Asid polylactic (PLA) adalah salah satu plastik biodegradable dengan penyelidikan dan aplikasi matang. Bahan mentahnya berasal dari serat tumbuhan yang boleh diperbaharui, jagung, produk sampingan pertanian, dan lain-lain, yang mempunyai biodegradability yang baik. PLA mempunyai sifat mekanikal yang sangat baik, sama dengan plastik polipropilena, dan boleh menggantikan PP dan plastik PET dalam beberapa bidang. Pada masa yang sama, ia mempunyai gloss yang baik, ketelusan, rasa dan harta antibakteria tertentu.
1. Status semasa pengeluaran PLA
Pada masa ini, terdapat dua laluan sintesis PLA, satu adalah pemeluwapan langsung, iaitu, asid laktik secara langsung dehidrasi dan pekat di bawah suhu tinggi dan tekanan rendah. Proses pengeluaran adalah kos yang mudah dan rendah, tetapi jisim molekul produk tidak sekata, dan kesan aplikasi praktikal adalah miskin. Yang lain adalah pempolimeran pembukaan cincin laktida, yang merupakan kaedah pengeluaran arus perdana pada masa ini.
2. Degradabiliti PLA
PLA stabil pada suhu bilik, tetapi mudah dan cepat direndahkan ke dalam CO2 dan air dalam persekitaran suhu yang sedikit lebih tinggi, persekitaran asid-asas, dan persekitaran mikrob. Oleh itu, dengan mengawal persekitaran dan pengisi, produk PLA boleh digunakan dengan selamat dalam tempoh kesahihan dan terdegradasi dalam masa selepas pelupusan.
Faktor -faktor yang mempengaruhi kemerosotan PLA terutamanya termasuk jisim molekul, keadaan kristal, mikrostruktur, suhu alam sekitar dan kelembapan, nilai pH, masa cahaya, dan mikroorganisma alam sekitar. Penggabungan PLA dengan bahan lain boleh menjejaskan kadar degradasi. Sebagai contoh, menambah sejumlah tepung kayu atau serat jerami jagung ke PLA boleh mempercepatkan kadar degradasi.
3. Harta halangan PLA
Halangan merujuk kepada keupayaan bahan untuk mencegah gas dan wap air melewati. Halangan sangat penting untuk bahan pembungkusan. Pada masa ini, beg plastik biodegradable yang paling biasa di pasaran adalah komposit PLA/PBAT. Ciri -ciri halangan yang lebih baik dari filem PLA dapat meluaskan medan aplikasi. Faktor -faktor yang mempengaruhi sifat penghalang PLA terutamanya termasuk faktor dalaman (struktur molekul dan keadaan kristal) dan faktor luaran (suhu, kelembapan, dan daya luaran).
1) Pemanasan filem PLA akan mengurangkan harta halangannya, jadi PLA tidak sesuai untuk pembungkusan makanan yang memerlukan pemanasan.
2) PLA boleh diregangkan dalam julat tertentu untuk meningkatkan harta halangan. Apabila nisbah regangan meningkat dari 1 hingga 6.5, kristal PLA sangat meningkat dan oleh itu harta halangan diperbaiki.
3) Menambah beberapa halangan (seperti tanah liat dan serat) ke matriks PLA dapat memperbaiki harta halangan PLA. Ini kerana halangan memanjangkan jalan melengkung dari proses penyebaran air atau gas molekul kecil.
4) Lapisan di permukaan filem PLA dapat memperbaiki harta halangan.
4. Sifat mekanikal PLA
PLA mempunyai kekuatan yang baik, tetapi ia tidak mempunyai ketangguhan dan sangat terdedah kepada lenturan dan ubah bentuk, yang biasanya memerlukan pengubahsuaian yang menguatkan. Untuk memastikan biodegradability PLA, ia biasanya dikuatkan dengan menggabungkan dengan resin biodegradable. PBAT, PBS, PCL, getah asli dan bahan -bahan lain dapat meningkatkan ketangguhan PLA.
5. Sifat optik PLA
PLA mempunyai ketelusan dan gloss yang jarang berlaku dalam plastik lain yang degradasi, yang setanding dengan selofen dan haiwan kesayangan. Ia amat sesuai untuk pembungkusan visual, dan kesan hiasan lebih baik. Secara umum, ketelusan dan gloss PLA tidak perlu diperbaiki, dan perhatian harus dibayar untuk tidak mengurangkan ketelusan yang baik sebanyak mungkin apabila mengubah aspek lain untuk memastikan penglihatan dan kesan hiasannya.
6. Sifat termal PLA
Kestabilan terma bahan PLA adalah bersamaan dengan PVC, tetapi lebih rendah daripada PP, PE dan PS. Suhu pemprosesan biasanya dikawal antara 170 ℃ dan 230 ℃, yang sesuai untuk suntikan, regangan, penyemperitan, pencetakan tamparan, percetakan 3D dan proses pemprosesan lain.
Dalam proses pemprosesan sebenar, kadar penghabluran PLA adalah perlahan dan umumnya memerlukan pengubahsuaian. Oleh kerana kadar penghabluran yang perlahan dan kristal yang rendah, suhu ubah bentuk haba PLA adalah rendah, yang mengehadkan permohonannya dalam pengisian panas atau pembungkusan produk pensterilan panas.
Untuk meningkatkan kadar penghabluran PLA dan kristal, kesucian optik PLA dapat ditingkatkan sebanyak mungkin pada masa pengeluaran. Rawatan penyepuhlindapan juga merupakan kaedah untuk meningkatkan kristal PLA. Di samping itu, agen nukleus boleh ditambah untuk meningkatkan tingkah laku penghabluran dan kristal, dengan itu meningkatkan suhu ubah bentuk haba dan meningkatkan rintangan habanya.
7. Sifat antibakteria PLA
PLA boleh menjadikan permukaan produk membentuk persekitaran yang lemah, dan mempunyai kesan antibakteria dan ringan. Jika penggunaan tambahan agen antibakteria lain dapat mencapai lebih daripada 90% kadar antibakteria, ia boleh digunakan untuk pembungkusan produk antibakteria.
Ejen antibakteria bukan organik yang biasa digunakan terutamanya termasuk ion logam atau oksida seperti perak, tembaga, dan zink. Ejen antibakteria organik yang biasa digunakan untuk pembungkusan termasuk sebatian vanillin atau etil vanillin. Keselamatan makanan agen antibakteria lain perlu dikaji.
8. Sifat Elektrik PLA
PLA boleh disediakan sebagai komposit polimer konduktif dengan mengisi zarah konduktif seperti karbon hitam (CB), nanotube karbon (CNTs), gentian karbon (CF), atau graphene. Komposit polimer konduktif digunakan secara meluas dalam plastik antistatik, bahan perisai elektromagnet, bahan pemanasan suhu kawalan diri, bahan pekali suhu positif dan peranti sensitif alam sekitar.
Komposit polimer konduktif berasaskan PLA juga mempunyai kemerosotan dan biokompatibiliti, yang boleh digunakan dalam pembungkusan antistatik khas, pembungkusan perisai elektromagnet dan pembungkusan pintar. Polimer konduktif berasaskan PLA boleh digunakan untuk sensor gas atau cecair untuk mengesan maklumat kualiti makanan.
