PLA 101: Průvodce PLA, který byste měli znát

PLA je zkratka pro kyselinu polymléčnou, druh biologicky odbouratelného plastu. Obvykle se syntetizuje umělými chemickými procesy za použití rostlinných materiálů, jako je kukuřičný škrob. PLA vykazuje vynikající biokompatibilitu a biologickou rozložitelnost.

Jak se PLA vyrábí?

Výroba PLA obvykle zahrnuje následující kroky:

Extrakce surovin

PLA se získává z cukrů obsažených v rostlinách. Prvním krokem je extrakce cukrů z rostlin, často se používají materiály jako kukuřičný škrob a sacharóza. Tyto materiály se vybírají kvůli vysokému obsahu cukru a kukuřice a cukrová třtina mají rozsáhlé pěstitelské plochy s vysokými výnosy, což z nich činí cenově výhodné suroviny.

Hydrolýza

Škrob a sacharóza jsou polysacharidy. Aby mohly být použity jako suroviny pro výrobu PLA, musí být pomocí enzymů hydrolyzovány na glukózu.

Kvašení

Hydrolyzovaná glukóza ve správném prostředí podléhá bakteriálnímu působení, obvykle bakteriemi mléčného kvašení. Tento proces přeměňuje glukózu na kyselinu mléčnou.

Polymerizace kyseliny mléčné

Kyselina mléčná podléhá polymeraci za vzniku kyseliny polymléčné (PLA). Tento proces zahrnuje kondenzační reakce, při nichž se molekuly kyseliny mléčné spojují do dlouhých řetězců a nakonec vytvářejí polymer PLA.

Tvorba pelet

Polymer PLA se zpracovává na pelety, které slouží jako surovina pro výrobu různých výrobků.

Co Ana Ton Typy PLA?

Kyselinu polymléčnou (PLA) lze rozdělit do různých typů podle její chemické struktury:

PLLA (kyselina poly-L-mléčná)

PLLA je nejběžnější formou PLA. Má vyšší bod tání a vysokou krystalinitu. Často se používá ve scénářích, které vyžadují vysokou pevnost a tuhost, například při výrobě lékařských implantátů a stehů.

PDLA (kyselina poly-D-mléčná)

Na rozdíl od PLLA má PDLA nižší bod tání a nižší krystalinitu. Zřídka se používá samostatně, ale často se mísí s PLLA, aby se upravily vlastnosti materiálu a zlepšily se vlastnosti PLLA, například se zlepšila jeho pružnost.

PDLLA (kyselina poly-draselná)

PDLLA je směs složená z PLLA a PDLA. Výsledkem této kombinace jsou různé stupně změn mechanické pevnosti materiálu, krystalinity, biologické rozložitelnosti atd. Díky této univerzálnosti nachází PLA široké uplatnění v různých oblastech, včetně obalů, biomedicínských aplikací, 3D tisku a dalších.

Vlastnosti PLA

Vysoká tuhost

PLA je materiál známý svou vysokou tuhostí, takže je vhodný pro různé konstrukční aplikace. Je ideální pro výrobu lehkých, ale pevných součástí.

Nízký bod tání

PLA má nízký bod tání, takže je velmi dobře zpracovatelný. Díky své schopnosti tát při nižších teplotách je oblíbenou volbou pro vstřikování a 3D tisk.

Dobré estetické vlastnosti

PLA vykazuje dobrou průhlednost a lesk, což při použití jako suroviny vede k esteticky příjemným výrobkům. Kromě toho je jeho struktura hladší než u mnoha jiných plastů, takže je vhodný pro výrobu dekorativních předmětů.

Nízká odolnost vůči UV záření a teplotám

PLA je poměrně málo odolný vůči UV záření a vysokým teplotám. Proto není tento materiál vhodný pro dlouhodobé vystavení slunečnímu záření nebo pro prostředí s vysokými teplotami. Při používání výrobků z PLA je nezbytné tento aspekt zohlednit.

Chemická odolnost

PLA má dobrou odolnost vůči typickým kyselým a zásaditým látkám (např. kyselina chlorovodíková, kyselina sírová, hydroxid sodný atd.). Stabilita se však může v různých chemických prostředích lišit, proto je vhodné při používání nebo skladování výrobků z PLA dodržovat doporučení výrobce.

Rozměrová stabilita

PLA si zachovává rozměrovou stabilitu během výrobního procesu a používání a minimalizuje výrazné deformace.

