聚乳酸(PLA)
英文名稱:Polylactic Acid或Polylactide,縮寫:PLA是一種熱塑性脂肪族聚酯。生產(chǎn)聚乳酸所需的乳酸和丙交酯可以通過可再生資源發(fā)酵、脫水、純化后得到,所得的聚乳酸一般具有良好的機(jī)械和加工性能,而聚乳酸產(chǎn)品廢棄后又可以通過各種方式快速降解,因此聚乳酸被認(rèn)為是一種具備良好的使用性能的綠色塑料。
聚乳酸產(chǎn)品,已通過以下檢測(cè)認(rèn)證:
◆美國(guó)食品及藥物管理局(FDA)食品接觸安全認(rèn)證
◆符合歐洲EN13432標(biāo)準(zhǔn),獲得AIB-Vincotte可堆肥認(rèn)證
◆歐洲2002/72/EC食品接觸安全認(rèn)證
◆符合美國(guó)ASTMD6400標(biāo)準(zhǔn),獲得美國(guó)降解塑料協(xié)會(huì)(BPI)可堆肥認(rèn)證
◆日本JHOSPA食品接觸安全認(rèn)證
聚乳酸(PLA)是利用可再生植物為原料(如玉米)生產(chǎn)的新型聚酯材料,原料經(jīng)微生物發(fā)酵、提取制得乳酸,再經(jīng)過精制、脫水低聚、高溫裂解、聚合而成。
聚乳酸具有通用高分子材料的基本特征,能夠勝任多數(shù)合成塑料的用途,可廣泛應(yīng)用到包裝行業(yè)、紡織行業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)、農(nóng)用行業(yè)、消費(fèi)品市場(chǎng)等。
聚乳酸是一種食品接觸安全性更高的材料,因?yàn)榫廴樗岬膯误w——乳酸是一種食品添加劑,也是一種生物相容物質(zhì),它可以通過新陳代謝被人體完全吸收。聚乳酸制成的餐具安全,不含雙酚A,不含增塑劑,能應(yīng)用于微波爐,可替代傳統(tǒng)的密胺、石油基塑料等。
聚乳酸具有優(yōu)異的生物降解性,廢棄后一年內(nèi)能被土壤中的微生物完全降解,生成CO2和水,對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生污染。真正做到“源于自然,歸于自然”!
PLA 其他產(chǎn)品:
公司名稱 |
商品名/牌號(hào) |
加工成型方式 |
性能特點(diǎn) |
產(chǎn)品用途 |
美國(guó)tureWorks LLC |
Ingeo 2002D Ingeo 2003D Ingeo 2500HP |
顆粒料/不透明、清晰透明 |
擠出 、熱成型 |
可堆肥可更新資源清晰度,高生物可降解食品接觸的合規(guī)性 |
Ingeo 3001D Ingeo 3052D Ingeo 3251D Ingeo 3801X Ingeo 3100HP |
顆粒料/不透明、清晰透明 |
注塑成型 |
剛性,良好光澤,高抗紫外線性能良好可堆肥可更新資源流動(dòng)性高生物可降解食品接觸的合規(guī)性 |
|
Ingeo 4032D Ingeo 4043D Ingeo 4060D |
顆粒料/不透明、清晰透明 |
薄膜擠出 擠出成型 |
可更新資源耐油性能耐油脂性能生物可降解 |
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Ingeo 7001D Ingeo 7032D |
顆粒料/不透明、清晰透明 |
拉伸吹塑成型 注吹成型 |
可更新資源生物可降解食品接觸的合規(guī)性 |
PLA產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn):
天然-植物來源,生物降解
環(huán)何-節(jié)能減排
永續(xù)-每年可重復(fù)取得的原材料制造
-不含有毒化學(xué)物質(zhì),不含BPA,不含phthalate
特性:
聚乳酸PLA的熱穩(wěn)定性好,有好的抗溶劑性,可用多種方式進(jìn)行加工,如擠壓、紡絲、雙軸拉伸,注射吹塑。由聚乳酸制成的產(chǎn)品除能生物降解外,生物相容性、光澤度、透明性、手感和耐熱性好,還具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性,因此用途十分廣泛,可用作包裝材料、纖維和非織造物等,目前主要用于服裝(內(nèi)衣、外衣)、產(chǎn)業(yè)(建筑、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、造紙)和醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。PLA的循環(huán)可以是生生不息的。 適合的加工方式有:真空成型、射出成型、吹瓶、透明膜、貼合膜、保鮮膜、紙淋膜等。
生物降解劑能與密度聚乙烯HDPE、低密度聚乙烯LDPE、線性低密度聚乙烯LLDPE等塑料混合制造而成為符合降解性的材料或產(chǎn)品。產(chǎn)品特性:
本高分子塑料粒子可經(jīng)由生物、氧化或自然光分解,由于其燃點(diǎn)較低,在焚化爐中可完全燃燒且不產(chǎn)生黑煙,并可降低燃燒時(shí)所產(chǎn)生之SO2、NOX、HCL、HF、HCN、CO等有毒氣體。杜絕白色污染!
