Polilaktik asit (PLA), olgun araştırma ve uygulama ile biyolojik olarak parçalanabilir plastiklerden biridir. Hammaddeleri, iyi biyolojik olarak bozunabilirliğe sahip yenilenebilir bitki lifleri, mısır, tarımsal yan ürünler vb. PLA, polipropilen plastiklere benzer mükemmel mekanik özelliklere sahiptir ve bazı alanlarda PP ve PET plastiklerinin yerini alabilir. Aynı zamanda iyi parlaklık, şeffaflık, his ve bazı antibakteriyel özelliğe sahiptir.
1. PLA üretiminin mevcut durumu
Şu anda, PLA'nın iki sentez yolu vardır, biri doğrudan yoğuşmadır, yani laktik asit doğrudan susuzdur ve yüksek sıcaklık ve düşük basınç altında yoğunlaştırılır. Üretim süreci basit ve düşük maliyetlidir, ancak ürün moleküler kütle eşit değildir ve pratik uygulama etkisi zayıftır. Diğeri, şu anda ana üretim yöntemi olan laktitin halka açılış polimerizasyonudur.
2. PLA'nın bozunabilirliği
PLA oda sıcaklığında stabildir, ancak biraz daha yüksek sıcaklık ortamlarında, asit-baz ortamlarında ve mikrobiyal ortamlarda CO2 ve suya kolayca ve hızla bozulur. Bu nedenle, çevre ve dolgu maddelerini kontrol ederek, PLA ürünleri geçerlilik süresi içinde güvenli bir şekilde kullanılabilir ve elden çıkarıldıktan sonra bozulabilir.
PLA'nın bozulmasını etkileyen faktörler esas olarak moleküler kütle, kristalin durum, mikroyapı, çevresel sıcaklık ve nem, pH değeri, ışık süresi ve çevresel mikroorganizmaları içerir. PLA'nın diğer malzemelerle harmanlanması bozulma oranını etkileyebilir. Örneğin, PLA'ya belirli miktarda odun unu veya mısır saman lifi eklemek, bozunma oranını büyük ölçüde hızlandırabilir.
3. PLA'nın bariyer özelliği
Bariyer, bir malzemenin gaz ve su buharının geçmesini önleme yeteneğini ifade eder. Bariyer ambalaj malzemeleri için çok önemlidir. Şu anda, piyasadaki en yaygın biyolojik olarak parçalanabilir plastik torba PLA/PBAT kompozittir. PLA filmlerinin geliştirilmiş bariyer özellikleri uygulama alanını genişletebilir. PLA'nın bariyer özelliklerini etkileyen faktörler esas olarak iç faktörleri (moleküler yapı ve kristalin durum) ve dış faktörleri (sıcaklık, nem ve dış kuvvet) içerir.
1) PLA filminin ısıtılması bariyer özelliğini azaltacaktır, bu nedenle PLA ısıtma gerektiren gıda ambalajı için uygun değildir.
2) PLA, bariyer özelliğini artırmak için belirli bir aralıkta gerilebilir. Germe oranı 1'den 6.5'e yükseltildiğinde, PLA'nın kristalliği büyük ölçüde artar ve bu nedenle bariyer özelliği geliştirilir.
3) PLA matrisine bazı engeller (kil ve lifler gibi) eklemek PLA'nın bariyer özelliklerini geliştirebilir. Bunun nedeni, bariyerin küçük moleküllerin su veya gaz geçirgenlik sürecinin kavisli yolunu uzatmasıdır.
4) PLA filminin yüzeyinde kaplama bariyer özelliğini geliştirebilir.
4 PLA'nın mekanik özellikleri
PLA iyi bir güce sahiptir, ancak tokluktan yoksundur ve genellikle sertleştirme modifikasyonu gerektiren bükme ve deformasyona son derece duyarlıdır. PLA'nın biyolojik olarak bozunabilirliğini sağlamak için, genellikle biyolojik olarak parçalanabilir reçine ile harmanlanarak sertleştirilir. PBAT, PBS, PCL, doğal kauçuk ve diğer maddeler PLA'nın tokluğunu artırabilir.