Krystalinita

Krystalinita PLA jako semikrystalického polymeru ovlivňuje jeho fyzikální vlastnosti. Vyšší krystalinita obecně znamená vyšší pevnost a tvrdost.

Síla

PLA vykazuje vysokou pevnost, takže je vhodný pro širokou škálu aplikací, včetně výroby prototypů a konstrukčních prvků.

Výhody PLA

Obnovitelný zdroj

PLA je obnovitelný zdroj, protože jeho hlavní suroviny pocházejí z rostlin. Na rozdíl od běžných plastů, které se získávají z ropy, je PLA díky použití rostlinných materiálů šetrnější k životnímu prostředí a snižuje plýtvání přírodními zdroji.

Nízké emise uhlíku

Výrobní proces PLA není závislý na fosilních palivech, což vede ke snížení emisí uhlíku během výroby a snížení uhlíkové stopy.

Biologická rozložitelnost

PLA se ve správném prostředí přirozeně rozkládá, aniž by produkoval škodlivé látky pro životní prostředí. Nezůstává v půdě ani v mořské vodě, čímž zabraňuje znečištění půdy nebo poškození mořských živočichů.

Netoxické

Výroba PLA obvykle nevyžaduje použití toxických přísad nebo katalyzátorů. Proto je PLA netoxický a při jeho použití v oblastech, jako je zdravotnické vybavení nebo obaly pro video, se neuvolňují škodlivé plyny.

Nevýhody PLA

Vyšší náklady

V porovnání s běžnými plasty má PLA vyšší náklady na suroviny a složitější výrobní proces, což vede k vyšším výrobním a provozním nákladům.

Nízká tepelná stabilita

PLA má nižší tepelnou stabilitu, obvykle kolem 150-160 stupňů Celsia. To znamená, že při vysokých teplotách může PLA měknout a ztrácet tvarovou stálost. Proto není vhodný pro použití v prostředí s vysokými teplotami nebo v aplikacích vyžadujících tepelnou odolnost.

Křehkost

PLA vykazuje relativní křehkost, zejména při nízkých teplotách. To jej činí potenciálně méně odolným v některých aplikacích ve srovnání s jinými plasty, zejména v chladných klimatických podmínkách.

Rychlost biologické degradace

Ačkoli PLA může degradovat, rychlost jeho degradace v reálném prostředí je ovlivněna různými faktory, včetně teploty, vlhkosti a přítomnosti mikroorganismů. V některých prostředích může být rychlost degradace PLA relativně pomalá, což může vést k potenciálnímu vzniku zbytků v životním prostředí.

Obtížnost recyklace

Přestože se jedná o biologicky rozložitelný materiál, při samotném procesu recyklace je PLA ve směsi s jinými plasty obtížně oddělitelný. Tato obtížnost komplikuje recyklaci materiálů PLA.

Aplikace PLA

Obaly na potraviny

PLA je díky své netoxické a biologicky odbouratelné povaze ideální volbou pro obaly na potraviny. Z materiálu PLA lze vyrábět jednorázové kelímky, misky a další nádobí.

Kosmetika Balení

PLA je díky své vynikající průhlednosti, lesku a tvarovatelnosti vhodný pro použití v kosmetických obalech.

3D tisk

Díky nízkému bodu tání, snadnému zpracování a netoxičnosti je PLA široce používán v oblasti 3D tisku. Při zahřívání nevypouští toxické plyny, což z něj činí oblíbenou volbu.

Textilní průmysl

Vlákna vyrobená z PLA lze použít v textilním průmyslu k výrobě tkanin na biologické bázi. Využití tohoto materiálu pomáhá snížit závislost na tradičních syntetických vláknech a snižuje poptávku po ropě.

Zdravotnické prostředky

Díky své biokompatibilitě, biologické rozložitelnosti a univerzálnosti se PLA používá při výrobě lékařských implantátů a přístrojů. Mezi aplikace patří ortopedické implantáty, šicí materiály a scaffoldy.

Vytváření prototypů

Díky snadnému zpracování, cenové výhodnosti a vynikajícímu výkonu při 3D tisku se PLA běžně používá při výrobě prototypů. Výroba prototypů pomocí 3D tisku z PLA může účinně snížit náklady na pokusy a omyly před přechodem na hromadnou výrobu určitých výrobků.

