폴리 락트산 (PLA)은 성숙한 연구 및 응용 프로그램을 갖춘 생분해 성 플라스틱 중 하나입니다. 원자재는 생분해 성이 우수한 재생 가능한 식물 섬유, 옥수수, 농업 부산물 등에서 나옵니다. PLA는 폴리 프로필렌 플라스틱과 유사한 우수한 기계적 특성을 가지며 일부 분야에서 PP 및 PET 플라스틱을 대체 할 수 있습니다. 동시에, 그것은 좋은 광택, 투명성, 느낌 및 특정 항균 속성을 가지고 있습니다.
1. PLA 생산의 현재 상태
현재, PLA의 두 가지 합성 경로가 있으며, 하나는 직접 응축, 즉 젖산은 고온 및 저압 하에서 직접 탈수되고 응축된다. 생산 공정은 단순하고 저렴한 비용이지만 제품 분자 질량은 고르지 않으며 실제 적용 효과는 좋지 않습니다. 다른 하나는 현재 주류 생산 방법 인 젖소의 고리 개방 중합이다.
2. PLA의 분해성
PLA는 실온에서 안정적이지만 약간 높은 온도 환경, 산-염기 환경 및 미생물 환경에서 CO2와 물로 쉽고 빠르게 저하됩니다. 따라서, 환경 및 필러를 제어함으로써, PLA 제품은 유효 기간 내에 안전하게 사용될 수 있으며 폐기 후 시간이 저하 될 수있다.
PLA의 분해에 영향을 미치는 요인은 주로 분자 질량, 결정질 상태, 미세 구조, 환경 온도 및 습도, pH 값, 가벼운 시간 및 환경 미생물을 포함한다. PLA를 다른 재료와 혼합하면 분해 속도에 영향을 줄 수 있습니다. 예를 들어, 일정량의 목재 가루 또는 옥수수 밀짚 섬유를 PLA에 첨가하면 분해 속도가 크게 가속화 될 수 있습니다.
3. PLA의 장벽 속성
장벽은 가스와 수증기가 통과하는 것을 방지하는 재료의 능력을 말합니다. 장벽은 포장재에 매우 중요합니다. 현재 시장에서 가장 일반적인 생분해 성 비닐 봉지는 PLA/PBAT 복합재입니다. PLA 필름의 개선 된 장벽 특성은 응용 분야를 넓힐 수 있습니다. PLA의 장벽 특성에 영향을 미치는 요인에는 주로 내부 요인 (분자 구조 및 결정 상태) 및 외부 요인 (온도, 습도 및 외부 힘)이 포함됩니다.
1) PLA 필름을 가열하면 장벽 속성이 줄어들므로 PLA는 가열이 필요한 식품 포장에 적합하지 않습니다.
2) PLA는 특정 범위에서 늘어서 장벽 속성을 증가시킬 수 있습니다. 스트레치 비율이 1에서 6.5로 증가하면 PLA의 결정도가 크게 증가하여 장벽 속성이 개선됩니다.
3) PLA 매트릭스에 약간의 장벽 (예 : 점토 및 섬유)을 추가하면 PLA의 장벽 속성을 향상시킬 수 있습니다. 이것은 장벽이 물의 곡선 경로 또는 소분자의 가스 침투 과정을 연장하기 때문입니다.
4) PLA 필름의 표면에서 코팅은 장벽 특성을 향상시킬 수있다.
4. PLA의 기계적 특성
PLA는 강도가 좋지만 강인함이 부족하고 굽힘 및 변형에 매우 취약하므로 일반적으로 강력한 수정이 필요합니다. PLA의 생분해 성을 보장하기 위해, 일반적으로 생분해 성 수지와 혼합하여 강화된다. PBAT, PBS, PCL, 천연 고무 및 기타 물질은 PLA의 인성을 향상시킬 수 있습니다.
5. PLA의 광학적 특성
PLA는 다른 분해성 플라스틱에서는 드문 투명성과 광택을 가지고 있으며, 이는 셀로 펜 및 애완 동물과 비슷합니다. 특히 시각적 포장에 적합하며 장식 효과가 더 좋습니다. 일반적으로 PLA의 투명성과 광택은 개선 될 필요가 없으며, 포장 가시성 및 장식 효과를 보장하기 위해 다른 측면을 수정할 때 가능한 한 좋은 투명성을 줄이지 않도록주의를 기울여야합니다.
6. PLA의 열 특성
PLA 재료의 열 안정성은 PVC의 열 안정성과 동일하지만 PP, PE 및 PS의 열 안정성보다 낮습니다. 가공 온도는 일반적으로 170 ℃에서 230 ℃ 사이에서 제어되며, 이는 주입, 스트레칭, 압출, 블로우 몰딩, 3D 프린팅 및 기타 가공 공정에 적합합니다.
실제 처리 프로세스에서 PLA 결정화 속도는 느리고 일반적으로 수정이 필요합니다. 결정화 속도가 느리고 결정도가 낮기 때문에 PLA의 열 변형 온도는 낮아서 핫 충전 또는 열 멸균 제품 포장에서의 적용을 제한합니다.
PLA 결정화 속도 및 결정도를 증가시키기 위해, 생산시 PLA의 광학 순도는 가능한 한 많이 증가 될 수있다. 어닐링 치료는 또한 PLA의 결정도를 향상시키는 방법입니다. 또한, 결정화 거동 및 결정 성을 개선하여 열 변형 온도를 증가시키고 내열성을 향상시키기 위해 핵 생성 제를 첨가 할 수있다.
7. PLA의 항균 특성
PLA는 제품의 표면을 약한 산성 환경으로 만들 수 있으며 항균 및 가벼운 효과가 있습니다. 다른 항균제의 보조 사용이 90% 이상의 항균 속도를 달성 할 수 있다면, 제품의 항균 포장에 사용될 수있다.
일반적으로 사용되는 무기 항균제는 주로 금속 이온 또는은, 구리 및 아연과 같은 산화물을 포함합니다. 포장에 일반적으로 사용되는 유기 항균제는 바닐린 또는 에틸 바닐린 화합물을 포함한다. 다른 항균제의 식품 안전을 연구해야합니다.
8. PLA의 전기적 특성
PLA는 탄소 검은 색 (CB), 탄소 나노 튜브 (CNT), 탄소 섬유 (CF) 또는 그래 핀과 같은 전도성 입자를 충전함으로써 전도성 중합체 복합재로서 제조 될 수있다. 전도성 폴리머 복합재는 안티 스틱 플라스틱, 전자기 차폐 재료, 자제 온도 가열 재료, 양의 온도 계수 재료 및 환경 민감한 장치에서 널리 사용됩니다.
PLA 기반 전도성 중합체 복합재는 또한 분해성 및 생체 적합성을 가지며, 이는 특수한 항성 포장, 전자기 차폐 포장 및 지능형 포장에 사용될 수 있습니다. PLA 기반 전도성 중합체는 가스 또는 액체 센서에 사용하여 식품의 품질 정보를 감지 할 수 있습니다.
