पॉलीलैक्टिक एसिड (पीएलए) परिपक्व अनुसंधान और अनुप्रयोग के साथ बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक में से एक है। इसका कच्चा माल नवीकरणीय पौधे फाइबर, मकई, कृषि उप-उत्पादों आदि से आता है, जिसमें अच्छी बायोडिग्रेडेबिलिटी होती है। PLA में उत्कृष्ट यांत्रिक गुण हैं, जो पॉलीप्रोपाइलीन प्लास्टिक के समान है, और कुछ क्षेत्रों में पीपी और पीईटी प्लास्टिक की जगह ले सकता है। इसी समय, इसमें अच्छी चमक, पारदर्शिता, महसूस और कुछ जीवाणुरोधी संपत्ति है।
1। पीएलए उत्पादन की वर्तमान स्थिति
वर्तमान में, पीएलए के दो संश्लेषण मार्ग हैं, एक प्रत्यक्ष संक्षेपण है, अर्थात, लैक्टिक एसिड सीधे निर्जलित है और उच्च तापमान और कम दबाव के तहत संघनित है। उत्पादन प्रक्रिया सरल और कम लागत है, लेकिन उत्पाद आणविक द्रव्यमान असमान है, और व्यावहारिक अनुप्रयोग प्रभाव खराब है। अन्य लैक्टाइड का रिंग ओपनिंग पॉलीमराइजेशन है, जो वर्तमान में मुख्यधारा का उत्पादन विधि है।
2। पीएलए की गिरावट
पीएलए कमरे के तापमान पर स्थिर है, लेकिन यह आसानी से और तेजी से सीओ 2 और पानी में थोड़ा अधिक तापमान वातावरण, एसिड-बेस वातावरण और माइक्रोबियल वातावरण में पानी में गिर जाता है। इसलिए, पर्यावरण और भरावों को नियंत्रित करके, पीएलए उत्पादों को वैधता अवधि के भीतर सुरक्षित रूप से उपयोग किया जा सकता है और निपटान के बाद समय में अपमानित किया जा सकता है।
पीएलए के क्षरण को प्रभावित करने वाले कारकों में मुख्य रूप से आणविक द्रव्यमान, क्रिस्टलीय राज्य, माइक्रोस्ट्रक्चर, पर्यावरण तापमान और आर्द्रता, पीएच मूल्य, प्रकाश समय और पर्यावरणीय सूक्ष्मजीव शामिल हैं। अन्य सामग्रियों के साथ पीएलए का सम्मिश्रण गिरावट दर को प्रभावित कर सकता है। उदाहरण के लिए, पीएलए में एक निश्चित मात्रा में लकड़ी के आटे या मकई के पुआल फाइबर को जोड़ने से गिरावट दर में बहुत तेजी आ सकती है।
3। पीएलए की बाधा संपत्ति
बैरियर गैस और जल वाष्प को गुजरने से रोकने के लिए एक सामग्री की क्षमता को संदर्भित करता है। पैकेजिंग सामग्री के लिए बैरियर बहुत महत्वपूर्ण है। वर्तमान में, बाजार पर सबसे आम बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक बैग PLA/PBAT समग्र है। पीएलए फिल्मों के बेहतर बाधा गुण अनुप्रयोग क्षेत्र को चौड़ा कर सकते हैं। पीएलए के अवरोध गुणों को प्रभावित करने वाले कारकों में मुख्य रूप से आंतरिक कारक (आणविक संरचना और क्रिस्टलीय राज्य) और बाहरी कारक (तापमान, आर्द्रता और बाहरी बल) शामिल हैं।
1) पीएलए फिल्म को गर्म करने से इसकी बाधा संपत्ति कम हो जाएगी, इसलिए पीएलए खाद्य पैकेजिंग के लिए उपयुक्त नहीं है जिसमें हीटिंग की आवश्यकता होती है।
2) PLA को बाधा संपत्ति को बढ़ाने के लिए एक निश्चित सीमा में फैलाया जा सकता है। जब खिंचाव अनुपात 1 से 6.5 तक बढ़ जाता है, तो पीएलए के क्रिस्टलीयता में बहुत वृद्धि होती है और इसलिए बाधा संपत्ति में सुधार होता है।
3) PLA मैट्रिक्स में कुछ बाधाओं (जैसे मिट्टी और फाइबर) को जोड़ना PLA की बाधा संपत्ति में सुधार कर सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि बाधा छोटे अणुओं के पानी या गैस पारगमन प्रक्रिया के घुमावदार पथ को लम्बा करती है।
4) पीएलए फिल्म की सतह पर कोटिंग बैरियर प्रॉपर्टी में सुधार कर सकती है।
4। पीएलए के यांत्रिक गुण
पीएलए में अच्छी ताकत है, लेकिन इसमें क्रूरता का अभाव है और यह झुकने और विरूपण के लिए अतिसंवेदनशील है, जिसे आमतौर पर सख्त संशोधन की आवश्यकता होती है। पीएलए की बायोडिग्रेडेबिलिटी सुनिश्चित करने के लिए, यह आमतौर पर बायोडिग्रेडेबल राल के साथ सम्मिश्रण करके सख्त हो जाता है। पीबीएटी, पीबीएस, पीसीएल, प्राकृतिक रबर और अन्य पदार्थ पीएलए की क्रूरता में सुधार कर सकते हैं।
