PLA 101: Den ultimata PLA-guiden som du bör känna till

PLA är en förkortning av Polylactic Acid, en typ av biologiskt nedbrytbar plast. Den syntetiseras vanligtvis genom artificiella kemiska processer med hjälp av växtmaterial som majsstärkelse. PLA uppvisar utmärkt biokompatibilitet och biologisk nedbrytbarhet.

Hur tillverkas PLA?

Tillverkningen av PLA omfattar normalt följande steg:

Utvinning av råmaterial

PLA framställs av sockerarter som finns i växter. Det första steget är att extrahera sockerarter från växter, ofta med hjälp av material som majsstärkelse och sackaros. Dessa material väljs på grund av sin höga sockerhalt, och majs och sockerrör har stora odlingsområden med hög avkastning, vilket gör dem till kostnadseffektiva råvaror.

Hydrolys

Stärkelse och sackaros är polysackarider. För att kunna använda dem som råmaterial för PLA-produktion måste de hydrolyseras till glukos med hjälp av enzymer.

Fermentering

Den hydrolyserade glukosen, i rätt miljö, genomgår bakteriell aktivitet, vanligtvis av mjölksyrabakterier. I denna process omvandlas glukos till mjölksyra.

Polymerisering av mjölksyra

Mjölksyra genomgår polymerisering för att bilda polymjölksyra (PLA). Processen innebär kondensationsreaktioner där mjölksyramolekylerna kopplas samman till långa kedjor och slutligen bildar polymeren PLA.

Pelletsbildning

PLA-polymeren bearbetas till pellets, som fungerar som råmaterial för tillverkning av olika produkter.

Vad Are Than Tolika typer av PLA?

Polylactic acid (PLA) kan kategoriseras i olika typer baserat på dess kemiska struktur:

PLLA (poly-L-mjölksyra)

PLLA är den vanligaste formen av PLA. Den har en högre smältpunkt och hög kristallinitet. Det används ofta i tillämpningar som kräver hög styrka och styvhet, t.ex. vid tillverkning av medicinska implantat och suturer.

PDLA (poly-D-mjölksyra)

I motsats till PLLA har PDLA en lägre smältpunkt och lägre kristallinitet. Det används sällan ensamt utan blandas ofta med PLLA för att justera materialets egenskaper och förbättra PLLA:s prestanda, t.ex. genom att öka flexibiliteten.

PDLLA (poly-DL-mjölksyra)

PDLLA är en blandning som består av både PLLA och PDLA. Kombinationen resulterar i varierande grad av förändringar i materialets mekaniska styrka, kristallinitet, biologiska nedbrytbarhet etc. Tack vare denna mångsidighet har PLA fått breda användningsområden inom olika områden, bland annat förpackningar, biomedicinska tillämpningar och 3D-utskrifter.

PLA Fastigheter

Hög styvhet

PLA är ett material som är känt för sin höga styvhet, vilket gör det lämpligt för olika strukturella tillämpningar. Det är idealiskt för tillverkning av lätta men ändå starka komponenter.

Låg smältpunkt

PLA har en låg smältpunkt, vilket gör den mycket lättbearbetad. Dess förmåga att smälta vid lägre temperaturer gör det till ett populärt val för formsprutning och 3D-utskrifter.

Goda estetiska egenskaper

PLA uppvisar god transparens och glans, vilket resulterar i estetiskt tilltalande produkter när det används som råmaterial. Dessutom är dess textur mjukare än många andra plasters, vilket gör den lämplig för tillverkning av dekorativa föremål.

Låg UV- och temperaturbeständighet

PLA har relativt dålig motståndskraft mot UV-strålar och höga temperaturer. Därför är detta material inte lämpligt för långvarig exponering för solljus eller miljöer med höga temperaturer. Det är viktigt att ta hänsyn till denna aspekt när man använder produkter som är tillverkade av PLA.

