Polylactinezuur (PLA) is een van de biologisch afbreekbare kunststoffen met volwassen onderzoek en toepassing. De grondstoffen zijn afkomstig van hernieuwbare plantenvezels, maïs, landbouwproducten, enz., Die een goede biologische afbreekbaarheid hebben. PLA heeft uitstekende mechanische eigenschappen, vergelijkbaar met polypropyleenplastic, en kan PP en PET -kunststoffen op sommige gebieden vervangen. Tegelijkertijd heeft het goede glans, transparantie, gevoel en bepaalde antibacteriële eigenschap.
1.. Huidige status van PLA -productie
Momenteel zijn er twee syntheseroutes van PLA, één is directe condensatie, dat wil zeggen dat melkzuur direct wordt gedehydrateerd en gecondenseerd onder hoge temperatuur en lage druk. Het productieproces is eenvoudig en lage kosten, maar de productmoleculaire massa is ongelijk en het praktische applicatie -effect is slecht. De andere is de ringopeningspolymerisatie van lactide, die momenteel de mainstream -productiemethode is.
2. Afbreekbaarheid van PLA
PLA is stabiel bij kamertemperatuur, maar het wordt gemakkelijk en snel afgebroken in CO2 en water in iets hogere temperatuuromgevingen, zuuromgevingen en microbiële omgevingen. Daarom kunnen PLA -producten door het beheersen van de omgeving en vulstoffen veilig worden gebruikt binnen de geldigheidsperiode en na de verwijdering in de tijd worden afgebroken.
De factoren die de afbraak van PLA beïnvloeden, omvatten voornamelijk moleculaire massa, kristallijne toestand, microstructuur, omgevingstemperatuur en vochtigheid, pH -waarde, lichttijd en omgevingsmicro -organismen. Het mengen van PLA met andere materialen kan de afbraaksnelheid beïnvloeden. Het toevoegen van een bepaalde hoeveelheid houten bloem of maïstro -vezels aan PLA kan bijvoorbeeld de afbraaksnelheid sterk versnellen.
3. De barrière -eigenschap van PLA
Barrière verwijst naar het vermogen van een materiaal om te voorkomen dat gas en waterdamp erdoorheen gaat. Barrière is erg belangrijk voor verpakkingsmaterialen. Momenteel is de meest voorkomende biologisch afbreekbare plastic zak op de markt PLA/PBAT -composiet. De verbeterde barrière -eigenschappen van PLA -films kunnen het toepassingsveld verbreden. De factoren die de barrière -eigenschappen van PLA beïnvloeden, omvatten voornamelijk interne factoren (moleculaire structuur en kristallijne toestand) en externe factoren (temperatuur, vochtigheid en externe kracht).
1) Het verwarmen van de PLA -film zal zijn barrière -eigenschap verminderen, dus PLA is niet geschikt voor voedselverpakkingen die verwarming vereist.
2) PLA kan in een bepaald bereik worden uitgerekt om de barrière -eigenschap te vergroten. Wanneer de stretchverhouding wordt verhoogd van 1 tot 6,5, wordt de kristalliniteit van PLA sterk verhoogd en wordt de barrière -eigenschap verbeterd.
3) Het toevoegen van enkele barrières (zoals klei en vezels) aan de PLA -matrix kan de barrière -eigenschap van PLA verbeteren. Dit komt omdat de barrière het gebogen pad van het water- of gaspermeatieproces van kleine moleculen verlengt.
4) Coating op het oppervlak van de PLA -film kan de eigendom van de barrière verbeteren.
4. Mechanische eigenschappen van PLA
PLA heeft een goede kracht, maar het mist taaiheid en is uiterst vatbaar voor buiging en vervorming, wat meestal de moeilijke aanpassing vereist. Om de biologisch afbreekbaarheid van PLA te waarborgen, wordt deze meestal gehard door te mengen met biologisch afbreekbare hars. PBAT, PBS, PCL, natuurlijk rubber en andere stoffen kunnen de taaiheid van PLA verbeteren.
5. Optische eigenschappen van PLA
PLA heeft een transparantie en glans die zeldzaam zijn in andere afbreekbare kunststoffen, die vergelijkbaar is met cellofeen en PET. Het is vooral geschikt voor visuele verpakkingen en het decoratie -effect is beter. Over het algemeen hoeven de transparantie en glans van PLA niet te worden verbeterd, en er moet aandacht worden besteed om de goede transparantie niet zoveel mogelijk te verminderen bij het wijzigen van andere aspecten om het zichtbaarheid van de verpakking en het decoratie -effect te waarborgen.
6. Thermische eigenschappen van PLA
De thermische stabiliteit van PLA -materiaal is gelijk aan die van PVC, maar lager dan die van PP, PE en PS. De verwerkingstemperatuur wordt in het algemeen geregeld tussen 170 ℃ en 230 ℃, wat geschikt is voor injectie, stretchen, extrusie, blaasvorming, 3D -printen en andere verwerkingsprocessen.
In het werkelijke verwerkingsproces is de PLA -kristallisatiesnelheid traag en vereist in het algemeen modificatie. Vanwege de langzame kristallisatiesnelheid en lage kristalliniteit is de thermische vervormingstemperatuur van PLA laag, wat de toepassing ervan in hete vulling of warmte -sterilisatieproductverpakking beperkt.
Om de PLA -kristallisatiesnelheid en kristalliniteit te verhogen, kan de optische zuiverheid van PLA op het moment van productie zoveel mogelijk worden verhoogd. Verzekeringen is ook een methode om de kristalliniteit van PLA te verbeteren. Bovendien kunnen nucleatenmiddelen worden toegevoegd om het kristallisatiegedrag en de kristalliniteit te verbeteren, waardoor de thermische vervormingstemperatuur wordt verhoogd en de hittebestendigheid wordt verbeterd.
7. Antibacteriële eigenschappen van PLA
PLA kan het oppervlak van het product een zwak zure omgeving laten vormen en heeft antibacteriële en mildbestendige effecten. Als het hulpgebruik van andere antibacteriële middelen meer dan 90% antibacteriële snelheid kan bereiken, kan het worden gebruikt voor antibacteriële verpakkingen van producten.
De veelgebruikte anorganische antibacteriële middelen omvatten voornamelijk metaalionen of oxiden zoals zilver, koper en zink. De veelgebruikte organische antibacteriële middelen voor verpakking omvatten vanilline- of ethyl vanillineverbindingen. De voedselveiligheid van andere antibacteriële middelen moet worden bestudeerd.
8. Elektrische eigenschappen van PLA
PLA kan worden bereid als geleidende polymeercomposieten door geleidende deeltjes zoals koolstofzwart (CB), koolstofnanobuizen (CNT's), koolstofvezels (CF) of grafeen te vullen. Geleidende polymeercomposieten worden veel gebruikt in antistatische kunststoffen, elektromagnetische afschermingsmaterialen, zelfgestuurde temperatuurverwarmingsmaterialen, positieve temperatuurcoëfficiëntmaterialen en milieugevoelige apparaten.
Op PLA gebaseerde geleidende polymeercomposieten hebben ook afbreekbaarheid en biocompatibiliteit, die kunnen worden gebruikt in speciale antistatische verpakkingen, elektromagnetische afschermingspakketten en intelligente verpakkingen. PLA-gebaseerd geleidend polymeer kan worden gebruikt voor gas- of vloeibare sensoren om de kwaliteitsinformatie van voedsel te detecteren.
