Τι είναι το υλικό PLA

Τι είναι το υλικό PLA;

Το πολυγαλακτικό οξύ, γνωστό και ως PLA, είναι ένα θερμοπλαστικό μονομερές που προέρχεται από ανανεώσιμες, οργανικές πηγές όπως το άμυλο αραβοσίτου ή το ζαχαροκάλαμο.Η χρήση πόρων βιομάζας κάνει την παραγωγή PLA διαφορετική από τα περισσότερα πλαστικά, τα οποία παράγονται με τη χρήση ορυκτών καυσίμων μέσω της απόσταξης και του πολυμερισμού του πετρελαίου.

Παρά τις διαφορές στην πρώτη ύλη, το PLA μπορεί να παραχθεί χρησιμοποιώντας τον ίδιο εξοπλισμό με τα πετροχημικά πλαστικά, καθιστώντας τις διαδικασίες παραγωγής PLA σχετικά αποδοτικές.Το PLA είναι το δεύτερο πιο παραγόμενο βιοπλαστικό (μετά το θερμοπλαστικό άμυλο) και έχει παρόμοια χαρακτηριστικά με το πολυπροπυλένιο (PP), το πολυαιθυλένιο (PE) ή το πολυστυρένιο (PS), καθώς και βιοαποικοδομήσιμο.

Το Ινστιτούτο βιοαποικοδομήσιμων υλικών ανέφερε ότι τα υλικά PLA έχουν καλές προοπτικές εφαρμογής στον τομέα της συσκευασίας, αλλά δεν είναι τέλεια σε σκληρότητα, αντοχή στη θερμότητα, αντιβακτηριακές ιδιότητες και ιδιότητες φραγμού.Όταν εφαρμόζεται σε συσκευασίες μεταφοράς, αντιβακτηριδιακές συσκευασίες και έξυπνες συσκευασίες με υψηλές απαιτήσεις για αυτές τις ιδιότητες, πρέπει να βελτιωθεί περαιτέρω.Τι θα λέγατε για την εφαρμογή του PLA στον τομέα της συσκευασίας;Ποια είναι τα πλεονεκτήματα και οι περιορισμοί;

Αυτές οι αδυναμίες του PLA μπορούν να διορθωθούν μέσω συμπολυμερισμού, ανάμειξης, πλαστικοποίησης και άλλων τροποποιήσεων.Με την προϋπόθεση της διατήρησης των διαφανών και αποικοδομήσιμων πλεονεκτημάτων του PLA, μπορεί να βελτιώσει περαιτέρω την ικανότητα αποικοδόμησης, σκληρότητα, αντοχή στη θερμότητα, φράγμα, αγωγιμότητα και άλλες ιδιότητες του PLA, να μειώσει το κόστος παραγωγής και να το κάνει ευρύτερα χρήση στη συσκευασία.
Αυτή η είδηση ​​εισάγει την ερευνητική πρόοδο της τροποποίησης PLA που εφαρμόζεται στον τομέα της συσκευασίας
1. Δυνατότητα αποικοδόμησης

Το ίδιο το PLA είναι σχετικά σταθερό σε θερμοκρασία δωματίου, αλλά είναι εύκολο να αποικοδομηθεί γρήγορα σε περιβάλλον ελαφρώς υψηλής θερμοκρασίας, περιβάλλον οξέος-βάσης ή μικροβιακό περιβάλλον.Οι παράγοντες που επηρεάζουν την αποικοδόμηση του PLA περιλαμβάνουν το μοριακό βάρος, την κρυσταλλική κατάσταση, τη μικροδομή, τη θερμοκρασία και την υγρασία του περιβάλλοντος, την τιμή του pH, τον χρόνο φωτισμού και τους περιβαλλοντικούς μικροοργανισμούς.