Kemisk beständighet

PLA har god beständighet mot typiska sura och alkaliska ämnen (t.ex. saltsyra, svavelsyra, natriumhydroxid etc.). Stabiliteten kan dock variera i olika kemiska miljöer, så det är lämpligt att följa tillverkarens rekommendationer vid användning eller förvaring av PLA-tillverkade produkter.

Dimensionell stabilitet

PLA bibehåller dimensionsstabiliteten under tillverknings- och användningsprocesserna, vilket minimerar betydande deformationer.

Kristallinitet

PLA är en halvkristallin polymer och dess kristallinitet påverkar dess fysikaliska egenskaper. Högre kristallinitet innebär i allmänhet ökad styrka och hårdhet.

Styrka

PLA har hög hållfasthet, vilket gör den lämplig för ett brett spektrum av tillämpningar, inklusive prototyper och strukturella komponenter.

Fördelar med PLA

Förnyelsebar resurs

PLA är en förnybar resurs eftersom dess huvudsakliga råmaterial kommer från växter. I motsats till konventionell plast, som härrör från petroleum, gör PLA:s användning av växtbaserade material det mer miljövänligt och minskar slöseriet med naturresurser.

Låga koldioxidutsläpp

Produktionsprocessen för PLA är inte beroende av fossila bränslen, vilket resulterar i färre koldioxidutsläpp under tillverkningen och minskar koldioxidavtrycket.

Biologisk nedbrytbarhet

PLA kan brytas ned naturligt i rätt miljö, utan att producera skadliga ämnen för miljön. Det fastnar inte i jord eller havsvatten, vilket förhindrar markföroreningar eller skador på det marina livet.

Icke-toxisk

Produktionen av PLA kräver vanligtvis inte användning av giftiga tillsatser eller katalysatorer. PLA är därför giftfritt och avger inga skadliga gaser när det används inom områden som medicinsk utrustning eller videoförpackningar.

Nackdelar av PLA

Högre kostnad

Jämfört med vanlig plast har PLA högre råvarukostnader och en mer komplex produktionsprocess, vilket leder till högre produktions- och användningskostnader.

Låg värmestabilitet

PLA har lägre värmestabilitet, vanligtvis runt 150-160 grader Celsius. Detta innebär att PLA kan bli mjukt och förlora formstabiliteten vid höga temperaturer. Därför är det inte lämpligt för användning i miljöer med höga temperaturer eller applikationer som kräver värmebeständighet.

Skörhet

PLA är relativt sprött, särskilt vid låga temperaturer. Det gör den potentiellt mindre hållbar i vissa applikationer jämfört med andra plaster, särskilt i kalla väderförhållanden.

Hastighet för biologisk nedbrytning

Även om PLA kan brytas ned påverkas nedbrytningshastigheten i faktiska miljöer av olika faktorer, bland annat temperatur, luftfuktighet och förekomst av mikroorganismer. I vissa miljöer kan nedbrytningshastigheten för PLA vara relativt långsam, vilket leder till potentiella restprodukter i miljön.

Svårigheter med återvinning

Trots att PLA är ett biologiskt nedbrytbart material är det svårt att separera det från andra plaster under den faktiska återvinningsprocessen. Denna svårighet gör återvinningen av PLA-material komplicerad.

Tillämpning av PLA

Förpackningar för livsmedel

PLA:s giftfria och biologiskt nedbrytbara egenskaper gör det till ett idealiskt val för livsmedelsförpackningar. PLA-material kan användas för att skapa engångsmuggar, skålar och andra redskap.

Kosmetisk Förpackning

PLA, med sin utmärkta transparens, glans och formbarhet, är väl lämpad för kosmetiska förpackningsapplikationer.

3D-utskrift

På grund av sin låga smältpunkt, enkla bearbetning och giftfria natur används PLA i stor utsträckning inom 3D-utskrifter. Det avger inga giftiga gaser vid upphettning, vilket gör det till ett populärt val.

