PLA er en forkortelse for polymælkesyre, en type bionedbrydelig plast. Det syntetiseres typisk gennem kunstige kemiske processer ved hjælp af plantematerialer som f.eks. majsstivelse. PLA udviser fremragende biokompatibilitet og bionedbrydelighed.
Hvordan fremstilles PLA?
Produktionen af PLA involverer typisk følgende trin:
Udvinding af råmaterialer
PLA er fremstillet af sukker, der findes i planter. Det første skridt er at udvinde sukker fra planter, ofte ved hjælp af materialer som majsstivelse og saccharose. Disse materialer vælges på grund af deres høje sukkerindhold, og majs og sukkerrør har store dyrkningsområder med høje udbytter, hvilket gør dem til omkostningseffektive råmaterialer.
Hydrolyse
Stivelse og saccharose er polysaccharider. For at bruge dem som råmaterialer til PLA-produktion skal de hydrolyseres til glukose ved hjælp af enzymer.
Fermentering
Den hydrolyserede glukose undergår i det rette miljø en bakteriel påvirkning, typisk af mælkesyrebakterier. Denne proces omdanner glukose til mælkesyre.
Mælkesyre-polymerisation
Mælkesyre gennemgår en polymerisering for at danne polymælkesyre (PLA). Denne proces involverer kondensationsreaktioner, hvor mælkesyremolekyler kobles sammen og danner lange kæder, som i sidste ende skaber polymeren PLA.
Dannelse af pellets
PLA-polymeren forarbejdes til pellets, der fungerer som råmaterialer til fremstilling af forskellige produkter.
Hvad? Are Than Typer af PLA?
Polymælkesyre (PLA) kan kategoriseres i forskellige typer baseret på dens kemiske struktur:
PLLA (poly-L-mælkesyre)
PLLA er den mest almindelige form for PLA. Det har et højere smeltepunkt og en høj krystallinitet. Det bruges ofte i scenarier, der kræver høj styrke og stivhed, som f.eks. produktion af medicinske implantater og suturer.
PDLA (poly-D-mælkesyre)
I modsætning til PLLA har PDLA et lavere smeltepunkt og en lavere krystallinitet. Det bruges sjældent alene, men blandes ofte med PLLA for at justere materialets egenskaber og forbedre PLLA's ydeevne, f.eks. ved at forbedre fleksibiliteten.
PDLLA (poly-DL-mælkesyre)
PDLLA er en blanding af både PLLA og PDLA. Kombinationen resulterer i varierende grader af ændringer i materialets mekaniske styrke, krystallinitet, bionedbrydelighed osv. Denne alsidighed gør det muligt for PLA at finde udbredte anvendelser inden for forskellige områder, herunder emballage, biomedicinske anvendelser, 3D-print og meget mere.
PLA's egenskaber
Høj stivhed
PLA er et materiale, der er kendt for sin høje stivhed, hvilket gør det velegnet til forskellige strukturelle anvendelser. Det er ideelt til fremstilling af lette, men stærke komponenter.
Lavt smeltepunkt
PLA har et lavt smeltepunkt, hvilket gør det meget bearbejdeligt. Dets evne til at smelte ved lavere temperaturer gør det til et populært valg til sprøjtestøbning og 3D-printning.
Gode æstetiske egenskaber
PLA udviser god gennemsigtighed og glans, hvilket resulterer i æstetisk tiltalende produkter, når det bruges som råmateriale. Desuden er dets tekstur glattere end mange andre plastmaterialer, hvilket gør det velegnet til fremstilling af dekorative genstande.
Lav UV- og temperaturbestandighed
PLA har relativt dårlig modstandsdygtighed over for UV-stråler og høje temperaturer. Derfor er dette materiale ikke egnet til langvarig udsættelse for sollys eller miljøer med høje temperaturer. Det er vigtigt at overveje dette aspekt, når man bruger produkter fremstillet af PLA.
Kemisk modstandsdygtighed
PLA har god modstandsdygtighed over for typiske sure og basiske stoffer (såsom saltsyre, svovlsyre, natriumhydroxid osv.). Stabiliteten kan dog variere i forskellige kemiske miljøer, så det er tilrådeligt at følge producentens anbefalinger, når man bruger eller opbevarer PLA-fremstillede produkter.
