التحليل الكامل لأداء حمض البوليلاكتيك

عديد حمض اللبنيك (PLA) هو أحد المواد البلاستيكية القابلة للتحلل البيولوجي مع البحث والتطبيق الناضجين.تأتي المواد الخام من الألياف النباتية المتجددة ، والذرة ، والمنتجات الثانوية الزراعية ، وما إلى ذلك ، والتي تتمتع بقابلية جيدة للتحلل البيولوجي.يتمتع PLA بخصائص ميكانيكية ممتازة ، على غرار بلاستيك البولي بروبلين ، ويمكن أن يحل محل بلاستيك PP و PET في بعض المجالات.في نفس الوقت ، لديها لمعان جيد ، شفافية ، ملمس وبعض الخصائص المضادة للبكتيريا.

1. الوضع الحالي لإنتاج جيش التحرير الشعبى الصينى

في الوقت الحاضر ، هناك طريقتان لتخليق PLA ، أحدهما هو التكثيف المباشر ، أي أن حمض اللاكتيك يتم تجفيفه مباشرة وتكثيفه تحت درجة حرارة عالية وضغط منخفض.عملية الإنتاج بسيطة ومنخفضة التكلفة ، لكن الكتلة الجزيئية للمنتج غير متساوية ، وتأثير التطبيق العملي ضعيف.والآخر هو بلمرة فتح الحلقة للاكتيد ، وهي طريقة الإنتاج السائدة في الوقت الحاضر.

2. تحلل جيش التحرير الشعبى الصينى

يكون PLA مستقرًا في درجة حرارة الغرفة ، ولكنه يتحلل بسهولة وسرعة إلى ثاني أكسيد الكربون والماء في البيئات ذات درجة الحرارة المرتفعة قليلاً ، والبيئات ذات القاعدة الحمضية ، والبيئات الميكروبية.لذلك ، من خلال التحكم في البيئة والمواد المالئة ، يمكن استخدام منتجات PLA بأمان خلال فترة الصلاحية وتدهورها بمرور الوقت بعد التخلص منها.

تشمل العوامل التي تؤثر على تدهور PLA بشكل أساسي الكتلة الجزيئية ، والحالة البلورية ، والبنية المجهرية ، ودرجة الحرارة والرطوبة البيئية ، وقيمة الأس الهيدروجيني ، ووقت الضوء ، والكائنات الحية الدقيقة البيئية.يمكن أن يؤثر مزج PLA مع مواد أخرى على معدل التحلل.على سبيل المثال ، يمكن أن تؤدي إضافة كمية معينة من دقيق الخشب أو ألياف قش الذرة إلى PLA إلى تسريع معدل التحلل بشكل كبير.

3. خاصية الحاجز لجيش التحرير الشعبى الصينى

يشير الحاجز إلى قدرة المادة على منع مرور الغاز وبخار الماء.الحاجز مهم جدا لمواد التعبئة والتغليف.في الوقت الحاضر ، الأكياس البلاستيكية القابلة للتحلل الأكثر شيوعًا في السوق هي مركب PLA / PBAT.يمكن لخصائص الحاجز المحسّنة لأفلام PLA توسيع مجال التطبيق.تشمل العوامل التي تؤثر على خصائص حاجز PLA بشكل أساسي العوامل الداخلية (التركيب الجزيئي والحالة البلورية) والعوامل الخارجية (درجة الحرارة والرطوبة والقوة الخارجية).

1) سيقلل تسخين فيلم PLA من خاصية الحاجز ، لذا فإن PLA غير مناسب لتغليف الأطعمة التي تتطلب تدفئة.

2) يمكن تمدد جيش التحرير الشعبى الصينى فى نطاق معين لزيادة خاصية الحاجز.عند زيادة نسبة التمدد من 1 إلى 6.5 ، تزداد تبلور PLA بشكل كبير وبالتالي يتم تحسين خاصية الحاجز.

3) يمكن أن تؤدي إضافة بعض الحواجز (مثل الطين والألياف) إلى مصفوفة PLA إلى تحسين خاصية الحاجز لـ PLA.وذلك لأن الحاجز يطيل المسار المنحني لعملية نفاذ الماء أو الغاز للجزيئات الصغيرة.

4) يمكن للطلاء على سطح فيلم PLA تحسين خاصية الحاجز.

