PLA 101: de PLA-handleiding die je moet kennen

PLA is de afkorting voor polymelkzuur, een soort biologisch afbreekbaar plastic. Het wordt meestal gesynthetiseerd door middel van kunstmatige chemische processen met behulp van plantaardige materialen zoals maïszetmeel. PLA vertoont een uitstekende biocompatibiliteit en biologische afbreekbaarheid.

Hoe wordt PLA gemaakt?

De productie van PLA omvat gewoonlijk de volgende stappen:

Grondstofwinning

PLA is afgeleid van suikers uit planten. De eerste stap is het extraheren van suikers uit planten, vaak met behulp van materialen zoals maïszetmeel en sucrose. Deze materialen worden gekozen vanwege hun hoge suikergehalte en maïs en suikerriet hebben grote teeltgebieden met hoge opbrengsten, waardoor het kosteneffectieve grondstoffen zijn.

Hydrolyse

Zetmeel en sucrose zijn polysachariden. Om ze als grondstof voor PLA-productie te gebruiken, moeten ze met behulp van enzymen gehydrolyseerd worden tot glucose.

Gisting

De gehydrolyseerde glucose ondergaat in de juiste omgeving bacteriële actie, meestal door melkzuurbacteriën. Dit proces zet glucose om in melkzuur.

Melkzuurpolymerisatie

Melkzuur ondergaat polymerisatie om polymelkzuur (PLA) te vormen. Dit proces omvat condensatiereacties waarbij melkzuurmoleculen aan elkaar worden gekoppeld tot lange ketens, waardoor uiteindelijk het polymeer PLA ontstaat.

Korrelvorming

Het PLA-polymeer wordt verwerkt tot pellets, die dienen als grondstof voor de productie van verschillende producten.

Wat Are Te Tsoorten PLA?

Polymelkzuur (PLA) kan worden onderverdeeld in verschillende soorten op basis van zijn chemische structuur:

PLLA (poly-L-Lactinezuur)

PLLA is de meest voorkomende vorm van PLA. Het heeft een hoger smeltpunt en een hoge kristalliniteit. Het wordt vaak gebruikt in scenario's die een hoge sterkte en stijfheid vereisen, zoals de productie van medische implantaten en hechtingen.

PDLA (Poly-D-Lactinezuur)

In tegenstelling tot PLLA heeft PDLA een lager smeltpunt en een lagere kristalliniteit. Het wordt zelden alleen gebruikt, maar vaak gemengd met PLLA om de eigenschappen van het materiaal aan te passen en de prestaties van PLLA te verbeteren, zoals het verbeteren van de flexibiliteit.

PDLLA (poly-DL-Lactinezuur)

PDLLA is een mengsel van zowel PLLA als PDLA. De combinatie resulteert in verschillende mate van verandering in de mechanische sterkte, kristalliniteit, biologische afbreekbaarheid, enz. van het materiaal. Dankzij deze veelzijdigheid vindt PLA wijdverspreide toepassingen op verschillende gebieden, waaronder verpakking, biomedische toepassingen, 3D-printen en nog veel meer.

PLA-eigenschappen

Hoge stijfheid

PLA is een materiaal dat bekend staat om zijn hoge stijfheid, waardoor het geschikt is voor verschillende structurele toepassingen. Het is ideaal voor de productie van lichte maar sterke onderdelen.

Laag smeltpunt

PLA heeft een laag smeltpunt, waardoor het zeer goed verwerkbaar is. Het vermogen om te smelten bij lagere temperaturen maakt het een populaire keuze voor spuitgieten en 3D-printen.

Goede esthetische eigenschappen

PLA vertoont een goede transparantie en glans, wat bij gebruik als grondstof resulteert in esthetisch aantrekkelijke producten. Bovendien is de textuur gladder dan die van veel andere kunststoffen, waardoor het geschikt is voor het maken van decoratieve voorwerpen.

Lage UV- en temperatuurbestendigheid

PLA is relatief slecht bestand tegen UV-stralen en hoge temperaturen. Daarom is dit materiaal niet geschikt voor langdurige blootstelling aan zonlicht of omgevingen met hoge temperaturen. Het is cruciaal om met dit aspect rekening te houden bij het gebruik van producten gemaakt van PLA.

Chemische weerstand

PLA is goed bestand tegen typische zure en alkalische stoffen (zoals zoutzuur, zwavelzuur, natriumhydroxide enz.). De stabiliteit kan echter variëren in verschillende chemische omgevingen, dus het is raadzaam om de aanbevelingen van de fabrikant te volgen bij het gebruik of de opslag van PLA-producten.