5। पीएलए के ऑप्टिकल गुण
पीएलए में एक पारदर्शिता और चमक होती है जो अन्य अपमानजनक प्लास्टिक में दुर्लभ होती है, जो कि सिलोफीन और पीईटी के बराबर होती है। यह विशेष रूप से दृश्य पैकेजिंग के लिए उपयुक्त है, और सजावट प्रभाव बेहतर है। सामान्य तौर पर, पीएलए की पारदर्शिता और चमक को बेहतर बनाने की आवश्यकता नहीं है, और इसकी पैकेजिंग दृश्यता और सजावट प्रभाव को सुनिश्चित करने के लिए अन्य पहलुओं को संशोधित करते समय जितना संभव हो सके इसकी अच्छी पारदर्शिता को कम नहीं करने के लिए ध्यान दिया जाना चाहिए।
6। पीएलए के थर्मल गुण
पीएलए सामग्री की थर्मल स्थिरता पीवीसी के बराबर है, लेकिन पीपी, पीई और पीएस की तुलना में कम है। प्रसंस्करण तापमान आमतौर पर 170 ℃ और 230 ℃ के बीच नियंत्रित किया जाता है, जो इंजेक्शन, स्ट्रेचिंग, एक्सट्रूज़न, ब्लो मोल्डिंग, 3 डी प्रिंटिंग और अन्य प्रसंस्करण प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त है।
वास्तविक प्रसंस्करण प्रक्रिया में, पीएलए क्रिस्टलीकरण दर धीमी है और आम तौर पर संशोधन की आवश्यकता होती है। धीमी क्रिस्टलीकरण दर और कम क्रिस्टलीयता के कारण, पीएलए का थर्मल विरूपण तापमान कम है, जो गर्म भरने या गर्म नसबंदी उत्पाद पैकेजिंग में इसके आवेदन को सीमित करता है।
पीएलए क्रिस्टलीकरण दर और क्रिस्टलीयता को बढ़ाने के लिए, पीएलए की ऑप्टिकल शुद्धता को उत्पादन के समय यथासंभव बढ़ाया जा सकता है। पीएलए के क्रिस्टलीयता को बेहतर बनाने के लिए एनीलिंग उपचार भी एक विधि है। इसके अलावा, न्यूक्लियरिंग एजेंटों को क्रिस्टलीकरण व्यवहार और क्रिस्टलीयता में सुधार करने के लिए जोड़ा जा सकता है, जिससे थर्मल विरूपण तापमान में वृद्धि और इसके गर्मी प्रतिरोध में सुधार होता है।
7। पीएलए के जीवाणुरोधी गुण
पीएलए उत्पाद की सतह को एक कमजोर अम्लीय वातावरण बना सकता है, और इसमें जीवाणुरोधी और हल्के-प्रूफ प्रभाव होते हैं। यदि अन्य जीवाणुरोधी एजेंटों का सहायक उपयोग 90% से अधिक जीवाणुरोधी दर प्राप्त कर सकता है, तो इसका उपयोग उत्पादों के जीवाणुरोधी पैकेजिंग के लिए किया जा सकता है।
आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले अकार्बनिक जीवाणुरोधी एजेंटों में मुख्य रूप से धातु आयनों या ऑक्साइड जैसे चांदी, तांबा और जस्ता शामिल हैं। पैकेजिंग के लिए आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले कार्बनिक जीवाणुरोधी एजेंटों में वेनिलिन या एथिल वैनिलिन यौगिक शामिल हैं। अन्य जीवाणुरोधी एजेंटों की खाद्य सुरक्षा का अध्ययन करने की आवश्यकता है।
8। पीएलए के विद्युत गुण
पीएलए को कार्बन ब्लैक (सीबी), कार्बन नैनोट्यूब (सीएनटी), कार्बन फाइबर (सीएफ), या ग्राफीन जैसे प्रवाहकीय कणों को भरकर प्रवाहकीय बहुलक कंपोजिट के रूप में तैयार किया जा सकता है। प्रवाहकीय बहुलक कंपोजिट व्यापक रूप से एंटीस्टैटिक प्लास्टिक, विद्युत चुम्बकीय परिरक्षण सामग्री, स्व-नियंत्रित तापमान हीटिंग सामग्री, सकारात्मक तापमान गुणांक सामग्री और पर्यावरणीय संवेदनशील उपकरणों में उपयोग किया जाता है।
PLA- आधारित प्रवाहकीय बहुलक कंपोजिट में भी गिरावट और बायोकंपैटिबिलिटी होती है, जिसका उपयोग विशेष एंटीस्टैटिक पैकेजिंग, इलेक्ट्रोमैग्नेटिक परिरक्षण पैकेजिंग और इंटेलिजेंट पैकेजिंग में किया जा सकता है। पीएलए-आधारित प्रवाहकीय बहुलक का उपयोग भोजन की गुणवत्ता की जानकारी का पता लगाने के लिए गैस या तरल सेंसर के लिए किया जा सकता है।