注塑工藝:
加工溫度170~230℃,噴嘴溫度:165度,模具溫度:40度,注塑壓力:50-130Mpa,
PLA的應(yīng)用:
聚乳酸已經(jīng)廣泛應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)工程上,用作手術(shù)縫合線、骨釘和骨板等。使用聚乳酸做的手術(shù)線無需拆線,可以緩慢水解為乳酸被身體代謝掉。一般的降解時(shí)間需要半年到兩年。骨板的理想要求是能夠逐漸降解,使骨頭能夠一步步承受起逐漸增加的應(yīng)力,而聚乳酸的逐漸降解的性質(zhì)非常適合制作骨板。不足之處是純?nèi)樗峤到鈺r(shí)的機(jī)械強(qiáng)度性質(zhì)下降太快,所以一般需要加入纖維形成有較高強(qiáng)度的復(fù)合材料。
聚乳酸的應(yīng)用現(xiàn)在已經(jīng)超出醫(yī)學(xué)的范圍,廣泛應(yīng)用于一些常見的物品,如:包裝袋、農(nóng)作物用薄膜、紡織纖維和杯子。聚乳酸所制的包裝材料起初造價(jià)較高,但如今已經(jīng)成為常見的包裝材料之一。通過擠出、注塑和拉伸等加工處理,聚乳酸可以制成纖維和薄膜。聚乳酸薄膜的透水透氣性都比聚乙烯薄膜要低。由于水和氣體分子是通過聚合物的無定形區(qū)擴(kuò)散的,所以可以通過調(diào)節(jié)聚乳酸的結(jié)晶度來調(diào)節(jié)聚乳酸薄膜的透水透氣性。
聚乳酸的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低,可以用于形狀記憶聚合物的研究上其低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度也被用于RepRap和Makerbot等三維打印機(jī)的研究,作為產(chǎn)品的進(jìn)料材料也是塑造臉部輪廓的產(chǎn)品的主要組成部分加入D-乳酸之后所生產(chǎn)的抗熱聚乳酸可以用于微波爐加熱用器皿、盛放熱液體的容器甚至工程材料。
聚乳酸的熔點(diǎn)、耐熱性、機(jī)械性能、加工性能都與其結(jié)晶度有關(guān),而影響其結(jié)晶度的主要因素是原料中L-乳酸和D-乳酸的配比。如果原料是純的L-乳酸或者純D-乳酸,則所得的聚L-乳酸(簡(jiǎn)稱PLLA)和聚D-乳酸(簡(jiǎn)稱PDLA)都是半結(jié)晶聚合物。聚L-乳酸的結(jié)晶度大概是37%,其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度大約是65°C,熔點(diǎn)是180°C,拉伸模量大約為3-4GPa,彎曲模量大約為4-5GPa[7]。即使只加入少量右旋聚乳酸,結(jié)晶度也可以提高較多。比如聚L-乳酸按照一定比例和聚D-乳酸共混后,聚L-乳酸的熔點(diǎn)多可以提高50°C,熱彎曲溫度提高了大約60°C升高到了190°C。所得的抗熱性聚乳酸可以在110°C 的環(huán)境下使用[8]聚乳酸和聚乙烯、PETE的機(jī)械性質(zhì)相似,但可連續(xù)使用的溫度要低得多,結(jié)晶度提高后可以提高可連續(xù)使用的溫度,但生物降解速率也隨之變低了。
