نحوه بهبود چقرمگی مواد PLA

شرکت‌ها تولید را گسترش داده‌اند، سفارش‌ها در همان زمان افزایش یافت همچنین باعث شد عرضه مواد خام، به‌ویژه PBAT، PBS و سایر مواد کیسه‌ای غشایی تجزیه‌پذیر تنها در 4 ماه، قیمت افزایش یافت. بنابراین، مواد PLA با قیمت نسبتاً پایدار توجه را به خود جلب کرده است.
 
پلی (اسید لاکتیک) (PLA) که به عنوان پلی (لاکتید) نیز شناخته می شود، یک ماده پلیمری جدید سازگار با محیط زیست است که از پلیمریزاسیون حلقه باز اسید لاکتیک تهیه شده از نشاسته ذرت با پایه بیولوژیکی به دست می آید و می تواند به طور کامل به دوستدار محیط زیست تجزیه شود. محصولات نهایی مانند CO2 و H2O.
 
با توجه به مزایای آن از مقاومت مکانیکی بالا، پردازش آسان، نقطه ذوب بالا، زیست تخریب پذیری و زیست سازگاری خوب، به طور گسترده ای در کشاورزی، بسته بندی مواد غذایی، مراقبت های پزشکی و سایر زمینه ها استفاده می شود. نی تجزیه پذیر PLA در سال های اخیر بیشترین توجه را به خود جلب کرده است.
 
در پاسخ به دستور ممنوعیت پلاستیک، نی کاغذی به طور گسترده در چین استفاده می شود. با این حال، نی های کاغذی به دلیل احساس ضعیف استفاده از آنها به طور گسترده مورد انتقاد قرار می گیرند. تولید کنندگان بیشتر و بیشتری شروع به انتخاب مواد اصلاح شده PLA برای تولید نی می کنند.
 
با این حال، اگرچه پلی لاکتیک اسید دارای خواص مکانیکی خوبی است، کشیدگی کم آن در هنگام شکست (معمولاً کمتر از 10٪) و چقرمگی ضعیف، کاربرد آن را در نی محدود می کند.
بنابراین، سخت شدن PLA در حال حاضر به یک موضوع تحقیقاتی داغ تبدیل شده است. آنچه در زیر می آید پیشرفت فعلی تحقیق در مورد سخت شدن PLA است.
 
پلی لاکتیک اسید (PLA) یکی از پلاستیک های زیست تخریب پذیر بالغ است. مواد اولیه آن از الیاف گیاهی تجدیدپذیر، ذرت، محصولات جانبی کشاورزی و ... می باشد و قابلیت تجزیه زیستی خوبی دارد. PLA خواص مکانیکی بسیار خوبی دارد، شبیه به پلاستیک های پلی پروپیلن، و می تواند جایگزین پلاستیک های PP و PET در برخی زمینه ها شود. در همین حال، PLA دارای براقیت، شفافیت، احساس دست و خاصیت ضد باکتریایی خاص است.
 
وضعیت تولید PLA
 
در حال حاضر PLA دو مسیر مصنوعی دارد. یکی پلیمریزاسیون تراکمی مستقیم است، یعنی اسید لاکتیک مستقیماً در دمای بالا و فشار کم آب می شود و متراکم می شود. فرآیند تولید ساده و هزینه کم است، اما وزن مولکولی محصول ناهموار است و اثر کاربردی عملی آن ضعیف است.
مورد دیگر پلیمریزاسیون حلقه لاکتیدی است که حالت اصلی تولید است.
 
تجزیه پذیری PLA
 
PLA در دمای اتاق نسبتاً پایدار است، اما در محیط با دمای کمی بالاتر، محیط اسید-باز و محیط میکروبی به راحتی به CO2 و آب تجزیه می شود. بنابراین، محصولات PLA را می توان در مدت اعتبار مورد استفاده قرار داد و پس از دور انداختن با کنترل محیط و بسته بندی به موقع تخریب کرد.
 
عوامل مؤثر بر تخریب PLA عمدتاً شامل وزن مولکولی، حالت کریستالی، ریزساختار، دما و رطوبت محیط، مقدار pH، زمان روشنایی و میکروارگانیسم‌های محیطی است.
 
PLA و سایر مواد می توانند بر میزان تخریب تأثیر بگذارند.
به عنوان مثال، افزودن مقدار معینی از آرد چوب یا فیبر ساقه ذرت PLA می تواند سرعت تخریب را تا حد زیادی تسریع کند.
 
عملکرد مانع PLA
 
عایق به توانایی یک ماده در جلوگیری از عبور گاز یا بخار آب اشاره دارد.
خاصیت مانع برای مواد بسته بندی بسیار مهم است. در حال حاضر، رایج ترین کیسه های پلاستیکی تجزیه پذیر در بازار، مواد کامپوزیتی PLA/PBAT است.
ویژگی‌های بازدارنده فیلم PLA بهبود یافته می‌تواند زمینه کاربرد را گسترش دهد.

عوامل مؤثر بر ویژگی سد PLA عمدتاً شامل عوامل داخلی (ساختار مولکولی و حالت تبلور) و عوامل خارجی (دما، رطوبت، نیروی خارجی) است.
 
1. گرم کردن فیلم PLA خاصیت مانع آن را کاهش می دهد، بنابراین PLA برای بسته بندی مواد غذایی که نیاز به گرم کردن دارند مناسب نیست.
 
2. کشش PLA در یک محدوده خاص می تواند خاصیت مانع را افزایش دهد.
هنگامی که نسبت کششی از 1 به 6.5 افزایش می یابد، بلورینگی PLA بسیار افزایش می یابد، بنابراین خاصیت مانع بهبود می یابد.
 
3. افزودن برخی موانع (مانند خاک رس و فیبر) به ماتریس PLA می تواند خاصیت مانع PLA را بهبود بخشد.
این به این دلیل است که سد مسیر منحنی فرآیند نفوذ آب یا گاز را برای مولکول‌های کوچک طولانی می‌کند.
 
4. درمان پوشش روی سطح فیلم PLA می تواند خاصیت مانع را بهبود بخشد.