Metody konečné likvidace PLA

Recyklace

Materiály PLA lze recyklovat a recyklovaný PLA lze použít k výrobě nových materiálů PLA, čímž se snižuje poptávka po surovinách.

Kompostování

V průmyslovém kompostovacím prostředí se materiály PLA rozkládají na vodu a oxid uhličitý a nezanechávají žádné škodlivé zbytky.

Spalovna

Materiály PLA lze také zpracovávat spalováním. Vedlejšími produkty spalování PLA jsou voda a oxid uhličitý, takže je šetrné k životnímu prostředí. Proces spalování by však měl probíhat ve specializovaných spalovnách.

Skládka

Skládkování není pro PLA nejideálnější způsob likvidace. Na tradičních skládkách, kde je nedostatek kyslíku a vhodná vlhkost, se PLA nemusí účinně rozkládat, což vede k jeho hromadění v půdě.

Budoucnost PLA

Budoucí vývoj PLA se ubírá mnoha slibnými směry.

Zlepšení biologické rozložitelnosti

Jedním z hlavních důvodů pro používání materiálů PLA je jejich šetrnost k životnímu prostředí. Biologická odbouratelnost PLA se však ještě může výrazně zlepšit. V budoucnu by pokrok v molekulární struktuře PLA a přidání látek zvyšujících biologickou rozložitelnost mohly zlepšit jeho celkovou biologickou rozložitelnost.

Zlepšení tepelné stability a houževnatosti

PLA v současnosti vykazuje poměrně nízkou tepelnou stabilitu a houževnatost. Budoucí pokrok může zahrnovat použití nových výrobních postupů a nových přísad pro zvýšení tepelné stability a houževnatosti PLA. Tím by se rozšířilo jeho využití v různých průmyslových odvětvích.

Zlepšení metod recyklace

Současná recyklace PLA je náročná především proto, že je během recyklačního procesu obtížně odlišitelný od běžných plastů. Budoucí zdokonalení recyklačních procesů a metod může pomoci snížit poptávku po surovinách z PLA, a tím zvýšit efektivitu využívání zdrojů.

Snížení výrobních nákladů

Současné výrobní náklady PLA jsou poměrně vysoké. Očekává se, že technologické inovace přinesou snížení nákladů a zvýší konkurenceschopnost PLA, protože se do výroby PLA zapojí více továren.

Zvyšující se rozmanitost surovin na bázi bioproduktů

Současné suroviny pro výrobu PLA jsou poměrně omezené, nejčastěji se používá kukuřičný škrob. To vyvolává obavy o dopad na kukuřici jako klíčovou potravinu. V budoucnu by tento problém mohlo účinně řešit úsilí o výrobu PLA z širšího spektra rostlin nákladově efektivním způsobem.

Závěr

Vzhledem k rostoucímu zájmu spotřebitelů o životní prostředí nachází PLA (kyselina polymléčná) stále širší uplatnění. Porozumění PLA je zásadní pro informované rozhodování při nákupu výrobků z tohoto materiálu. Doufáme, že po přečtení tohoto článku budete mít o PLA ucelenou představu. Pokud máte další otázky týkající se PLA, neváhejte se na nás obrátit prostřednictvím Přebalování. Rádi vám poskytneme odpovědi. Pokud si chcete pořídit obaly z PLA, můžete vyhledávat PLA na naší stránce produktů. Po obdržení vašeho dotazu vás budeme neprodleně kontaktovat.

ČASTO KLADENÉ DOTAZY

Strategie pro zlepšení vlastností PLA

Plastifikace

Použití vhodných změkčovadel může zvýšit pružnost a zpracovatelnost PLA. Mezi běžná změkčovadla patří změkčovadla a zpevňovadla. Plastifikační činidla zlepšují plasticitu PLA, snižují jeho teplotu skelného přechodu, a tím zvyšují jeho pružnost. Tvrdidla zvyšují houževnatost PLA, čímž se zvyšuje jeho odolnost proti nárazu a zpomaluje se šíření trhlin.

Minerální výplně

Zavedení minerálních plniv, jako jsou nanočástice a vlákna, může zvýšit tvrdost, pevnost a odolnost proti opotřebení PLA. Minerální plniva zlepšují strukturu PLA na molekulární úrovni, čímž zlepšují jeho mechanické vlastnosti.

