Cos'è il materiale PLA

Che cos'è il materiale PLA?

L'acido polilattico, noto anche come PLA, è un monomero termoplastico derivato da fonti rinnovabili e organiche come l'amido di mais o la canna da zucchero.L'utilizzo di risorse di biomassa rende la produzione di PLA diversa dalla maggior parte delle materie plastiche, che vengono prodotte utilizzando combustibili fossili attraverso la distillazione e la polimerizzazione del petrolio.

Nonostante le differenze di materie prime, il PLA può essere prodotto utilizzando le stesse apparecchiature della plastica petrolchimica, rendendo i processi di produzione del PLA relativamente efficienti in termini di costi.Il PLA è la seconda bioplastica più prodotta (dopo l'amido termoplastico) e ha caratteristiche simili al polipropilene (PP), al polietilene (PE) o al polistirene (PS), oltre ad essere biodegradabile.

L'Istituto dei materiali biodegradabili ha riferito che i materiali PLA hanno buone prospettive applicative nel campo dell'imballaggio, ma non sono perfetti in termini di tenacità, resistenza al calore, proprietà antibatteriche e barriera.Se applicato agli imballaggi per il trasporto, agli imballaggi antibatterici e agli imballaggi intelligenti con requisiti elevati per queste proprietà, deve essere ulteriormente migliorato.Che ne dici dell'applicazione del PLA nel campo del packaging?Quali sono i vantaggi e i limiti?

Queste carenze del PLA possono essere corrette attraverso la copolimerizzazione, la miscelazione, la plastificazione e altre modifiche.Sulla premessa di mantenere i vantaggi trasparenti e degradabili del PLA, può migliorare ulteriormente la degradabilità, la tenacità, la resistenza al calore, la barriera, la conduttività e altre proprietà del PLA, ridurre i costi di produzione e renderlo più ampiamente utilizzato negli imballaggi.
Questa notizia introduce lo stato di avanzamento della ricerca sulla modifica del PLA applicata nel campo del packaging
1. Degradabilità

Il PLA stesso è relativamente stabile a temperatura ambiente, ma è facile da degradare rapidamente in ambienti a temperatura leggermente elevata, ambiente acido-base o ambiente microbico.I fattori che influenzano la degradazione del PLA includono peso molecolare, stato cristallino, microstruttura, temperatura e umidità ambientali, valore del pH, tempo di illuminazione e microrganismi ambientali.

Quando applicato agli imballaggi, il ciclo di degradazione del PLA non è facile da controllare.Ad esempio, a causa della sua degradabilità, i contenitori in PLA sono utilizzati principalmente negli imballaggi per alimenti su scaffali a breve termine.Pertanto, è necessario controllare il tasso di degradazione drogando o miscelando altri materiali nel PLA in base a fattori quali l'ambiente di circolazione del prodotto e la durata di conservazione, in modo da garantire che i prodotti confezionati possano essere protetti in sicurezza entro il periodo di validità e degradati in tempo dopo l'abbandono.

2. Prestazioni della barriera

La barriera è la capacità di bloccare la trasmissione di gas e vapore acqueo, è anche chiamata resistenza all'umidità e ai gas.La barriera è particolarmente importante per l'imballaggio alimentare.Ad esempio, l'imballaggio sottovuoto, l'imballaggio gonfiabile e l'imballaggio in atmosfera modificata richiedono tutti che la barriera dei materiali sia la migliore possibile;La conservazione spontanea in atmosfera controllata di frutta e verdura fresca richiede una diversa permeabilità dei materiali ai gas come ossigeno e anidride carbonica;L'imballaggio a prova di umidità richiede una buona resistenza all'umidità dei materiali;L'imballaggio antiruggine richiede che il materiale possa bloccare gas e umidità.

Rispetto al nylon ad alta barriera e al polivinilidene cloruro, il PLA ha una scarsa barriera all'ossigeno e al vapore acqueo.Quando applicato all'imballaggio, ha una protezione insufficiente per gli alimenti grassi.

3. Resistenza al calore
La scarsa resistenza al calore del materiale PLA è dovuta alla sua lenta velocità di cristallizzazione e alla bassa cristallinità.La temperatura di deformazione termica del PLA amorfo è solo di circa 55 ℃.La paglia di acido polilattico non modificato ha una scarsa resistenza al calore.Pertanto, la paglia PLA è più adatta per bevande calde e fredde e la temperatura di tolleranza è compresa tra -10 ℃ e 50 ℃.

Tuttavia, nell'uso pratico, la cannuccia delle bevande al tè al latte e l'asta di agitazione del caffè devono soddisfare la resistenza al calore superiore a 80 ℃.Ciò richiede una modifica sulla base originale, che può modificare le proprietà del PLA da due aspetti: modifica fisica e chimica.La composizione multipla, l'espansione della catena e la compatibilità, il riempimento inorganico e altre tecnologie possono essere adottate per modificare la scarsa resistenza al calore del PLA stesso e rompere la barriera tecnica del materiale in paglia PLA.

La prestazione specifica è che la lunghezza della catena ramificata del PLA può essere controllata modificando il rapporto di alimentazione del PLA e dell'agente nucleante.Più lunga è la catena ramificata, maggiore è il peso molecolare, maggiore è il TG, la rigidità del materiale è migliorata e la stabilità termica è migliorata, così da migliorare la resistenza al calore del PLA e inibire il comportamento di degradazione termica del PLA.