Dimensionel stabilitet
PLA bevarer dimensionsstabiliteten under fremstillings- og brugsprocesserne og minimerer betydelige deformationer.
Krystallinitet
Som en semikrystallinsk polymer påvirker PLA's krystallinitet dens fysiske egenskaber. Højere krystallinitet betyder generelt øget styrke og hårdhed.
Styrke
PLA har høj styrke, hvilket gør det velegnet til en lang række anvendelser, herunder prototyper og strukturelle komponenter.
Fordele ved PLA
Vedvarende ressource
PLA er en vedvarende ressource, fordi de vigtigste råmaterialer kommer fra planter. I modsætning til konventionel plast, som stammer fra olie, gør PLA's brug af plantebaserede materialer det mere miljøvenligt og reducerer spild af naturressourcer.
Lave kulstofemissioner
Produktionsprocessen for PLA er ikke afhængig af fossile brændstoffer, hvilket resulterer i færre CO2-udledninger under fremstillingen og reducerer CO2-fodaftrykket.
Bionedbrydelighed
PLA kan nedbrydes naturligt i det rette miljø uden at producere skadelige stoffer til miljøet. Det bliver ikke hængende i jord eller havvand, hvilket forhindrer jordforurening eller skader på livet i havet.
Ikke-giftig
Produktionen af PLA kræver typisk ikke brug af giftige tilsætningsstoffer eller katalysatorer. Derfor er PLA ugiftigt og udsender ikke skadelige gasser under anvendelsen i områder som medicinsk udstyr eller videoemballage.
Ulemper af PLA
Højere omkostninger
Sammenlignet med almindelig plast har PLA højere råvareomkostninger og en mere kompleks produktionsproces, hvilket resulterer i højere produktions- og forbrugsomkostninger.
Lav varmestabilitet
PLA har lavere varmestabilitet, typisk omkring 150-160 grader Celsius. Det betyder, at PLA under høje temperaturer kan blive blødt og miste formstabiliteten. Derfor er det ikke egnet til brug i højtemperaturmiljøer eller applikationer, der kræver varmebestandighed.
Skørhed
PLA udviser relativ skørhed, især ved lave temperaturer. Det gør det potentielt mindre holdbart i nogle anvendelser sammenlignet med andre plasttyper, især i koldt vejr.
Bionedbrydningshastighed
Selvom PLA kan nedbrydes, påvirkes nedbrydningshastigheden i faktiske miljøer af forskellige faktorer, herunder temperatur, fugtighed og tilstedeværelsen af mikroorganismer. I nogle miljøer kan nedbrydningshastigheden for PLA være relativt langsom, hvilket fører til potentielle miljømæssige rester.
Vanskeligheder med genbrug
På trods af at PLA er et biologisk nedbrydeligt materiale, er det en udfordring at adskille det under selve genbrugsprocessen, når det blandes med anden plast. Denne vanskelighed gør genbrug af PLA-materialer kompliceret.
Anvendelse af PLA
Emballage til fødevarer
PLA's ugiftige og biologisk nedbrydelige natur gør det til et ideelt valg til fødevareemballage. PLA-materiale kan bruges til at skabe engangskopper, skåle og andre redskaber.
Kosmetisk Emballage
PLA er med sin fremragende gennemsigtighed, glans og formbarhed velegnet til kosmetisk emballage.
3D-udskrivning
På grund af det lave smeltepunkt, den nemme forarbejdning og den ugiftige natur er PLA meget udbredt inden for 3D-printning. Det udsender ikke giftige gasser, når det opvarmes, hvilket gør det til et populært valg.
Tekstilindustrien
Fibre fremstillet af PLA kan bruges i tekstilindustrien til at producere biobaserede stoffer. Brug af dette materiale hjælper med at reducere afhængigheden af traditionelle syntetiske fibre og mindsker efterspørgslen efter olie.
Medicinsk udstyr
Med sin biokompatibilitet, bionedbrydelighed og alsidighed bruges PLA til fremstilling af medicinske implantater og udstyr. Anvendelserne omfatter ortopædiske implantater, suturer og stilladser.
Udvikling af prototyper
På grund af den nemme forarbejdning, omkostningseffektiviteten og den fremragende ydeevne ved 3D-printning bruges PLA ofte til prototyper. Fremstilling af prototyper ved hjælp af 3D-printning med PLA kan effektivt reducere omkostningerne til forsøg og fejl, før man går videre til masseproduktion af visse produkter.