Textilindustrin

Fibrer tillverkade av PLA kan användas inom textilindustrin för att producera biobaserade tyger. Användningen av detta material bidrar till att minska beroendet av traditionella syntetiska fibrer och minskar efterfrågan på petroleum.

Medicintekniska produkter

Tack vare sin biokompatibilitet, biologiska nedbrytbarhet och mångsidighet används PLA vid tillverkning av medicinska implantat och apparater. Tillämpningar inkluderar ortopediska implantat, suturer och byggnadsställningar.

Prototyptillverkning

På grund av sin enkla bearbetning, kostnadseffektivitet och utmärkta prestanda vid 3D-utskrift används PLA ofta vid prototyptillverkning. Framställning av prototyper genom 3D-utskrift med PLA kan effektivt minska kostnaderna för försök och misstag innan man går vidare till massproduktion av vissa produkter.

Metoder för slutligt omhändertagande av PLA

Återvinning

PLA-material kan återvinnas och den återvunna PLA:n kan användas för att tillverka nya PLA-material, vilket minskar efterfrågan på råvaror.

Kompostering

I en industriell komposteringsmiljö kan PLA-material brytas ned till vatten och koldioxid utan att lämna några skadliga rester.

Förbränning

PLA-material kan också bearbetas genom förbränning. Biprodukterna vid förbränning av PLA är vatten och koldioxid, vilket gör förbränningen miljövänlig. Förbränningsprocessen bör dock ske i specialiserade förbränningsanläggningar.

Deponi

Deponering är inte den mest idealiska metoden för bortskaffande av PLA. I traditionella deponier, där det råder brist på syre och lämplig luftfuktighet, kan PLA inte brytas ned på ett effektivt sätt, vilket leder till att det ackumuleras i jorden.

Framtiden för PLA

Den framtida utvecklingen av PLA har många lovande inriktningar.

Förbättrad biologisk nedbrytbarhet

Ett av de främsta skälen till att använda PLA-material är deras miljövänlighet. Det finns dock betydande utrymme för förbättringar när det gäller PLA:s biologiska nedbrytbarhet. I framtiden kan förbättringar av PLA:s molekylstruktur och tillsats av förstärkare av den biologiska nedbrytningen förbättra den totala biologiska nedbrytbarheten.

Förbättrad värmestabilitet och seghet

PLA uppvisar för närvarande relativt låg värmestabilitet och seghet. Framtida framsteg kan innebära att man använder nya produktionsprocesser och nya tillsatser för att förbättra PLA:s värmestabilitet och seghet. Detta skulle bredda dess tillämpningar inom olika branscher.

Förbättrade återvinningsmetoder

Den nuvarande återvinningen av PLA är en utmaning, främst eftersom det är svårt att skilja PLA från vanliga plaster under återvinningsprocessen. Framtida förbättringar av återvinningsprocesser och -metoder kan bidra till att minska efterfrågan på PLA-råvaror och därmed öka resurseffektiviteten.

Sänkta produktionskostnader

Den nuvarande produktionskostnaden för PLA är relativt hög. I takt med att fler fabriker börjar tillverka PLA förväntas tekniska innovationer leda till kostnadsminskningar, vilket ökar PLA:s konkurrenskraft.

Ökad mångfald av biobaserade råvaror

De nuvarande råvarorna för PLA-produktion är relativt begränsade, och majsstärkelse är den vanligaste. Detta väcker farhågor om effekterna på majs som en viktig livsmedelsförsörjning. I framtiden kan denna fråga lösas på ett effektivt sätt genom insatser för att producera PLA från ett bredare utbud av växter på ett kostnadseffektivt sätt.

