Полимлечна киселина (ПЛА) је једна од биоразградивих пластика са зрелим истраживањем и применом. Његове сировине потичу од обновљивих биљних влакана, кукуруза, пољопривредних нуспроизвода, итд., који имају добру биоразградљивост. ПЛА има одличне механичке особине, сличне полипропиленској пластици, и може заменити ПП и ПЕТ пластику у неким областима. Истовремено, има добар сјај, транспарентност, осећај и одређена антибактеријска својства.
1. Тренутни статус производње ПЛА
Тренутно постоје два пута синтезе ПЛА, један је директна кондензација, односно млечна киселина се директно дехидрира и кондензује под високом температуром и ниским притиском. Процес производње је једноставан и јефтин, али је молекуларна маса производа неуједначена, а ефекат практичне примене је лош. Други је полимеризација лактида са отварањем прстена, што је тренутно главна метода производње.
2. Разградивост ПЛА
ПЛА је стабилан на собној температури, али се лако и брзо разграђује у ЦО2 и воду у окружењима са нешто вишим температурама, кисело-базним срединама и микробним срединама. Стога, контролисањем животне средине и пунила, ПЛА производи се могу безбедно користити у року важења и деградирати на време након одлагања.
Фактори који утичу на деградацију ПЛА углавном укључују молекуларну масу, кристално стање, микроструктуру, температуру и влажност животне средине, пХ вредност, време светлости и микроорганизме из животне средине. Мешање ПЛА са другим материјалима може утицати на брзину деградације. На пример, додавање одређене количине дрвног брашна или влакана кукурузне сламе у ПЛА може у великој мери убрзати брзину деградације.
3. Својство баријере ПЛА
Баријера се односи на способност материјала да спречи пролаз гаса и водене паре. Баријера је веома важна за материјале за паковање. Тренутно, најчешћа биоразградива пластична кеса на тржишту је ПЛА/ПБАТ композит. Побољшана својства баријере ПЛА филмова могу проширити поље примене. Фактори који утичу на својства баријере ПЛА углавном укључују унутрашње факторе (молекуларна структура и кристално стање) и спољне факторе (температура, влажност и спољна сила).
1) Загревање ПЛА филма ће смањити његову баријеру, тако да ПЛА није погодна за паковање хране која захтева загревање.
2) ПЛА се може растегнути у одређеном опсегу да би се повећала својства баријере. Када се коефицијент растезања повећа са 1 на 6,5, кристалиничност ПЛА се значајно повећава и самим тим се побољшава својства баријере.
3) Додавање неких баријера (као што су глина и влакна) ПЛА матрици може побољшати својства баријере ПЛА. То је зато што баријера продужава закривљену путању процеса продирања воде или гаса малих молекула.
4) Премаз на површини ПЛА филма може побољшати својство баријере.
4. Механичка својства ПЛА
ПЛА има добру чврстоћу, али му недостаје жилавост и изузетно је подложан савијању и деформацији, што обично захтева модификацију каљења. Да би се осигурала биоразградивост ПЛА, обично се ојачава мешањем са биоразградивом смолом. ПБАТ, ПБС, ПЦЛ, природна гума и друге супстанце могу побољшати жилавост ПЛА.
5. Оптичка својства ПЛА
ПЛА има провидност и сјај који су ретки у другим разградивим пластичним масама, што је упоредиво са целофеном и ПЕТ-ом. Посебно је погодан за визуелно паковање, а ефекат декорације је бољи. Генерално, транспарентност и сјај ПЛА не треба да се побољшавају, а треба обратити пажњу да се његова добра транспарентност не смањи што је више могуће када се модификују други аспекти како би се обезбедила видљивост амбалаже и ефекат декорације.
6. Термичка својства ПЛА
Термичка стабилност ПЛА материјала је једнака оној од ПВЦ-а, али нижа од ПП, ПЕ и ПС. Температура обраде се генерално контролише између 170 ℃ и 230 ℃, што је погодно за убризгавање, истезање, екструзију, дување, 3Д штампање и друге процесе обраде.
У стварном процесу обраде, стопа кристализације ПЛА је спора и генерално захтева модификацију. Због споре стопе кристализације и ниске кристалности, температура термичке деформације ПЛА је ниска, што ограничава његову примену у паковању производа за топло пуњење или топлотну стерилизацију.
Да би се повећала стопа кристализације ПЛА и кристалност, оптичка чистоћа ПЛА може се повећати што је више могуће у време производње. Третман жарењем је такође метод за побољшање кристалности ПЛА. Поред тога, могу се додати агенси за нуклеацију да би се побољшало понашање кристализације и кристалност, чиме се повећава температура термичке деформације и побољшава отпорност на топлоту.
7. Антибактеријска својства ПЛА
ПЛА може учинити да површина производа формира слабо киселу средину и има антибактеријско и благо отпорно дејство. Ако помоћна употреба других антибактеријских средстава може постићи више од 90% антибактеријске стопе, може се користити за антибактеријско паковање производа.
Обично коришћена неорганска антибактеријска средства углавном укључују металне јоне или оксиде као што су сребро, бакар и цинк. Обично коришћена органска антибактеријска средства за паковање укључују једињења ванилина или етил ванилина. Безбедност хране других антибактеријских агенаса треба проучити.
8. Електрична својства ПЛА
ПЛА се може припремити као проводљиви полимерни композити пуњењем проводних честица као што су чађа (ЦБ), угљеничне наноцеви (ЦНТ), угљенична влакна (ЦФ) или графен. Проводни полимерни композити се широко користе у антистатичкој пластици, материјалима за заштиту од електромагнетне заштите, материјалима за грејање са самоконтролисаном температуром, материјалима са позитивним температурним коефицијентом и уређајима осетљивим на животну средину.
Кондуктивни полимерни композити на бази Пла такође имају разградљивост и биокомпатибилност, који се могу користити у специјалној антистатичкој амбалажи, амбалажи за заштиту од електромагнетне заштите и интелигентном паковању. Кондуктивни полимер на бази Пла може се користити за гасне или течне сензоре за откривање информација о квалитету хране.
