisyyden lisäämiseksi PLA: n optista puhtautta voidaan lisätä mahdollisimman paljon tuotantohetkellä. Hehkutuskäsittely on myös menetelmä PLA: n kiteisyyden parantamiseksi. Lisäksi ytimtäaineita voidaan lisätä kiteytymiskäyttäytymisen ja kiteisyyden parantamiseksi, mikä lisää lämpömuodon lämpötilaa ja parantaa sen lämmönkestävyyttä.
7. PLA: n antibakteeriset ominaisuudet
PLA voi tehdä tuotteen pinnasta heikosti happaman ympäristön, ja sillä on antibakteeriset ja lievästi kestävät vaikutukset. Jos muiden antibakteeristen aineiden apukäyttö voi saavuttaa yli 90% antibakteerisen nopeuden, sitä voidaan käyttää tuotteiden antibakteerisiin pakkauksiin.
Yleisesti käytettyjä epäorgaanisia antibakteerisia aineita ovat pääasiassa metalli -ionit tai oksidit, kuten hopea, kupari ja sinkki. Yleisesti käytettyjä orgaanisia antibakteerisia aineita pakkauksissa ovat vanilliini- tai etyylivanilliiniyhdisteet. Muiden antibakteeristen aineiden elintarviketurvallisuutta on tutkittava.
8. PLA: n sähköiset ominaisuudet
PLA voidaan valmistaa johtavina polymeerikomposiiteina täyttämällä johtavia hiukkasia, kuten hiilimusta (CB), hiilinanoputkia (CNT), hiilikuituja (CF) tai grafeenia. Johtavia polymeerikomposiitteja käytetään laajasti antistaattisissa muoveissa, sähkömagneettisissa suojausmateriaaleissa, itsehallinnollisissa lämpötilan lämmitysmateriaaleissa, positiivisissa lämpötilakerroinmateriaaleissa ja ympäristöystävällisissä laitteissa.
PLA-pohjaisilla johtavilla polymeerikomposiiteilla on myös hajoavuus ja biologinen yhteensopivuus, jota voidaan käyttää erityisissä antistaattisissa pakkauksissa, sähkömagneettisissa suojauspakkauksissa ja älykkäissä pakkauksissa. PLA-pohjaista johtavaa polymeeriä voidaan käyttää kaasu- tai nestemäisantureihin ruuan laatutietojen havaitsemiseksi.