Dimensionale stabiliteit

PLA behoudt dimensionale stabiliteit tijdens het productie- en gebruiksproces, waardoor significante vervormingen tot een minimum beperkt blijven.

Kristalliniteit

Als semikristallijn polymeer beïnvloedt de kristalliniteit van PLA de fysische eigenschappen. Een hogere kristalliniteit betekent over het algemeen een hogere sterkte en hardheid.

Sterkte

PLA heeft een hoge sterkte, waardoor het geschikt is voor een groot aantal toepassingen, waaronder prototypes en structurele onderdelen.

Voordelen van PLA

Hernieuwbare bron

PLA is een hernieuwbare grondstof omdat de belangrijkste grondstoffen afkomstig zijn van planten. In tegenstelling tot conventionele kunststoffen, die afkomstig zijn van aardolie, is PLA milieuvriendelijker door het gebruik van plantaardige materialen, waardoor er minder natuurlijke hulpbronnen worden verspild.

Lage koolstofuitstoot

Het productieproces van PLA is niet afhankelijk van fossiele brandstoffen, wat resulteert in minder koolstofuitstoot tijdens de productie en een kleinere koolstofvoetafdruk.

Biologische afbreekbaarheid

PLA kan op natuurlijke wijze worden afgebroken in de juiste omgeving, zonder schadelijke stoffen voor het milieu te produceren. Het zet niet door in de bodem of in zeewater, waardoor bodemvervuiling of schade aan het zeeleven wordt voorkomen.

Niet-giftig

Voor de productie van PLA zijn meestal geen giftige additieven of katalysatoren nodig. Daarom is PLA niet giftig en geeft het geen schadelijke gassen af tijdens de toepassing in bijvoorbeeld medische apparatuur of videoverpakkingen.

Nadelen van PLA

Hogere kosten

Vergeleken met gewone kunststoffen heeft PLA hogere grondstofkosten en een complexer productieproces, wat resulteert in hogere productie- en gebruikskosten.

Lage hittebestendigheid

PLA heeft een lagere hittestabiliteit, meestal rond de 150-160 graden Celsius. Dit betekent dat PLA bij hoge temperaturen zacht kan worden en vormstabiliteit kan verliezen. Daarom is het niet geschikt voor gebruik in omgevingen met hoge temperaturen of toepassingen die hittebestendigheid vereisen.

Breekbaarheid

PLA is relatief bros, vooral bij lage temperaturen. Daardoor is het in sommige toepassingen mogelijk minder duurzaam dan andere kunststoffen, vooral bij koud weer.

Biologische afbraaksnelheid

Hoewel PLA kan degraderen, wordt de afbraaksnelheid in de werkelijke omgeving beïnvloed door verschillende factoren, waaronder temperatuur, vochtigheid en de aanwezigheid van micro-organismen. In sommige omgevingen kan de afbraaksnelheid van PLA relatief traag zijn, wat leidt tot potentiële reststoffen in het milieu.

Moeilijkheden met recycling

Ondanks het feit dat PLA een biologisch afbreekbaar materiaal is, is het tijdens het eigenlijke recyclingproces moeilijk om het te scheiden wanneer het gemengd wordt met andere kunststoffen. Deze moeilijkheid maakt het recyclen van PLA-materialen ingewikkeld.

Toepassing van PLA

Voedselverpakking

De niet-giftige en biologisch afbreekbare aard van PLA maakt het een ideale keuze voor voedselverpakkingen. PLA-materiaal kan worden gebruikt om wegwerpbekers, -kommen en ander keukengerei te maken.

Cosmetisch Verpakking

PLA, met zijn uitstekende transparantie, glans en vormbaarheid, is zeer geschikt voor cosmetische verpakkingstoepassingen.

3D afdrukken

Door het lage smeltpunt, de eenvoudige verwerking en de niet-giftige aard wordt PLA veel gebruikt voor 3D printen. Het geeft geen giftige gassen af bij verhitting, waardoor het een populaire keuze is.

Textielindustrie

Vezels gemaakt van PLA kunnen worden gebruikt in de textielindustrie om biogebaseerde stoffen te produceren. Het gebruik van dit materiaal helpt de afhankelijkheid van traditionele synthetische vezels te verminderen en vermindert de vraag naar aardolie.

Medische apparaten

Door zijn biocompatibiliteit, biologische afbreekbaarheid en veelzijdigheid wordt PLA gebruikt bij de productie van medische implantaten en hulpmiddelen. Toepassingen zijn onder andere orthopedische implantaten, hechtingen en steigers.

Prototyping

Vanwege het verwerkingsgemak, de kosteneffectiviteit en de uitstekende prestaties bij 3D-printen, wordt PLA vaak gebruikt voor prototypes. Het produceren van prototypes door middel van 3D-printen met PLA kan de kosten van trial-and-error effectief verminderen voordat wordt overgegaan op massaproductie van bepaalde producten.