相對(duì)于其他生物可降解材料,聚乳酸具有部分疏水性。聚乳酸和聚乳酸的共聚物的溶劑是氯仿。除此之外,聚乳酸可溶于氯化溶劑、熱、和1,4-二惡烷[9]但不溶于水、和大多數(shù)脂肪烴溶劑
聚乳酸的塑膠分類標(biāo)志是7。廢棄的聚乳酸產(chǎn)品有多種廢棄物處理方式,如自然分解、堆肥、焚化處理。由于聚乳酸的分解溫度較低(約為230-260°C,與結(jié)晶度有關(guān)),乳酸焚化產(chǎn)生的熱量較傳統(tǒng)塑膠低,產(chǎn)生的氣體主要為一氧化碳、二氧化碳、乙醛等[7]。聚乳酸主要降解形式是水解,可以和熱降解同時(shí)進(jìn)行,水解速率同樣和結(jié)晶度有很大關(guān)系。聚乳酸水解生成的羧酸會(huì)催化其進(jìn)一步的水解,即自催化效應(yīng)。通過和別的聚合物共混或共聚可以提高聚乳酸的使用性能,但同時(shí)也降低了其優(yōu)良的降解性。
聚乳酸不容易被微生物攻擊而降解,也不像其他的聚酯一樣容易在酶的作用下降解,但仍有一些酶比如鏈酶蛋白酶和菠蘿蛋白酶可以促進(jìn)其降解[7]。伽馬射線和電子束也會(huì)使聚乳酸鏈上產(chǎn)生自由基,從而造成輻射降解。輻射降解的效率和聚乳酸的殘余端基有關(guān),對(duì)于帶芳香環(huán)的聚乳酸共聚物,輻射降解的效率也會(huì)提高
添加比例:
PE/PLA(吹膜) 原料建議配比(依實(shí)際情況為準(zhǔn))
品 名 |
生產(chǎn)厚度/mm |
石化塑料 |
比例% |
原料 |
比例% |
一般塑料袋 |
0.01-0.06 |
PE |
90~70 |
PLA |
10~30 |
0.01-0.06 |
PE |
90~70 |
PLA |
10~30 |
|
塑料手提袋 |
0.04-0.1 |
PE |
90~70 |
PLA |
10~30 |
0.05-0.2 |
PE |
90~70 |
PLA |
10~30 |
|
農(nóng)用地膜 |
0.006-0.06 |
PE |
90~70 |
PLA |
10~30 |
制造工藝流程:
1、烘干溫度:70℃,45分鐘,單獨(dú)烘干(不烘干也可以)。
2、混合條件:類似色母原料混合方式進(jìn)行混合處理。
3、制造溫度:以工廠原有制造工藝處理。
4、封口溫度:裁剪封口時(shí)上下封刀各降溫約10℃。
5、混合量:添加型PAL塑料粒子與PE的混合量為1:4(多可視產(chǎn)品而定)。
首次使用PLA生產(chǎn)時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生黑點(diǎn)與氣泡,屬正常狀況,經(jīng)過一段時(shí)間后即可回復(fù)正常(因?yàn)镻LA塑料會(huì)將機(jī)械內(nèi)部原有雜質(zhì)清出過程中,螺桿會(huì)打滑產(chǎn)生剪切力溫度升高會(huì)促使揮發(fā))。
儲(chǔ)存條件及有效期
1、儲(chǔ)存條件:存放于常溫需保持干燥{勿儲(chǔ)存于陽(yáng)光直射處、潮濕處、以免變質(zhì)}。
2、儲(chǔ)存有效期限:原料正常儲(chǔ)存有效期一年,成品正常儲(chǔ)存有效期二年。
制造工藝流程: