Polylectic Acid (PLA) är en av de biologiskt nedbrytbara plasten med mogen forskning och tillämpning. Dess råvaror kommer från förnybara växtfibrer, majs, jordbruksbiprodukter etc. som har god biologisk nedbrytbarhet. PLA har utmärkta mekaniska egenskaper, liknande polypropylenplast, och kan ersätta PP- och PET -plast i vissa fält. Samtidigt har den god glans, transparens, känsla och viss antibakteriell egenskap.
1. Aktuell status för PLA -produktion
För närvarande finns det två syntesvägar för PLA, en är direkt kondensation, det vill säga mjölksyra är direkt dehydratiserad och kondenserad under hög temperatur och lågt tryck. Produktionsprocessen är enkel och låg kostnad, men produktmolekylmassan är ojämn och den praktiska tillämpningseffekten är dålig. Den andra är ringöppningspolymerisationen av laktid, som för närvarande är mainstream -produktionsmetoden.
2. PLA: s nedbrytbarhet
PLA är stabil vid rumstemperatur, men den är lätt och snabbt nedbrytad till CO2 och vatten i något högre temperaturmiljöer, syrabasmiljöer och mikrobiella miljöer. Genom att kontrollera miljön och fyllmedel kan PLA -produkter därför användas inom giltighetsperioden och brytas ned i tid efter bortskaffande.
Faktorerna som påverkar nedbrytningen av PLA inkluderar huvudsakligen molekylmassa, kristallint tillstånd, mikrostruktur, miljötemperatur och fuktighet, pH -värde, lätt tid och miljömikroorganismer. Blandning av PLA med andra material kan påverka nedbrytningshastigheten. Till exempel kan tillägg av en viss mängd trämjöl eller majsstagfiber till PLA påskynda nedbrytningshastigheten kraftigt.
3. Barriäregenskapen för PLA
Barriär avser förmågan hos ett material att förhindra att gas- och vattenånga passerar genom. Barriär är mycket viktigt för förpackningsmaterial. För närvarande är den vanligaste biologiskt nedbrytbara plastpåsen på marknaden PLA/PBAT -komposit. De förbättrade barriäregenskaperna för PLA -filmer kan utvidga applikationsfältet. De faktorer som påverkar barriäregenskaperna hos PLA inkluderar huvudsakligen interna faktorer (molekylstruktur och kristallint tillstånd) och yttre faktorer (temperatur, fuktighet och yttre kraft).
1) Uppvärmning av PLA -filmen kommer att minska sin barriäregenskap, så PLA är inte lämplig för livsmedelsförpackningar som kräver uppvärmning.
2) PLA kan sträckas i ett visst intervall för att öka barriäregenskapen. När sträckförhållandet ökas från 1 till 6,5 ökas kristalliniteten hos PLA kraftigt och därför förbättras barriäregenskapen.
3) Att lägga till vissa barriärer (som lera och fibrer) till PLA -matrisen kan förbättra PLA: s barriäregenskap. Detta beror på att barriären förlänger den böjda vägen för vatten- eller gaspermeationsprocessen för små molekyler.
4) Beläggning på ytan av PLA -film kan förbättra barriäregenskapen.
4. PLA: s mekaniska egenskaper
PLA har god styrka, men det saknar seghet och är extremt mottaglig för böjning och deformation, vilket vanligtvis kräver härdande modifiering. För att säkerställa PLA: s biologiskt nedbrytbarhet är den vanligtvis härdad genom att blanda med biologiskt nedbrytbart harts. PBAT, PBS, PCL, naturgummi och andra ämnen kan förbättra PLA: s seghet.
5. Optiska egenskaper hos PLA
PLA har en transparens och glans som är sällsynta i annan nedbrytbar plast, som är jämförbar med cellofen och PET. Det är särskilt lämpligt för visuell förpackning, och dekorationseffekten är bättre. I allmänhet behöver PLA: s transparens och glans inte förbättras, och uppmärksamheten bör ägnas åt att inte minska dess goda transparens så mycket som möjligt när man modifierar andra aspekter för att säkerställa dess förpackningssynlighet och dekorationseffekt.
6. PLA: s termiska egenskaper
PLA -materialets termiska stabilitet motsvarar den för PVC, men lägre än PP, PE och PS. Bearbetningstemperaturen styrs vanligtvis mellan 170 ℃ och 230 ℃, vilket är lämpligt för injektion, stretching, extrudering, blåsgjutning, 3D -tryckning och andra bearbetningsprocesser.
I den faktiska bearbetningsprocessen är PLA -kristallisationshastigheten långsam och kräver i allmänhet modifiering. På grund av den långsamma kristallisationshastigheten och låg kristallinitet är den termiska deformationstemperaturen för PLA låg, vilket begränsar dess applicering vid varmfyllning eller värmesteriliseringsproduktförpackning.
För att öka PLA -kristallisationshastigheten och kristalliniteten kan PLA: s optiska renhet ökas så mycket som möjligt vid produktionstillfället. Glödgningsbehandling är också en metod för att förbättra kristalliniteten hos PLA. Dessutom kan kärnkraftsmedel läggas till för att förbättra kristallisationsbeteendet och kristalliniteten, vilket ökar den termiska deformationstemperaturen och förbättrar dess värmemotstånd.
7. Antibakteriella egenskaper hos PLA
PLA kan göra ytan på produktformen till en svagt sur miljö och har antibakteriella och milda effekter. Om hjälpanvändningen av andra antibakteriella medel kan uppnå mer än 90% antibakteriell hastighet, kan den användas för antibakteriell förpackning av produkter.
De vanligt använda oorganiska antibakteriella medlen inkluderar huvudsakligen metalljoner eller oxider såsom silver, koppar och zink. De vanligt använda organiska antibakteriella medel för förpackningar inkluderar vanillin- eller etylvanillinföreningar. Livsmedelssäkerheten för andra antibakteriella medel måste studeras.
8. PLA: s elektriska egenskaper
PLA kan framställas som ledande polymerkompositer genom att fylla ledande partiklar såsom kolsvart (CB), kolananorör (CNT), kolfibrer (CF) eller grafen. Ledande polymerkompositer används ofta i antistatisk plast, elektromagnetiska skärmmaterial, självkontrollerade temperaturuppvärmningsmaterial, positiva temperaturkoefficientmaterial och miljökänsliga enheter.
PLA-baserade ledande polymerkompositer har också nedbrytbarhet och biokompatibilitet, som kan användas i speciell antistatisk förpackning, elektromagnetisk skärmförpackning och intelligent förpackning. PLA-baserad ledande polymer kan användas för gas- eller flytande sensorer för att upptäcka livsmedelskvalitetsinformationen.
