Asid polilaktik (PLA) adalah salah satu plastik terbiodegradasi dengan penyelidikan dan aplikasi yang matang. Bahan mentahnya datang daripada gentian tumbuhan boleh diperbaharui, jagung, hasil sampingan pertanian, dan lain-lain, yang mempunyai kebolehbiodegradan yang baik. PLA mempunyai sifat mekanikal yang sangat baik, serupa dengan plastik polipropilena, dan boleh menggantikan plastik PP dan PET dalam beberapa bidang. Pada masa yang sama, ia mempunyai gloss, ketelusan, rasa dan sifat antibakteria yang baik.
1. Status semasa pengeluaran PLA
Pada masa ini, terdapat dua laluan sintesis PLA, satu adalah pemeluwapan langsung, iaitu, asid laktik secara langsung dehidrasi dan terpeluwap di bawah suhu tinggi dan tekanan rendah. Proses pengeluaran adalah mudah dan kos rendah, tetapi jisim molekul produk tidak sekata, dan kesan aplikasi praktikal adalah lemah. Yang lain ialah pempolimeran pembukaan cincin laktida, yang merupakan kaedah pengeluaran arus perdana pada masa ini.
2. Keterdegradasian PLA
PLA stabil pada suhu bilik, tetapi ia mudah dan cepat terdegradasi menjadi CO2 dan air dalam persekitaran suhu yang lebih tinggi sedikit, persekitaran asid-bes dan persekitaran mikrob. Oleh itu, dengan mengawal persekitaran dan pengisi, produk PLA boleh digunakan dengan selamat dalam tempoh sah dan terdegradasi dalam masa selepas pelupusan.
Faktor-faktor yang mempengaruhi degradasi PLA terutamanya termasuk jisim molekul, keadaan kristal, struktur mikro, suhu dan kelembapan persekitaran, nilai pH, masa cahaya, dan mikroorganisma persekitaran. Pengadunan PLA dengan bahan lain boleh menjejaskan kadar degradasi. Sebagai contoh, menambahkan sejumlah tepung kayu atau gentian jerami jagung pada PLA boleh mempercepatkan kadar degradasi.
3. Sifat penghalang PLA
Penghalang merujuk kepada keupayaan bahan untuk menghalang gas dan wap air daripada melaluinya. Penghalang sangat penting untuk bahan pembungkusan. Pada masa ini, beg plastik biodegradasi yang paling biasa di pasaran ialah komposit PLA/PBAT. Sifat penghalang yang lebih baik bagi filem PLA boleh meluaskan medan aplikasi. Faktor yang mempengaruhi sifat penghalang PLA terutamanya termasuk faktor dalaman (struktur molekul dan keadaan kristal) dan faktor luaran (suhu, kelembapan dan daya luaran).
1) Memanaskan filem PLA akan mengurangkan sifat penghalangnya, jadi PLA tidak sesuai untuk pembungkusan makanan yang memerlukan pemanasan.
2) PLA boleh diregangkan dalam julat tertentu untuk meningkatkan sifat halangan. Apabila nisbah regangan ditingkatkan daripada 1 hingga 6.5, kehabluran PLA meningkat dengan banyak dan oleh itu sifat penghalang bertambah baik.
3) Menambah beberapa halangan (seperti tanah liat dan gentian) pada matriks PLA boleh meningkatkan sifat halangan PLA. Ini kerana halangan memanjangkan laluan melengkung proses resapan air atau gas molekul kecil.
4) Salutan pada permukaan filem PLA boleh meningkatkan sifat penghalang.
4. Sifat mekanikal PLA
PLA mempunyai kekuatan yang baik, tetapi ia tidak mempunyai keliatan dan sangat terdedah kepada lenturan dan ubah bentuk, yang biasanya memerlukan pengubahsuaian yang mengeras. Untuk memastikan kebolehbiodegradasian PLA, ia biasanya dikeraskan dengan mengadun dengan resin terbiodegradasi. PBAT, PBS, PCL, getah asli dan bahan lain boleh meningkatkan keliatan PLA.
5. Sifat optik PLA
PLA mempunyai ketelusan dan kilauan yang jarang ditemui dalam plastik terdegradasi lain, yang setanding dengan selofan dan PET. Ia amat sesuai untuk pembungkusan visual, dan kesan hiasan adalah lebih baik. Secara umum, ketelusan dan gloss PLA tidak perlu diperbaiki, dan perhatian harus diberikan untuk tidak mengurangkan ketelusan yang baik sebaik mungkin apabila mengubah suai aspek lain untuk memastikan keterlihatan pembungkusan dan kesan hiasannya.
6. Sifat terma PLA
Kestabilan haba 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, pengacuan tamparan, percetakan 3D dan proses pemprosesan lain.
Dalam proses pemprosesan sebenar, kadar penghabluran PLA adalah perlahan dan secara amnya memerlukan pengubahsuaian. Disebabkan oleh kadar penghabluran yang perlahan dan kehabluran yang rendah, suhu ubah bentuk terma PLA adalah rendah, yang mengehadkan penggunaannya dalam pembungkusan produk pengisian panas atau pensterilan haba.
Untuk meningkatkan kadar penghabluran dan kehabluran PLA, ketulenan optik PLA boleh ditingkatkan sebanyak mungkin pada masa pengeluaran. Rawatan penyepuhlindapan juga merupakan kaedah untuk meningkatkan kehabluran PLA. Di samping itu, agen nukleus boleh ditambah untuk memperbaiki tingkah laku penghabluran dan kehabluran, dengan itu meningkatkan suhu ubah bentuk terma dan meningkatkan rintangan habanya.
7. Sifat antibakteria PLA
PLA boleh menjadikan permukaan produk membentuk persekitaran berasid yang lemah, dan mempunyai kesan antibakteria dan kalis ringan. Jika penggunaan tambahan agen antibakteria lain boleh mencapai lebih daripada 90% kadar antibakteria, ia boleh digunakan untuk pembungkusan antibakteria produk.
Ejen antibakteria bukan organik yang biasa digunakan terutamanya termasuk ion logam atau oksida seperti perak, kuprum 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), karbon nanotube (CNT), gentian karbon (CF), atau graphene. Komposit polimer konduktif digunakan secara meluas dalam plastik antistatik, bahan perisai elektromagnet, bahan pemanasan suhu dikawal sendiri, bahan pekali suhu positif dan peranti sensitif alam sekitar.
Komposit polimer konduktif berasaskan Pla juga mempunyai keterdegradasian dan biokompatibiliti, yang boleh digunakan dalam pembungkusan antistatik khas, pembungkusan pelindung elektromagnet dan pembungkusan pintar. Polimer konduktif berasaskan Pla boleh digunakan untuk penderia gas atau cecair untuk mengesan maklumat kualiti makanan.
