Acidi polilaktik (PLA) është një nga plastika të biodegradueshme me kërkime dhe aplikim të pjekur. Lëndët e para të tij vijnë nga fibra bimore të rinovueshme, misër, nënprodukte bujqësore etj., të cilat kanë biodegradueshmëri të mirë. PLA ka veti të shkëlqyera mekanike, të ngjashme me plastikën e polipropilenit dhe mund të zëvendësojë plastikën PP dhe PET në disa fusha. Në të njëjtën kohë, ka shkëlqim të mirë, transparencë, ndjesi dhe veti të caktuara antibakteriale.
1. Statusi aktual i prodhimit të PLA
Aktualisht, ekzistojnë dy rrugë sinteze të PLA, njëra është kondensimi i drejtpërdrejtë, domethënë, acidi laktik dehidratohet dhe kondensohet drejtpërdrejt nën temperaturë të lartë dhe presion të ulët. Procesi i prodhimit është i thjeshtë dhe me kosto të ulët, por masa molekulare e produktit është e pabarabartë dhe efekti praktik i aplikimit është i dobët. Tjetra është polimerizimi i hapjes së unazës së laktidit, i cili është metoda kryesore e prodhimit aktualisht.
2. Degradueshmëria e PLA
PLA është e qëndrueshme në temperaturën e dhomës, por degradohet lehtësisht dhe shpejt në CO2 dhe ujë në mjedise me temperaturë pak më të lartë, mjedise acido-bazike dhe mjedise mikrobike. Prandaj, duke kontrolluar mjedisin dhe mbushësit, produktet PLA mund të përdoren në mënyrë të sigurtë brenda periudhës së vlefshmërisë dhe të degradohen në kohë pas asgjësimit.
Faktorët që ndikojnë në degradimin e PLA përfshijnë kryesisht masën molekulare, gjendjen kristalore, mikrostrukturën, temperaturën dhe lagështinë e mjedisit, vlerën e pH, kohën e dritës dhe mikroorganizmat mjedisorë. Përzierja e PLA me materiale të tjera mund të ndikojë në shkallën e degradimit. Për shembull, shtimi i një sasie të caktuar mielli druri ose fije kashte misri në PLA mund të përshpejtojë shumë shkallën e degradimit.
3. Prona barriere e PLA
Barriera i referohet aftësisë së një materiali për të parandaluar kalimin e gazit dhe avullit të ujit. Barriera është shumë e rëndësishme për materialet e paketimit. Aktualisht, qesja plastike më e zakonshme e biodegradueshme në treg është përbërësi PLA/PBAT. Vetitë e përmirësuara të pengesës së filmave PLA mund të zgjerojnë fushën e aplikimit. Faktorët që ndikojnë në vetitë penguese të PLA përfshijnë kryesisht faktorët e brendshëm (struktura molekulare dhe gjendja kristalore) dhe faktorët e jashtëm (temperatura, lagështia dhe forca e jashtme).
1) Ngrohja e filmit PLA do të zvogëlojë vetinë e tij penguese, kështu që PLA nuk është i përshtatshëm për paketimin e ushqimit që kërkon ngrohje.
2) PLA mund të shtrihet në një gamë të caktuar për të rritur vetinë e pengesës. Kur raporti i shtrirjes rritet nga 1 në 6.5, kristaliniteti i PLA rritet shumë dhe për këtë arsye vetia e pengesës përmirësohet.
3) Shtimi i disa barrierave (të tilla si argjila dhe fibrat) në matricën PLA mund të përmirësojë vetinë e pengesës së PLA. Kjo është për shkak se pengesa zgjat rrugën e lakuar të procesit të depërtimit të ujit ose gazit të molekulave të vogla.
4) Veshja në sipërfaqen e filmit PLA mund të përmirësojë vetinë e pengesës.
4. Vetitë mekanike të PLA
PLA ka forcë të mirë, por i mungon qëndrueshmëria dhe është jashtëzakonisht e ndjeshme ndaj përkuljes dhe deformimit, gjë që zakonisht kërkon modifikim të ashpërsimit. Për të siguruar biodegradueshmërinë e PLA, ajo zakonisht forcohet duke u përzier me rrëshirë të biodegradueshme. PBAT, PBS, PCL, goma natyrale dhe substanca të tjera mund të përmirësojnë qëndrueshmërinë e PLA.