Definitieve verwijderingsmethoden voor PLA

Recycling

PLA-materialen kunnen worden gerecycled en het gerecyclede PLA kan worden gebruikt om nieuwe PLA-materialen te maken, waardoor de vraag naar grondstoffen afneemt.

Compost

In een industriële composteeromgeving kunnen PLA-materialen worden afgebroken tot water en koolstofdioxide, zonder schadelijke reststoffen achter te laten.

Verbranding

PLA-materialen kunnen ook worden verwerkt door verbranding. De bijproducten van PLA-verbranding zijn water en kooldioxide, waardoor het milieuvriendelijk is. Het verbrandingsproces moet echter plaatsvinden in gespecialiseerde verbrandingsinstallaties.

Stortplaats

Storten is niet de meest ideale verwijderingsmethode voor PLA. Op traditionele stortplaatsen, waar een gebrek aan zuurstof en geschikte vochtigheid heerst, wordt PLA mogelijk niet effectief afgebroken, waardoor het zich ophoopt in de bodem.

Toekomst van PLA

De toekomstige ontwikkeling van PLA is veelbelovend.

Biologische afbreekbaarheid verbeteren

Een van de belangrijkste redenen om PLA-materialen te gebruiken is hun milieuvriendelijkheid. Er is echter nog veel ruimte voor verbetering in de biologische afbreekbaarheid van PLA. In de toekomst kunnen verbeteringen in de moleculaire structuur van PLA en de toevoeging van biologische afbreekbaarheidverbeteraars de algehele biologische afbreekbaarheid verbeteren.

Verbetering van hittebestendigheid en taaiheid

PLA heeft momenteel een relatief lage hittestabiliteit en taaiheid. Toekomstige verbeteringen kunnen bestaan uit nieuwe productieprocessen en nieuwe additieven om de hittestabiliteit en taaiheid van PLA te verbeteren. Dit zou de toepassingen in verschillende industrieën verbreden.

Recyclingmethoden verbeteren

De huidige recycling van PLA is een uitdaging, vooral omdat het moeilijk te onderscheiden is van gewone kunststoffen tijdens het recyclingproces. Toekomstige verbeteringen in recyclingprocessen en -methoden kunnen helpen om de vraag naar PLA-grondstoffen te verminderen, waardoor hulpbronnen efficiënter worden gebruikt.

Productiekosten verlagen

De huidige productiekosten van PLA zijn relatief hoog. Naarmate meer fabrieken PLA gaan produceren, zullen technologische innovaties naar verwachting leiden tot kostenverlagingen, waardoor PLA concurrerender wordt.

Toenemende diversiteit van biogebaseerde grondstoffen

De huidige grondstoffen voor de productie van PLA zijn relatief beperkt en maïszetmeel wordt het meest gebruikt. Dit geeft aanleiding tot bezorgdheid over de impact op maïs als cruciale voedselbron. In de toekomst zouden inspanningen om PLA op een kosteneffectieve manier te produceren uit een grotere verscheidenheid aan planten dit probleem effectief kunnen aanpakken.

Conclusie

Met het oog op een steeds milieubewustere consument vindt PLA (polymelkzuur) steeds meer toepassingen. Het begrijpen van PLA is cruciaal om weloverwogen keuzes te kunnen maken bij het kopen van producten die van dit materiaal gemaakt zijn. We hopen dat je na het lezen van dit artikel een goed inzicht hebt in PLA. Als je nog vragen hebt over PLA, neem dan gerust contact met ons op via Herverpakking. We geven u graag antwoord. Als u op zoek bent naar PLA-verpakkingen, kunt u zoeken naar PLA op onze productpagina. We nemen onmiddellijk contact met u op zodra we uw vraag hebben ontvangen.

FAQ

Strategieën om PLA-eigenschappen te verbeteren

Weekmaking

Het gebruik van geschikte weekmakers kan de flexibiliteit en verwerkbaarheid van PLA verbeteren. Gangbare weekmakers zijn weekmakers en hardingsmiddelen. Weekmakers verbeteren de plasticiteit van PLA en verlagen de glasovergangstemperatuur, waardoor de flexibiliteit toeneemt. Hardingsmiddelen verhogen de taaiheid van PLA, waardoor het slagvaster wordt en de scheurgroei wordt vertraagd.

Minerale vulstoffen

De toevoeging van minerale vulstoffen zoals nanodeeltjes en vezels kan de hardheid, sterkte en slijtvastheid van PLA verhogen. Minerale vulstoffen verbeteren de structuur van PLA op moleculair niveau, waardoor de mechanische eigenschappen verbeteren.