Metoder til endelig bortskaffelse af PLA
Genbrug
PLA-materialer kan genbruges, og det genbrugte PLA kan bruges til at fremstille nye PLA-materialer, hvilket reducerer efterspørgslen efter råmaterialer.
Kompostering
I et industrielt komposteringsmiljø kan PLA-materialer nedbrydes til vand og kuldioxid uden at efterlade skadelige rester.
Forbrænding
PLA-materialer kan også forarbejdes gennem forbrænding. Biprodukterne fra PLA-forbrænding er vand og kuldioxid, hvilket gør det miljøvenligt. Forbrændingsprocessen skal dog finde sted i specialiserede forbrændingsanlæg.
Losseplads
Deponi er ikke den mest ideelle bortskaffelsesmetode for PLA. På traditionelle lossepladser, hvor der er mangel på ilt og passende luftfugtighed, kan PLA ikke nedbrydes effektivt, hvilket fører til ophobning i jorden.
Fremtiden for PLA
Den fremtidige udvikling af PLA rummer mange lovende muligheder.
Forbedring af biologisk nedbrydelighed
En af de primære grunde til at bruge PLA-materialer er deres miljøvenlighed. Der er dog betydelig plads til forbedring af PLA's bionedbrydelighed. I fremtiden kan fremskridt i PLA's molekylære struktur og tilsætning af bionedbrydningsforstærkere forbedre den samlede bionedbrydelighed.
Forbedring af varmestabilitet og sejhed
PLA har i øjeblikket relativt lav varmestabilitet og sejhed. Fremtidige fremskridt kan indebære anvendelse af nye produktionsprocesser og brug af nye tilsætningsstoffer for at forbedre PLA's varmestabilitet og sejhed. Det vil udvide anvendelsesmulighederne på tværs af forskellige industrier.
Forbedring af genbrugsmetoder
Den nuværende genanvendelse af PLA er udfordrende, primært fordi det er svært at skelne fra almindelig plast under genanvendelsesprocessen. Fremtidige forbedringer af genanvendelsesprocesser og -metoder kan hjælpe med at reducere efterspørgslen efter PLA-råmaterialer og dermed øge ressourceeffektiviteten.
Reduktion af produktionsomkostninger
De nuværende produktionsomkostninger for PLA er relativt høje. Efterhånden som flere fabrikker går i gang med PLA-produktion, forventes teknologiske innovationer at medføre omkostningsreduktioner og forbedre PLA's konkurrenceevne.
Stigende mangfoldighed af biobaserede råmaterialer
De nuværende råmaterialer til PLA-produktion er relativt begrænsede, og majsstivelse er det mest anvendte. Det giver anledning til bekymring for indvirkningen på majs som en vigtig fødevareforsyning. I fremtiden kan indsatsen for at producere PLA fra en bredere vifte af planter på en omkostningseffektiv måde løse dette problem effektivt.
Konklusion
I lyset af en stadig mere miljøbevidst forbrugerbase finder PLA (polymælkesyre) stadig flere anvendelsesmuligheder. At forstå PLA er afgørende for at kunne træffe informerede valg, når man køber produkter fremstillet af dette materiale. Vi håber, at du efter at have læst denne artikel vil have en omfattende forståelse af PLA. Hvis du har yderligere spørgsmål om PLA, er du velkommen til at kontakte os via Reanpackaging. Vi vil med glæde give dig svar. Hvis du ønsker at købe emballage fremstillet af PLA, kan du søge efter PLA på vores produktside. Vi vil straks kontakte dig, når vi har modtaget din forespørgsel.
OFTE STILLEDE SPØRGSMÅL
Strategier til at forbedre PLA-egenskaber
Plastificering
Brugen af egnede blødgørere kan forbedre PLA's fleksibilitet og bearbejdelighed. Almindelige blødgørere omfatter blødgøringsmidler og hærdningsmidler. Blødgøringsmidler forbedrer PLA's plasticitet, reducerer dets glasovergangstemperatur og øger dermed fleksibiliteten. Hærdningsmidler øger PLA's sejhed, gør det mere slagfast og bremser udbredelsen af revner.
Mineralske fyldstoffer
Introduktion af mineralske fyldstoffer som nanopartikler og fibre kan øge PLA's hårdhed, styrke og slidstyrke. Mineralske fyldstoffer forbedrer PLA's struktur på molekylært niveau og forbedrer dets mekaniske egenskaber.