5. Vetitë optike të PLA
PLA ka një transparencë dhe shkëlqim që janë të rralla në plastika të tjera të degradueshme, e cila është e krahasueshme me celofen dhe PET. Është veçanërisht i përshtatshëm për paketim vizual, dhe efekti i dekorimit është më i mirë. Në përgjithësi, transparenca dhe shkëlqimi i PLA nuk kanë nevojë të përmirësohen dhe duhet kushtuar vëmendje që të mos zvogëlohet sa më shumë transparenca e saj e mirë kur modifikohen aspekte të tjera për të siguruar dukshmërinë e paketimit dhe efektin e dekorimit.
6. Vetitë termike të PLA
Stabiliteti termik i materialit PLA është i barabartë me atë të PVC, por më i ulët se ai i PP, PE dhe PS. Temperatura e përpunimit përgjithësisht kontrollohet midis 170 ℃ dhe 230 ℃, e cila është e përshtatshme për injektim, shtrirje, nxjerrje, formim me goditje, printim 3D dhe procese të tjera të përpunimit.
Në procesin aktual të përpunimit, shkalla e kristalizimit të PLA është e ngadaltë dhe në përgjithësi kërkon modifikim. Për shkak të shkallës së ngadaltë të kristalizimit dhe kristalinitetit të ulët, temperatura e deformimit termik të PLA është e ulët, gjë që kufizon aplikimin e saj në paketimin e produktit të mbushjes së nxehtë ose sterilizimit me nxehtësi.
Për të rritur shkallën e kristalizimit të PLA dhe kristalinitetin, pastërtia optike e PLA mund të rritet sa më shumë që të jetë e mundur në kohën e prodhimit. Trajtimi i pjekjes është gjithashtu një metodë për të përmirësuar kristalinitetin e PLA. Përveç kësaj, agjentët bërthamues mund të shtohen për të përmirësuar sjelljen e kristalizimit dhe kristalinitetin, duke rritur kështu temperaturën e deformimit termik dhe duke përmirësuar rezistencën e tij ndaj nxehtësisë.
7. Vetitë antibakteriale të PLA
PLA mund të bëjë që sipërfaqja e produktit të formojë një mjedis pak acid dhe të ketë efekte antibakteriale dhe të buta. Nëse përdorimi ndihmës i agjentëve të tjerë antibakterialë mund të arrijë më shumë se 90% normë antibakteriale, ai mund të përdoret për paketimin antibakterial të produkteve.
Agjentët antibakterialë inorganë të përdorur zakonisht përfshijnë jonet ose oksidet metalike si argjendi, bakri dhe zinku. Agjentët organikë antibakterialë të përdorur zakonisht për paketim përfshijnë vanilinë ose komponimet etil vanilinë. Siguria ushqimore e agjentëve të tjerë antibakterialë duhet të studiohet.
8. Vetitë elektrike të PLA
PLA mund të përgatitet si përbërës polimer përçues duke mbushur grimcat përçuese si karboni i zi (CB), nanotubat e karbonit (CNTs), fibrat e karbonit (CF) ose grafeni. Përbërësit polimer përçues përdoren gjerësisht në plastikë antistatike, materiale mbrojtëse elektromagnetike, materiale ngrohëse me temperaturë të vetë-kontrolluar, materiale me koeficient pozitiv të temperaturës dhe pajisje të ndjeshme ndaj mjedisit.
Përbërësit polimer përçues me bazë Pla kanë gjithashtu degradueshmëri dhe biokompatibilitet, të cilat mund të përdoren në ambalazhe speciale antistatike, ambalazhe mbrojtëse elektromagnetike dhe ambalazhe inteligjente. Polimeri përçues me bazë Pla mund të përdoret për sensorë gazi ose lëngu për të zbuluar informacionin e cilësisë së ushqimit.
