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聚乳酸 PLA

 

聚乳酸作為一種新型的"綠色塑料"，以可再生的植物資源為原料，提取淀粉，經(jīng)微生物發(fā)酵制得乳酸，再將乳酸合成為丙交脂，最后經(jīng)過(guò)聚合得到聚乳酸樹(shù)脂（簡(jiǎn)稱"PLA"）。

 

PLA具有優(yōu)異的機(jī)械加工和生物降解性能，可勝任大部分合成塑料的用途，廢棄后能完全降解，分解成CO? 和H?O，對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生污染，可替代部分石油基產(chǎn)品。并與現(xiàn)有固廢處理系統(tǒng)相適應(yīng)。

 

PLA迎合了21世紀(jì)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的要求，被產(chǎn)業(yè)界認(rèn)定為新世紀(jì)最有發(fā)展前景的新型“生態(tài)材料”。PLA產(chǎn)品有利于解決聚烯烴包裝材料造成的“白色”污染和減少對(duì)石油資源的依賴。

 

PLA固廢處理

 

可焚燒——清潔燃燒；

 

可填埋——無(wú)滲濾液或有毒物質(zhì)；

 

可堆肥——完全降解；

 

可回收——加工成單體或其它產(chǎn)品。

 

聚乳酸 （PLA） 是一種優(yōu)良的生物相容性和生物可降解性的合成高分子材料。同時(shí)，聚乳酸食品接觸安全，兼具良好的機(jī)械性能和透明光澤性。

 

聚乳酸（PLA）是FDA批準(zhǔn)可用于食品接觸材料的聚合物。

 

PLA  SWOT分析

 

PLA 擠出、熱成型

塑料的片材擠出加工，

主要有熔融→擠出→冷卻→收卷等步驟。

 

片材擠出加工跟材料的特性密切相關(guān)。材料的熔點(diǎn)、熔指、力學(xué)等性能影響著產(chǎn)品的加工成型和制品性能。

聚乳酸和常用高分子材料力學(xué)性能比較

數(shù)據(jù)參考自：化學(xué)工業(yè)出版社

《生物分解塑料與生物基塑料（第二版）》

 

在機(jī)械性能上，聚乳酸的拉伸強(qiáng)度和模量與PET相當(dāng)，高于PS和PP，在使用中，可替代部分PET和PP的應(yīng)用。

 

值得注意的是，聚乳酸的優(yōu)缺點(diǎn)在使用時(shí)是相對(duì)的。如用于包裝材料領(lǐng)域，由于透氧透氣性高，不建議用于存放較久的液態(tài)物品，但如用于鮮果包裝上，可以較好地保持食品的新鮮度。

 

PLA擠出成型

 

螺桿擠出成型機(jī)可以用于生產(chǎn)PLA片材、薄膜、纖維、管子和發(fā)泡片材等。

 

在加入聚乳酸樹(shù)脂前，需保證干燥系統(tǒng)和輸送系統(tǒng)清潔。因聚乳酸樹(shù)脂與普通塑料的相容性差且加工溫度又比PET的低很多。

 

在PET設(shè)備上進(jìn)行擠出加工時(shí)應(yīng)先將加工溫度升到PET的加工溫度，使用低熔指、非熱交聯(lián)型的聚丙烯清洗擠出機(jī)，將溫度保持在穩(wěn)定狀態(tài)下。一段時(shí)間后再將溫度調(diào)到PLA的加工溫度區(qū)間。

 

PLA容易吸潮水解，其平衡水含量高于PET樹(shù)脂，水解速率也比PET快。對(duì)于片材、薄膜加工，PLA樹(shù)脂的水含量要控制在0.05%以下。

 

 

典型的PLA擠片加工參數(shù)如下（溫度℃）:（溫度設(shè)定僅供參考，在生產(chǎn)中可以進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整）

輥筒  溫度

輥1	45℃
輥2	35℃
輥3	25℃

（溫度可根據(jù)生產(chǎn)能力，熔溫和輥筒直徑優(yōu)化調(diào)整）

 

PLA有較高的彈性模量，收卷設(shè)備須配很好的張力控制系統(tǒng)。

 

PLA也可以擠出薄膜加工，PLA膜的透明性和光澤度可以與PET相比，優(yōu)于PE；硬度高，拉伸強(qiáng)度和模量高，與PET相當(dāng)；PLA吸水性強(qiáng)，與PE相比具有較好的印刷性，可熱封。

 

PLA也被廣泛用于擠出淋膜，用于淋膜紙的加工生產(chǎn)。PLA淋膜紙杯兼具良好的食品接觸安全、耐熱性能和生物全降解性能，越來(lái)越受消費(fèi)市場(chǎng)的青睞。

 

PLA熱成型

 

PLA的熱成型是利用PLA片材作為原料來(lái)生產(chǎn)制品的成型加工方法。片材通過(guò)受熱軟化延伸，然后憑借施加的壓力，使軟化的片材緊貼模具的型面，成型為設(shè)定的型樣，經(jīng)冷卻修飾后得到制品。PLA熱成型的方式有很多，例如落模成型、真空成型、加壓成型等。

 

現(xiàn)有的PET熱成型方法和設(shè)備一般適用于PLA的加工，由于兩者具有相似的收縮性能，可使用相同的成型模具、修整沖床等設(shè)備。而PLA的軟化溫度較PET要略低些，要適當(dāng)調(diào)節(jié)加熱設(shè)定溫度。

 

PLA擠出適用于生產(chǎn)冷飲杯、水果碟\盒、沙拉盤(pán)等透明吸塑產(chǎn)品，其產(chǎn)品具有較好的透明度和光澤性，也可以用于生產(chǎn)吸塑杯蓋、吸塑餐盒等耐熱制品。

 

PLA是結(jié)晶性聚合物，在PLA的加工成型時(shí)，其性能很大程度上取決于PLA結(jié)晶情況。由于結(jié)晶使大分子鏈排列規(guī)整，分子間作用力增強(qiáng)，因而隨結(jié)晶度增大，PLA制品的剛度、拉伸強(qiáng)度及耐熱等性能提高。

 

結(jié)晶性高分子，高于可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍的大型結(jié)構(gòu)是不透明的，而低于可見(jiàn)光波長(zhǎng)的，結(jié)晶和不結(jié)晶的高分子一樣都是透明的。晶粒大小影響制品的力學(xué)性能，一般晶粒大而不均勻使制品變脆，透明性也隨著下降。

 

生產(chǎn)吸塑耐溫制品，可選用具有較快結(jié)晶能力的海正REVODE721樹(shù)脂；在產(chǎn)品吸塑成型過(guò)程中，需對(duì)制品在線熱處理，因此對(duì)熱成型設(shè)備有一定的要求。

 

熱成型模具溫度需加熱至90℃-100℃，推薦使用高溫導(dǎo)熱油或紅外燈管加熱。得到的PLA制品可耐溫90℃以上，外觀呈現(xiàn)不透明或半透狀態(tài)。

 

在環(huán)保政策的驅(qū)動(dòng)下，PLA、PBAT、PHA、PCL、PBS等生物降解塑料，在一次性餐具、包裝、農(nóng)業(yè)、汽車(chē)、醫(yī)療、紡織等領(lǐng)域的應(yīng)用正迎來(lái)市場(chǎng)發(fā)展新機(jī)遇。生物降解塑料的改性材料，以及相關(guān)助劑，抗水解劑，增韌劑，成核劑，抗菌劑也會(huì)有新一輪的創(chuàng)新。