Effektmodifikatorer
Indarbejdelse af slagmodifikatorer som modificerede polymerer eller elastomerer kan forbedre PLA's slagfasthed. Slagmodifikatorer absorberer anslagsenergi, forhindrer revnedannelse og forbedrer PLA's slagfasthed.
Blanding af polymerer
Ved at blande PLA med andre egnede polymerer kan man justere forskellige egenskaber, f.eks. forbedre den termiske stabilitet og den mekaniske ydeevne.
Er PLA-plast en god idé? Than Rret CHylde Feller My BRand?
Ja, i dagens forbrugerlandskab er miljøbevidsthed en voksende bekymring. At vælge PLA som et miljøvenligt materiale foretrækkes af forbrugerne og forbedrer dit brands image som socialt ansvarligt. Denne beslutning kommunikerer til forbrugerne, at dit brand er engageret i miljømæssig ansvarlighed.
Er It Safe To Use PLA Produkter In A MMikrobølgeovn Oven?
I de fleste tilfælde er det sikkert at bruge PLA-produkter i en mikrobølgeovn. Det er dog vigtigt at tage hensyn til det specifikke PLA-produkt og følge producentens retningslinjer for brug. Nogle PLA-produkter kan være forsynet med et særligt mikrobølgesymbol, der angiver, at de er egnede til brug i mikrobølgeovn. Se altid efter dette symbol for at sikre sikker brug.
Hvorfor? Is PLA Also Kkendt As "majsplastik"?
PLA kaldes ofte "majsplast", fordi et af de primære råmaterialer udvindes af majsstivelse.
Hvad er alternativerne til PLA?
Der er flere alternativer, som kan erstatte PLA, og de har hver deres fordele og ulemper i forhold til specifikke anvendelser og krav til ydeevne. Her er nogle almindelige alternativer til PLA:
Polyethylen
Typer: Højdensitetspolyethylen (HDPE), lavdensitetspolyethylen (LDPE), lineær lavdensitetspolyethylen (LLDPE) osv.
Egenskaber: Polyethylen er en almindelig oliebaseret plast med god kemikaliebestandighed, slidstyrke og elektrisk isolering. Det er dog ikke lige så biologisk nedbrydeligt som PLA.
Polypropylen
Funktioner: Polypropylen er en anden almindelig plast med et højere smeltepunkt og trækstyrke. Det er mindre bionedbrydeligt end PLA, men kan være mere velegnet til specifikke anvendelser.
Polyvinylklorid (PVC)
Funktioner: PVC er et alsidigt plastmateriale, der er meget brugt i bygge-, medicinal- og emballageindustrien. Produktion og bortskaffelse af PVC kan dog medføre frigivelse af giftige gasser, hvilket giver anledning til miljø- og sundhedsmæssige bekymringer.
Bioplast
Typer: Ud over PLA findes der andre bioplaster som polyethylenfuranoat (PEF), polyhydroxyalkanoater (PHA) osv.
Egenskaber: Disse plasttyper er normalt helt eller delvist baseret på biomasse og har vedvarende og bionedbrydelige egenskaber. De kan fungere som alternativer til PLA i visse anvendelser.
Polyester
Typer: Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT) osv.
Egenskaber: PET bruges i vid udstrækning til drikkevarer på flaske, mens PBT er almindeligt i elektroniske komponenter og bilkomponenter. Disse plasttyper har gode egenskaber med hensyn til formbarhed og mekanisk ydeevne, men er generelt ikke lige så biologisk nedbrydelige som PLA.
Polyetheretherketon (PEEK)
Funktioner: PEEK er en højtydende teknisk plast med fremragende varmebestandighed, kemisk stabilitet og mekaniske egenskaber. Det er velegnet til krævende industrielle anvendelser, men er ikke lige så bionedbrydeligt som PLA.
Stivelsesbaseret plast
Egenskaber: Disse plasttyper er typisk en blanding af stivelse og andre polymerer og er biologisk nedbrydelige. Men deres ydeevne kan være påvirket af følsomhed over for fugt og dårlig varmebestandighed.
Flere ressourcer:
Polymælkesyre - Kilde: wikipedia
HVAD ER PLA? - Kilde:twi-global
