Polylactic Acid (PLA) adalah salah satu plastik biodegradable dengan penelitian dan aplikasi yang matang. Bahan baku berasal dari serat tanaman terbarukan, jagung, produk sampingan pertanian, dll., Yang memiliki biodegradabilitas yang baik. PLA memiliki sifat mekanik yang sangat baik, mirip dengan plastik polypropylene, dan dapat menggantikan plastik PP dan PET di beberapa bidang. Pada saat yang sama, ia memiliki kilau yang baik, transparansi, nuansa, dan sifat antibakteri tertentu.
1. Status produksi PLA saat ini
Saat ini, ada dua rute sintesis PLA, satu adalah kondensasi langsung, yaitu, asam laktat secara langsung mengalami dehidrasi dan terkondensasi di bawah suhu tinggi dan tekanan rendah. Proses produksi sederhana dan berbiaya rendah, tetapi massa molekul produk tidak merata, dan efek aplikasi praktisnya buruk. Yang lainnya adalah polimerisasi pembukaan cincin laktida, yang merupakan metode produksi utama saat ini.
2. Degradabilitas PLA
PLA stabil pada suhu kamar, tetapi mudah dan cepat terdegradasi menjadi CO2 dan air di lingkungan suhu yang sedikit lebih tinggi, lingkungan basa asam, dan lingkungan mikroba. Oleh karena itu, dengan mengendalikan lingkungan dan pengisi, produk PLA dapat digunakan dengan aman dalam periode validitas dan terdegradasi dalam waktu setelah dibuang.
Faktor -faktor yang mempengaruhi degradasi PLA terutama meliputi massa molekul, keadaan kristal, struktur mikro, suhu lingkungan dan kelembaban, nilai pH, waktu cahaya, dan mikroorganisme lingkungan. Pencampuran PLA dengan bahan lain dapat mempengaruhi laju degradasi. Misalnya, menambahkan sejumlah tepung kayu atau serat jerami jagung ke PLA dapat sangat mempercepat laju degradasi.
3. Properti penghalang PLA
Barrier mengacu pada kemampuan bahan untuk mencegah gas dan uap air lewat. Barrier sangat penting untuk bahan pengemasan. Saat ini, kantong plastik biodegradable yang paling umum di pasaran adalah PLA/Pbat Composite. Properti penghalang yang ditingkatkan dari film PLA dapat memperluas bidang aplikasi. Faktor -faktor yang mempengaruhi sifat penghalang PLA terutama mencakup faktor internal (struktur molekul dan keadaan kristal) dan faktor eksternal (suhu, kelembaban, dan gaya eksternal).
1) Pemanasan film PLA akan mengurangi properti penghalangnya, jadi PLA tidak cocok untuk kemasan makanan yang membutuhkan pemanasan.
2) PLA dapat diregangkan dalam kisaran tertentu untuk meningkatkan properti penghalang. Ketika rasio peregangan meningkat dari 1 menjadi 6,5, kristalinitas PLA sangat meningkat dan oleh karena itu properti penghalang ditingkatkan.
3) Menambahkan beberapa hambatan (seperti tanah liat dan serat) ke matriks PLA dapat meningkatkan sifat penghalang PLA. Ini karena penghalang memperpanjang jalur melengkung dari proses permeasi air atau gas molekul kecil.
4) Lapisan di permukaan film PLA dapat meningkatkan properti penghalang.
4. Sifat mekanik PLA
PLA memiliki kekuatan yang baik, tetapi tidak memiliki ketangguhan dan sangat rentan terhadap pembengkokan dan deformasi, yang biasanya membutuhkan modifikasi yang sulit. Untuk memastikan biodegradabilitas PLA, biasanya dikekang dengan memadukan dengan resin biodegradable. PBAT, PBS, PCL, karet alam dan zat lainnya dapat meningkatkan ketangguhan PLA.
5. Sifat optik PLA
PLA memiliki transparansi dan gloss yang jarang terjadi pada plastik lain yang dapat terdegradasi, yang sebanding dengan selofena dan PET. Ini sangat cocok untuk kemasan visual, dan efek dekorasi lebih baik. Secara umum, transparansi dan kilau PLA tidak perlu ditingkatkan, dan perhatian harus diberikan untuk tidak mengurangi transparansi yang baik sebanyak mungkin ketika memodifikasi aspek lain untuk memastikan visibilitas pengemasan dan efek dekorasi.
6. Sifat termal PLA
Stabilitas termal bahan PLA setara dengan PVC, tetapi lebih rendah dari PP, PE dan PS. Suhu pemrosesan umumnya dikontrol antara 170 ℃ dan 230 ℃, yang cocok untuk injeksi, peregangan, ekstrusi, cetakan pukulan, pencetakan 3D dan proses pemrosesan lainnya.
Dalam proses pemrosesan aktual, laju kristalisasi PLA lambat dan umumnya membutuhkan modifikasi. Karena laju kristalisasi yang lambat dan kristalinitas rendah, suhu deformasi termal PLA rendah, yang membatasi aplikasinya dalam pengisian panas atau kemasan produk sterilisasi panas.
Untuk meningkatkan laju kristalisasi PLA dan kristalinitas, kemurnian optik PLA dapat ditingkatkan sebanyak mungkin pada saat produksi. Perawatan anil juga merupakan metode untuk meningkatkan kristalinitas PLA. Selain itu, agen nukleasi dapat ditambahkan untuk meningkatkan perilaku kristalisasi dan kristalinitas, sehingga meningkatkan suhu deformasi termal dan meningkatkan ketahanan panasnya.
7. Sifat antibakteri PLA
PLA dapat membuat permukaan produk membentuk lingkungan asam yang lemah, dan memiliki efek antibakteri dan tahan ringan. Jika penggunaan tambahan agen antibakteri lain dapat mencapai lebih dari 90% tingkat antibakteri, itu dapat digunakan untuk pengemasan produk antibakteri.
Agen antibakteri anorganik yang umum digunakan terutama termasuk ion logam atau oksida seperti perak, tembaga, dan seng. Agen antibakteri organik yang umum digunakan untuk kemasan termasuk senyawa vanillin atau etil vanillin. Keamanan pangan dari agen antibakteri lainnya perlu dipelajari.
8. Sifat listrik PLA
PLA dapat disiapkan sebagai komposit polimer konduktif dengan mengisi partikel konduktif seperti karbon hitam (CB), karbon nanotube (CNT), serat karbon (CF), atau graphene. Komposit polimer konduktif banyak digunakan dalam plastik antistatik, bahan pelindung elektromagnetik, bahan pemanasan suhu yang dikontrol sendiri, bahan koefisien suhu positif dan perangkat yang sensitif terhadap lingkungan.
Komposit polimer konduktif berbasis PLA juga memiliki degradabilitas dan biokompatibilitas, yang dapat digunakan dalam kemasan antistatik khusus, pengemasan pelindung elektromagnetik dan kemasan cerdas. Polimer konduktif berbasis PLA dapat digunakan untuk sensor gas atau cair untuk mendeteksi informasi kualitas makanan.
