Полилактановая кислота (PLA) является одним из биоразлагаемых пластмасс с зрелыми исследованиями и применением. Его сырье поступает из возобновляемых волокон, кукурузы, сельскохозяйственных побочных продуктов и т. Д., Которые имеют хорошую биоразлагаемость. PLA обладает отличными механическими свойствами, похожими на полипропиленовые пластики, и может заменить PP и пластик PET в некоторых областях. В то же время у него есть хороший блеск, прозрачность, ощущение и определенное антибактериальное свойство.
1. Текущий статус производства PLA
В настоящее время существует два маршрута синтеза PLA, одним из них является прямая конденсация, то есть молочная кислота непосредственно обезвоживается и конденсируется при высокой температуре и низком давлении. Производственный процесс является простым и недорогим, но молекулярная масса продукта неровная, а практическое действие применения плохое. Другим является кольцевая полимеризация лактида, которая в настоящее время является основным методом производства.
2. Разлагаемость PLA
PLA стабилен при комнатной температуре, но он легко и быстро разлагается в CO2 и воду в немного более высоких температурных средах, кислотных средах и микробных средах. Следовательно, контролируя окружающую среду и наполнители, продукты PLA могут быть безопасно использованы в течение периода достоверности и деградированы во времени после утилизации.
Факторы, влияющие на деградацию PLA, в основном включают молекулярную массу, кристаллическое состояние, микроструктуру, температуру и влажность окружающей среды, значение pH, время светового времени и микроорганизмы окружающей среды. Смешивание PLA с другими материалами может повлиять на скорость деградации. Например, добавление определенного количества деревянной муки или кукурузной соломенной волокна в PLA может значительно ускорить скорость деградации.
3. Барьерное свойство PLA
Барьер относится к способности материала предотвратить прохождение газа и водяного пара. Барьер очень важен для упаковочных материалов. В настоящее время наиболее распространенным биоразлагаемым пластиковым пакетом на рынке является композит PLA/PBAT. Улучшенные свойства барьера пленок PLA могут расширить поле применения. Факторы, влияющие на барьерные свойства PLA, в основном включают внутренние факторы (молекулярная структура и кристаллическое состояние) и внешние факторы (температура, влажность и внешняя сила).
1) Нагрев пленки PLA снизит свой барьерный свойство, поэтому PLA не подходит для пищевой упаковки, которая требует отопления.
2) PLA может быть растянут в определенном диапазоне, чтобы увеличить свойство барьера. Когда соотношение растяжения увеличивается с 1 до 6,5, кристалличность PLA значительно увеличивается, и поэтому свойство барьера улучшается.
3) Добавление некоторых барьеров (таких как глина и волокна) в матрицу PLA могут улучшить свойство барьера PLA. Это связано с тем, что барьер продлевает изогнутый путь процесса проникновения воды или газа в малых молекулах.
4) Покрытие на поверхности пленки PLA может улучшить свойство барьера.
4. Механические свойства PLA
PLA имеет хорошую силу, но ему не хватает прочности и чрезвычайно подвержен изгибе и деформации, что обычно требует модификации устранения. Чтобы обеспечить биоразлагаемость PLA, он обычно заганивается путем смешивания с биоразлагаемой смолой. PBAT, PBS, PCL, натуральный каучук и другие вещества могут улучшить вязкость PLA.
5. Оптические свойства PLA
PLA имеет прозрачность и блеск, которые редки в других разлагаемых пластмассах, что сопоставимо с целлофеном и ПЭТ. Это особенно подходит для визуальной упаковки, и эффект украшения лучше. В целом, прозрачность и блеск PLA не должны быть улучшены, и следует уделять внимание, чтобы не снижать свою хорошую прозрачность как можно больше при изменении других аспектов, чтобы обеспечить видимость его упаковки и эффект украшения.
6. Тепловые свойства PLA
Термическая стабильность материала PLA эквивалентна статистике ПВХ, но ниже, чем у PP, PE и PS. Температура обработки обычно контролируется между 170 и 230 ℃, что подходит для инъекции, растяжения, экструзии, выдувного литья, 3D -печати и других процессов обработки.
В фактическом процессе обработки скорость кристаллизации PLA является медленной и, как правило, требует модификации. Из -за медленной скорости кристаллизации и низкой кристалличности температура термической деформации PLA низкая, что ограничивает его применение в упаковке горячей начинки или тепловой стерилизации.
Чтобы увеличить скорость кристаллизации PLA и кристалличность, оптическая чистота PLA может быть увеличена как можно больше во время производства. Отжиг лечение также является методом улучшения кристалличности PLA. Кроме того, зародышевые агенты могут быть добавлены для улучшения поведения кристаллизации и кристалличности, тем самым повышая температуру тепловой деформации и улучшая его теплостойкость.
7. антибактериальные свойства PLA
PLA может сделать поверхность продукта образовать слабую кислотную среду и обладать антибактериальными и мягкими эффектами. Если вспомогательное использование других антибактериальных агентов может достичь более 90% антибактериальной скорости, его можно использовать для антибактериальной упаковки продуктов.
Обычно используемые неорганические антибактериальные агенты в основном включают ионы металлов или оксиды, такие как серебро, медь и цинк. Обычно используемые органические антибактериальные агенты для упаковки включают соединения ваниллина или этил ваниллина. Безопасность пищевых продуктов других антибактериальных агентов должна быть изучена.
8. Электрические свойства PLA
PLA может быть приготовлен в качестве проводящих полимерных композитов путем заполнения проводящих частиц, таких как углеродный черный (CB), углеродные нанотрубки (УНТ), углеродные волокна (CF) или графен. Проводящие полимерные композиты широко используются в антистатических пластмассах, электромагнитных экранирующих материалах, материалах для самоконтроля температуры, материалах с положительным коэффициентом температуры и экологически чувствительными устройствами.
Проводящие полимерные композиты на основе PLA также обладают разлагаемостью и биосовместимостью, которая может использоваться в специальной антистатической упаковке, электромагнитной экранирующей упаковке и интеллектуальной упаковке. Проводящий полимер на основе PLA может использоваться для газовых или жидких датчиков для обнаружения качественной информации о продуктах питания.
