Polilaktična kislina (PLA) je ena od biološko razgradljive plastike z zrelimi raziskavami in uporabo. Njegove surovine izvirajo iz obnovljivih rastlinskih vlaken, koruze, kmetijskih stranskih proizvodov itd., Ki imajo dobro biološko razgradljivost. PLA ima odlične mehanske lastnosti, podobne polipropilenski plastiki, na nekaterih poljih pa lahko nadomesti PP in PET plastiko. Hkrati ima dober sijaj, preglednost, občutek in določeno antibakterijsko lastnost.
1. trenutno stanje proizvodnje PLA
Trenutno obstajata dve sintezni poti PLA, ena je neposredna kondenzacija, to je, da je mlečna kislina neposredno dehidrirana in kondenzirana pri visoki temperaturi in nizkem tlaku. Proces proizvodnje je preprost in poceni, vendar je molekularna masa izdelka neenakomerna, praktični učinek uporabe pa slab. Drugi je polimerizacija laktida obroča, ki je trenutno glavna proizvodna metoda.
2. razgradljivost PLA
PLA je stabilen pri sobni temperaturi, vendar se zlahka in hitro razgradi v CO2 in vodo v nekoliko višjih temperaturnih okoljih, kislinskih okoljih in mikrobnih okoljih. Zato lahko z nadzorom okolja in polnil izdelke PLA varno uporabimo v obdobju veljavnosti in jih po odstranitvi razgradimo pravočasno.
Dejavniki, ki vplivajo na razgradnjo PLA, vključujejo predvsem molekulsko maso, kristalno stanje, mikrostrukturo, okoljsko temperaturo in vlažnost, vrednost pH, svetlobni čas in okoljske mikroorganizme. Mešanje PLA z drugimi materiali lahko vpliva na hitrost degradacije. Na primer, dodajanje določene količine lesene moke ali koruzne slamnate vlakna v PLA lahko močno pospeši hitrost razgradnje.
3. Pregradna lastnost PLA
Pregrada se nanaša na sposobnost materiala, da prepreči, da bi se skozi plin in vodna para prehajala skozi. Pregrada je zelo pomembna za embalažne materiale. Trenutno je najpogostejša biorazgradljiva plastična vrečka na trgu kompozit PLA/PBAT. Izboljšane pregradne lastnosti filmov PLA lahko razširijo polje za uporabo. Dejavniki, ki vplivajo na pregradne lastnosti PLA, vključujejo predvsem notranje dejavnike (molekularna struktura in kristalno stanje) in zunanje dejavnike (temperatura, vlaga in zunanja sila).
1) Ogrevanje filma PLA bo zmanjšalo svojo pregradno lastnost, zato PLA ni primerna za embalažo hrane, ki zahteva ogrevanje.
2) PLA lahko raztegnete v določenem območju, da povečate lastnost pregrade. Ko se raztezanje poveča z 1 na 6,5, se kristalnost PLA močno poveča, zato se lastnost pregrade izboljša.
3) Dodajanje nekaterih ovir (na primer gline in vlaken) v matriko PLA lahko izboljša pregradno lastnost PLA. To je zato, ker pregrada podaljša ukrivljeno pot voda ali procesa prepustnosti plina majhnih molekul.
4) Premaz na površini filma PLA lahko izboljša lastnost pregrade.
4. mehanske lastnosti PLA
PLA ima dobro moč, vendar mu primanjkuje žilavosti in je izjemno dovzetna za upogibanje in deformacijo, kar običajno zahteva zaostrna sprememba. Da bi zagotovili biorazgradljivost PLA, se običajno zaostlika z mešanjem z biorazgradljivo smolo. PBAT, PBS, PCL, naravni guma in druge snovi lahko izboljšajo žilavost PLA.
5. Optične lastnosti PLA
PLA ima prosojnost in sijaj, ki sta redki v drugi razgradljivi plastiki, ki je primerljiva s celofen in PET. Posebej je primeren za vizualno embalažo, učinek dekoracije pa je boljši. Na splošno ni treba izboljšati preglednosti in sijaja PLA, zato je treba posvetiti pozornost, da pri spreminjanju drugih vidikov ne čim več zmanjšanja njegove dobre preglednosti, da se zagotovi prepoznavnost embalaže in učinek dekoracije.
6. Termične lastnosti PLA
Toplotna stabilnost materiala PLA je enakovredna stalnici PVC, vendar nižja kot pri PP, PE in PS. Temperatura obdelave je na splošno nadzorovana med 170 ℃ in 230 ℃, kar je primerno za injiciranje, raztezanje, iztiskanje, pihanje, 3D tiskanje in druge procese obdelave.
V dejanskem procesu obdelave je hitrost kristalizacije PLA počasna in na splošno zahteva spremembo. Zaradi hitrosti kristalizacije in nizke kristalnosti je temperatura toplotne deformacije PLA nizka, kar omejuje njegovo uporabo v embalaži izdelkov vročega polnjenja ali toplotne sterilizacije.
Za povečanje hitrosti kristalizacije PLA in kristalnosti se lahko optična čistost PLA čim bolj poveča v času proizvodnje. Zdravljenje z žarjenjem je tudi metoda za izboljšanje kristalnosti PLA. Poleg tega lahko dodamo nuklealna sredstva za izboljšanje vedenja kristalizacije in kristalnosti, s čimer se poveča temperatura toplotne deformacije in izboljša njegovo toplotno odpornost.
7. antibakterijske lastnosti PLA
PLA lahko površina izdelka tvori šibko kislo okolje in ima antibakterijske in blage odporne učinke. Če lahko pomožna uporaba drugih antibakterijskih zdravil doseže več kot 90% antibakterijske hitrosti, jo lahko uporabimo za antibakterijsko pakiranje izdelkov.
Pogosto uporabljena anorganska antibakterijska sredstva vključujejo predvsem kovinske ione ali okside, kot so srebro, baker in cink. Pogosto uporabljena organska antibakterijska sredstva za embalažo vključujejo vanilinske ali etilne vanilinske spojine. Preučiti je treba varnost hrane drugih antibakterijskih zdravil.
8. Električne lastnosti PLA
PLA lahko pripravimo kot prevodni polimerni kompoziti z polnjenjem prevodnih delcev, kot so ogljikova črna (CB), ogljikove nanocevke (CNT), ogljikova vlakna (CF) ali grafen. Prevodni polimerni kompoziti se pogosto uporabljajo v antistatični plastiki, elektromagnetnih materialih za zaščito, materiali za samokontrolirane temperature, materiali s pozitivnim temperaturnim koeficientom in okolju občutljivimi napravami.
Prevodni polimerni kompoziti na osnovi PLA imajo tudi razgradljivost in biokompatibilnost, ki se lahko uporablja v posebni antistatični embalaži, embalaži z elektromagnetno zaščito in inteligentni embalaži. Prevodni polimer na osnovi PLA se lahko uporablja za plin ali tekoči senzorji za zaznavanje kakovostnih informacij o hrani.