4. الخواص الميكانيكية لجيش التحرير الشعبى الصينى

يتمتع جيش التحرير الشعبى الصينى بقوة جيدة ، ولكنه يفتقر إلى المتانة وهو شديد التأثر بالانحناء والتشوه ، الأمر الذي يتطلب عادةً تعديلًا قويًا.من أجل ضمان قابلية التحلل البيولوجي لـ PLA ، عادة ما يتم تقويتها عن طريق مزجها مع راتينج قابل للتحلل.يمكن لـ PBAT و PBS و PCL والمطاط الطبيعي والمواد الأخرى تحسين صلابة PLA.

5. الخصائص البصرية لجيش التحرير الشعبى الصينى

يتمتع PLA بشفافية ولمعان نادرًا في المواد البلاستيكية الأخرى القابلة للتحلل ، والتي يمكن مقارنتها بالسلوفين و PET.إنها مناسبة بشكل خاص للتغليف المرئي ، وتأثير الزخرفة أفضل.بشكل عام ، لا تحتاج شفافية وبريق PLA إلى التحسين ، ويجب الانتباه إلى عدم تقليل شفافيتها الجيدة قدر الإمكان عند تعديل الجوانب الأخرى لضمان رؤية العبوة وتأثير الزخرفة.

6. الخصائص الحرارية لجيش التحرير الشعبى الصينى

الثبات الحراري لمادة PLA يعادل ثبات PVC ، ولكنه أقل من ثبات PP و PE و PS.يتم التحكم في درجة حرارة المعالجة بشكل عام بين 170 ℃ و 230 ، وهي مناسبة للحقن ، والتمدد ، والبثق ، والقولبة بالنفخ ، والطباعة ثلاثية الأبعاد ، وعمليات المعالجة الأخرى.

في عملية المعالجة الفعلية ، يكون معدل تبلور PLA بطيئًا ويتطلب تعديلًا بشكل عام.نظرًا لمعدل التبلور البطيء وانخفاض التبلور ، فإن درجة حرارة التشوه الحراري لـ PLA منخفضة ، مما يحد من تطبيقه في عبوات منتجات التعبئة الساخنة أو التعقيم الحراري.

من أجل زيادة معدل تبلور PLA والبلورة ، يمكن زيادة النقاء البصري لـ PLA قدر الإمكان في وقت الإنتاج.المعالجة بالتلدين هي أيضًا طريقة لتحسين تبلور PLA.بالإضافة إلى ذلك ، يمكن إضافة عوامل النواة لتحسين سلوك التبلور والتبلور ، وبالتالي زيادة درجة حرارة التشوه الحراري وتحسين مقاومتها للحرارة.

7. خصائص مضادة للجراثيم لجيش التحرير الشعبى الصينى

يمكن أن يجعل PLA سطح المنتج يشكل بيئة حمضية ضعيفة ، وله تأثيرات مضادة للبكتيريا ومقاومة للضوء.إذا كان الاستخدام الإضافي للعوامل الأخرى المضادة للبكتيريا يمكن أن يحقق أكثر من 90 ٪ من معدل مضاد للجراثيم ، فيمكن استخدامه لتعبئة المنتجات المضادة للبكتيريا.

تشتمل العوامل المضادة للبكتيريا غير العضوية الشائعة الاستخدام بشكل أساسي على أيونات أو أكاسيد المعادن مثل الفضة والنحاس والزنك.تشمل العوامل المضادة للبكتيريا العضوية الشائعة الاستخدام للتعبئة مركبات الفانيلين أو مركبات إيثيل فانيلين.يجب دراسة سلامة الأغذية للعوامل الأخرى المضادة للبكتيريا.

8. الخواص الكهربائية لجيش التحرير الشعبى الصينى

يمكن تحضير PLA كمركبات بوليمر موصلة عن طريق ملء الجسيمات الموصلة مثل أسود الكربون (CB) أو الأنابيب النانوية الكربونية (CNTs) أو ألياف الكربون (CF) أو الجرافين.تستخدم مركبات البوليمر الموصلة على نطاق واسع في المواد البلاستيكية المضادة للكهرباء الساكنة ، ومواد التدريع الكهرومغناطيسي ، ومواد التسخين ذات درجة الحرارة التي يتم التحكم فيها ذاتيًا ، والمواد ذات معامل درجة الحرارة الإيجابية ، والأجهزة الحساسة بيئيًا.

تتميز مركبات البوليمر الموصلة القائمة على Pla أيضًا بقابلية التحلل والتوافق الحيوي ، والتي يمكن استخدامها في عبوات خاصة مضادة للكهرباء الساكنة ، وتغليف التدريع الكهرومغناطيسي والتعبئة الذكية.يمكن استخدام البوليمر الموصّل القائم على Pla في مستشعرات الغاز أو السائل لاكتشاف معلومات جودة الطعام.