Όταν εφαρμόζεται στη συσκευασία, ο κύκλος αποδόμησης του PLA δεν είναι εύκολος να ελεγχθεί.Για παράδειγμα, λόγω της ικανότητας αποικοδόμησής του, τα δοχεία PLA χρησιμοποιούνται κυρίως σε συσκευασίες τροφίμων σε ράφια μικρής διάρκειας.Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να ελέγχεται ο ρυθμός αποικοδόμησης με ντόπινγκ ή ανάμειξη άλλων υλικών σε PLA σύμφωνα με παράγοντες όπως το περιβάλλον κυκλοφορίας του προϊόντος και η διάρκεια ζωής, ώστε να διασφαλιστεί ότι τα συσκευασμένα προϊόντα μπορούν να προστατευθούν με ασφάλεια εντός της περιόδου ισχύος και να υποβαθμιστούν σε χρόνο μετά την εγκατάλειψη.

2. Απόδοση φραγμού

Το φράγμα είναι η ικανότητα να εμποδίζει τη μετάδοση αερίου και υδρατμών, ονομάζεται επίσης αντίσταση στην υγρασία και το αέριο.Το φράγμα είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τη συσκευασία τροφίμων.Για παράδειγμα, οι συσκευασίες υπό κενό, οι φουσκωτές συσκευασίες και οι συσκευασίες τροποποιημένης ατμόσφαιρας απαιτούν το φράγμα των υλικών να είναι όσο το δυνατόν καλύτερο.Η αυθόρμητη ελεγχόμενη ατμόσφαιρα διατήρηση των φρέσκων φρούτων και λαχανικών απαιτεί διαφορετική διαπερατότητα των υλικών σε αέρια όπως το οξυγόνο και το διοξείδιο του άνθρακα.Η ανθεκτική στην υγρασία συσκευασία απαιτεί καλή αντοχή στην υγρασία των υλικών.Η συσκευασία κατά της σκουριάς απαιτεί ότι το υλικό μπορεί να μπλοκάρει το αέριο και την υγρασία.

Σε σύγκριση με το νάιλον υψηλού φραγμού και το χλωριούχο πολυβινυλιδένιο, το PLA έχει φτωχό φράγμα οξυγόνου και υδρατμών.Όταν εφαρμόζεται στη συσκευασία, έχει ανεπαρκή προστασία για τα λιπαρά τρόφιμα.

3.Αντοχή στη θερμότητα
Η χαμηλή αντίσταση στη θερμότητα του υλικού PLA οφείλεται στον αργό ρυθμό κρυστάλλωσής του και τη χαμηλή κρυσταλλικότητα.Η θερμοκρασία θερμικής παραμόρφωσης του άμορφου PLA είναι μόνο περίπου 55 ℃.Το μη τροποποιημένο καλαμάκι πολυγαλακτικού οξέος έχει χαμηλή αντοχή στη θερμότητα.Επομένως, το άχυρο PLA είναι πιο κατάλληλο για ζεστά και κρύα ποτά και η θερμοκρασία ανοχής είναι - 10 ℃ έως 50 ℃.

Ωστόσο, σε πρακτική χρήση, το καλαμάκι των ροφημάτων τσαγιού γάλακτος και η ράβδος ανάδευσης καφέ πρέπει να ανταποκρίνεται στην αντίσταση στη θερμότητα πάνω από 80 ℃.Αυτό απαιτεί τροποποίηση στην αρχική βάση, η οποία μπορεί να αλλάξει τις ιδιότητες του PLA από δύο πτυχές: φυσική και χημική τροποποίηση.Πολλαπλή σύνθεση, επέκταση και συμβατότητα αλυσίδας, ανόργανη πλήρωση και άλλες τεχνολογίες μπορούν να υιοθετηθούν για να αλλάξουν την κακή αντίσταση στη θερμότητα του ίδιου του PLA και να σπάσουν το τεχνικό φράγμα του αχύρου PLA.

Η συγκεκριμένη απόδοση είναι ότι το μήκος της αλυσίδας διακλάδωσης του PLA μπορεί να ελεγχθεί αλλάζοντας την αναλογία τροφοδοσίας του PLA και του παράγοντα πυρηνοποίησης.Όσο μεγαλύτερη είναι η αλυσίδα διακλάδωσης, τόσο μεγαλύτερο είναι το μοριακό βάρος, τόσο μεγαλύτερη είναι η TG, ενισχύεται η ακαμψία του υλικού και βελτιώνεται η θερμική σταθερότητα, έτσι ώστε να βελτιωθεί η θερμική αντίσταση του PLA και να ανασταλεί η συμπεριφορά θερμικής αποδόμησης του PLA.