Invloedmodificatoren

Het toevoegen van impactmodificatoren zoals gemodificeerde polymeren of elastomeren kan de slagvastheid van PLA verbeteren. Impactmodificatoren absorberen de impactenergie, waardoor de scheurgroei wordt voorkomen en de slagvastheid van PLA wordt verbeterd.

Polymeer mengen

Door PLA te mengen met andere geschikte polymeren kunnen verschillende eigenschappen worden aangepast, zoals het verbeteren van de thermische stabiliteit en het verbeteren van de mechanische prestaties.

Is PLA-plastic Te Right Choice Fof My Brand?

Ja, in het huidige consumentenlandschap is milieubewustzijn een groeiende zorg. De keuze voor PLA als milieuvriendelijk materiaal is in trek bij consumenten en versterkt het imago van je merk als maatschappelijk verantwoord. Met deze keuze communiceer je met consumenten dat je merk zich inzet voor een verantwoord milieu.

Is It Safe To Use PLA Producten In A Mmagnetron Oven?

In de meeste gevallen is het veilig om PLA-producten in een magnetron te gebruiken. Het is echter essentieel om rekening te houden met het specifieke PLA-product en de gebruiksrichtlijnen van de fabrikant te volgen. Sommige PLA-producten hebben een specifiek magnetronsymbool dat aangeeft dat ze geschikt zijn voor gebruik in de magnetron. Controleer altijd op dit symbool voor een veilig gebruik.

Waarom Is PLA Also Kbekend As "Maïs Plastic"?

PLA wordt gewoonlijk "Maïsplastic" genoemd omdat een van de primaire grondstoffen wordt gewonnen uit maïszetmeel.

Wat zijn de alternatieven voor PLA?

Er zijn verschillende alternatieven die PLA kunnen vervangen, elk met zijn eigen voor- en nadelen in specifieke toepassingen en prestatievereisten. Hier zijn enkele veelgebruikte alternatieven voor PLA:

Polyethyleen

Soorten: Polyethyleen met hoge dichtheid (HDPE), Polyethyleen met lage dichtheid (LDPE), Lineair Polyethyleen met lage dichtheid (LLDPE), enz.

Eigenschappen: Polyethyleen is een veelgebruikte kunststof op basis van aardolie met een goede chemische weerstand, slijtvastheid en elektrische isolatie. Het mist echter de biologische afbreekbaarheid van PLA.

Polypropyleen

Eigenschappen: Polypropyleen is een andere veelgebruikte kunststof met een hoger smeltpunt en treksterkte. Het is minder biologisch afbreekbaar dan PLA, maar kan geschikter zijn voor specifieke toepassingen.

Polyvinylchloride (PVC)

Kenmerken: PVC is een veelzijdige kunststof die veel wordt gebruikt in de bouw, de medische sector en de verpakkingsindustrie. Bij de productie en verwijdering van PVC kunnen echter giftige gassen vrijkomen, wat zorgen baart voor het milieu en de gezondheid.

Bioplastics

Soorten: Naast PLA zijn er ook andere bioplastics zoals Polyethyleen Furanoaat (PEF), Polyhydroxyalkanoaten (PHA), enz.

Eigenschappen: Deze kunststoffen zijn meestal geheel of gedeeltelijk gebaseerd op biomassa en bieden hernieuwbare en biologisch afbreekbare eigenschappen. Ze kunnen in bepaalde toepassingen als alternatief dienen voor PLA.

Polyester

Soorten: Polyethyleentereftalaat (PET), polybutyleentereftalaat (PBT), enz.

Eigenschappen: PET wordt veel gebruikt voor gebottelde dranken, terwijl PBT veel wordt gebruikt in elektronische en auto-onderdelen. Deze kunststoffen hebben goede eigenschappen op het gebied van vervormbaarheid en mechanische prestaties, maar zijn over het algemeen niet zo biologisch afbreekbaar als PLA.

Polyetheretherketon (PEEK)

Eigenschappen: PEEK is een hoogwaardige technische kunststof met uitstekende hittebestendigheid, chemische stabiliteit en mechanische eigenschappen. Het is geschikt voor veeleisende industriële toepassingen maar mist de biologische afbreekbaarheid van PLA.

Kunststoffen op basis van zetmeel

Eigenschappen: Deze kunststoffen zijn meestal een mengsel van zetmeel en andere polymeren en zijn biologisch afbreekbaar. Hun prestaties kunnen echter worden beïnvloed door gevoeligheid voor vocht en slechte hittebestendigheid.

Meer bronnen:

Polymelkzuur - Bron: wikipedia

WAT IS PLA? - Bron:twi-global