5. PLA'nın optik özellikleri
PLA, selofen ve PET ile karşılaştırılabilir olan diğer bozunabilir plastiklerde nadir görülen bir şeffaflığa ve parlaklığa sahiptir. Özellikle görsel ambalaj için uygundur ve dekorasyon etkisi daha iyidir. Genel olarak, PLA'nın şeffaflığı ve parlaklığı iyileştirilmesi gerekmez ve ambalaj görünürlüğü ve dekorasyon etkisini sağlamak için diğer yönleri değiştirirken iyi şeffaflığını mümkün olduğunca azaltmamak için dikkat edilmelidir.
6. PLA'nın termal özellikleri
PLA malzemesinin termal stabilitesi PVC'ye eşdeğerdir, ancak PP, PE ve PS. İşleme sıcaklığı genellikle enjeksiyon, germe, ekstrüzyon, üfleme kalıplama, 3D baskı ve diğer işleme işlemleri için uygun olan 170 ℃ ve 230 ℃ arasında kontrol edilir.
Gerçek işleme işleminde, PLA kristalizasyon hızı yavaştır ve genellikle değişiklik gerektirir. Yavaş kristalizasyon hızı ve düşük kristallik nedeniyle, PLA'nın termal deformasyon sıcaklığı düşüktür, bu da sıcak doldurma veya ısı sterilizasyon ürün ambalajındaki uygulamasını sınırlar.
PLA kristalizasyon hızını ve kristalliği arttırmak için, PLA'nın optik saflığı, üretim sırasında mümkün olduğunca artırılabilir. Tavlama tedavisi aynı zamanda PLA'nın kristalliğini iyileştirmek için bir yöntemdir. Ek olarak, kristalizasyon davranışını ve kristalliği geliştirmek için çekirdeklenme ajanları eklenebilir, böylece termal deformasyon sıcaklığını arttırır ve ısı direncini iyileştirir.
7. PLA'nın antibakteriyel özellikleri
PLA, ürünün yüzeyini zayıf asidik bir ortam haline getirebilir ve antibakteriyel ve hafif geçirmez etkilere sahiptir. Diğer antibakteriyel ajanların yardımcı kullanımı% 90'dan fazla antibakteriyel oran elde edebiliyorsa, ürünlerin antibakteriyel ambalajı için kullanılabilir.
Yaygın olarak kullanılan inorganik antibakteriyel ajanlar esas olarak metal iyonları veya gümüş, bakır ve çinko gibi oksitleri içerir. Ambalaj için yaygın olarak kullanılan organik antibakteriyel ajanlar arasında vanilin veya etil vanilin bileşikleri bulunur. Diğer antibakteriyel ajanların gıda güvenliğinin incelenmesi gerekir.
8. PLA'nın elektriksel özellikleri
PLA, karbon siyahı (CB), karbon nanotüpler, karbon fiberler (CF) veya grafen gibi iletken partikülleri doldurarak iletken polimer kompozitler olarak hazırlanabilir. İletken polimer kompozitler, antistatik plastikler, elektromanyetik ekranlama malzemeleri, öz kontrollü sıcaklık ısıtma malzemeleri, pozitif sıcaklık katsayısı malzemeleri ve çevresel olarak hassas cihazlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
PLA bazlı iletken polimer kompozitler ayrıca özel antistatik ambalajlarda, elektromanyetik ekranlama ambalajında ve akıllı ambalajlarda kullanılabilen bozunabilirlik ve biyouyumsuzluğa sahiptir. PLA bazlı iletken polimer, gıdaların kalite bilgilerini tespit etmek için gaz veya sıvı sensörler için kullanılabilir.