Modifikátory nárazu

Začlenění modifikátorů nárazu, jako jsou modifikované polymery nebo elastomery, může zvýšit odolnost PLA proti nárazu. Modifikátory nárazu absorbují energii nárazu, čímž zabraňují šíření trhlin a zvyšují odolnost PLA proti nárazu.

Míchání polymerů

Míchání PLA s jinými vhodnými polymery umožňuje upravit různé vlastnosti, například zlepšit tepelnou stabilitu a mechanické vlastnosti.

Je plast PLA Ton Right Choice Fnebo My Brand?

Ano, v dnešní době spotřebitelů je ekologické povědomí stále větším problémem. Výběr PLA jako ekologického materiálu je spotřebiteli upřednostňován, což zvyšuje image vaší značky jako společensky odpovědné. Toto rozhodnutí spotřebitelům sděluje, že se vaše značka zavázala k odpovědnosti vůči životnímu prostředí.

Je It Safe To Use PLA Produkty In A Microwave Oven?

Ve většině případů je používání výrobků z PLA v mikrovlnné troubě bezpečné. Je však nutné vzít v úvahu konkrétní výrobek PLA a dodržovat pokyny výrobce pro použití. Některé výrobky z PLA mohou být označeny specifickým symbolem pro mikrovlnnou troubu, který označuje jejich vhodnost pro použití v mikrovlnné troubě. Tento symbol vždy zkontrolujte, abyste zajistili bezpečné použití.

Proč Is PLA Also Kznámé A"Kukuřičný plast"?

PLA se běžně označuje jako "kukuřičný plast", protože jedna z jeho primárních surovin se získává z kukuřičného škrobu.

Jaké jsou alternativy k PLA?

Existuje několik alternativ, které mohou nahradit PLA, přičemž každá z nich má své výhody a nevýhody pro konkrétní aplikace a požadavky na výkon. Zde jsou některé běžné alternativy k PLA:

Polyethylen

Typy: Polyethylen vysoké hustoty (HDPE), polyethylen nízké hustoty (LDPE), lineární polyethylen nízké hustoty (LLDPE) atd.

Vlastnosti: Polyethylen je běžný plast na bázi ropy s dobrou chemickou odolností, odolností proti oděru a elektrickou izolací. Postrádá však biologickou rozložitelnost jako PLA.

Polypropylen

Vlastnosti: Polypropylen je další běžný plast s vyšším bodem tání a pevností v tahu. Ve srovnání s PLA je méně biologicky odbouratelný, ale může být vhodnější pro specifické aplikace.

Polyvinylchlorid (PVC)

Vlastnosti: PVC je univerzální plast, který se hojně používá ve stavebnictví, zdravotnictví a obalovém průmyslu. Při výrobě a likvidaci PVC však může docházet k uvolňování toxických plynů, což vyvolává obavy o životní prostředí a zdraví.

Bioplasty

Typy: Kromě PLA existují i další bioplasty, např. polyethylen-furanát (PEF), polyhydroxyalkanoáty (PHA) atd.

Vlastnosti: Tyto plasty jsou obvykle částečně nebo zcela založeny na biomase a mají obnovitelné a biologicky odbouratelné vlastnosti. V určitých aplikacích mohou sloužit jako alternativa k PLA.

Polyester

Typy: Polyethylentereftalát (PET), polybutylentereftalát (PBT) atd.

Vlastnosti: PET se hojně používá pro výrobu nápojů v lahvích, zatímco PBT se běžně používá v elektronických a automobilových součástkách. Tyto plasty vykazují dobré vlastnosti, pokud jde o kujnost a mechanické vlastnosti, ale obecně postrádají biologickou rozložitelnost PLA.

Polyetheretherketon (PEEK)

Vlastnosti: PEEK je vysoce výkonný konstrukční plast s vynikající tepelnou odolností, chemickou stabilitou a mechanickými vlastnostmi. Je vhodný pro náročné průmyslové aplikace, ale postrádá biologickou odbouratelnost PLA.

Plasty na bázi škrobu

Vlastnosti: Tyto plasty jsou obvykle směsí škrobu a dalších polymerů a jsou biologicky odbouratelné. Jejich vlastnosti však mohou být ovlivněny citlivostí na vlhkost a nízkou tepelnou odolností.

Další zdroje:

Kyselina polymléčná - Zdroj: Wikipedia

CO JE PLA? - Zdroj: twi-global