Slutsats

I takt med att konsumenterna blir alltmer miljömedvetna får PLA (polymjölksyra) allt fler användningsområden. Att förstå PLA är avgörande för att kunna göra välgrundade val när man köper produkter som tillverkas av detta material. Vi hoppas att du efter att ha läst den här artikeln har en omfattande förståelse för PLA. Om du har några ytterligare frågor om PLA är du välkommen att kontakta oss via Reanförpackning. Vi hjälper gärna till med svar. Om du vill köpa förpackningar som är tillverkade av PLA kan du söka efter PLA på vår produktsida. Vi kommer snabbt att kontakta dig när vi har fått din förfrågan.

VANLIGA FRÅGOR

Strategier för att förbättra PLA-egenskaper

Plastisering

Användning av lämpliga mjukgörare kan förbättra PLA:s flexibilitet och bearbetbarhet. Vanliga mjukgörare inkluderar mjukgörare och härdare. Mjukgörare förbättrar PLA:s plasticitet, sänker dess glasomvandlingstemperatur och ökar därmed flexibiliteten. Härdare ökar PLA:s seghet, vilket gör den mer slagtålig och bromsar sprickbildningen.

Mineraliska fyllmedel

Genom att tillföra mineraliska fyllmedel som nanopartiklar och fibrer kan man öka PLA:s hårdhet, styrka och slitstyrka. Mineraliska fyllmedel förbättrar PLA:s struktur på molekylär nivå, vilket förbättrar dess mekaniska egenskaper.

Effektmodifierare

PLA:s slagtålighet kan förbättras med hjälp av slagtålighetsmodifierare som modifierade polymerer eller elastomerer. Slagmodifierare absorberar stötenergi, förhindrar sprickbildning och förbättrar PLA:s slagtålighet.

Polymerblandning

Genom att blanda PLA med andra lämpliga polymerer kan man justera olika egenskaper, t.ex. förbättra den termiska stabiliteten och förbättra den mekaniska prestandan.

Är PLA plast? Than Rljus Choice Feller My BRand?

Ja, i dagens konsumentlandskap är miljömedvetenhet en växande angelägenhet. Att välja PLA som ett miljövänligt material gynnas av konsumenterna och stärker ditt varumärkes image som socialt ansvarstagande. Detta beslut kommunicerar till konsumenterna att ditt varumärke är engagerat i miljöansvar.

Är It Safe To Use PLA Produkter In A Microwave OVen?

I de flesta fall är det säkert att använda PLA-produkter i en mikrovågsugn. Det är dock viktigt att ta hänsyn till den specifika PLA-produkten och följa tillverkarens riktlinjer för användning. Vissa PLA-produkter kan ha en särskild mikrovågssymbol som visar att de är lämpliga för användning i mikrovågsugn. Kontrollera alltid om denna symbol finns för att säkerställa säker användning.

Varför Is PLA Also Known A"Corn Plastic"?

PLA kallas ofta för "majsplast" eftersom en av dess primära råvaror utvinns ur majsstärkelse.

Vilka är alternativen till PLA?

Det finns flera alternativ som kan ersätta PLA, och varje alternativ har sina egna fördelar och nackdelar i specifika applikationer och prestandakrav. Här är några vanliga alternativ till PLA:

Polyeten

Olika typer: Högdensitetspolyeten (HDPE), lågdensitetspolyeten (LDPE), linjär lågdensitetspolyeten (LLDPE) etc.

Egenskaper: Polyeten är en vanlig petroleumbaserad plast med god kemisk beständighet, nötningsbeständighet och elektrisk isolering. Den saknar dock den biologiska nedbrytbarhet som PLA har.

Polypropylen

Egenskaper: Polypropylen är en annan vanlig plast med högre smältpunkt och draghållfasthet. Den är mindre biologiskt nedbrytbar jämfört med PLA, men kan vara mer lämplig för specifika tillämpningar.

Polyvinylklorid (PVC)

Egenskaper: PVC är en mångsidig plast som ofta används inom bygg-, medicin- och förpackningsindustrin. Produktion och bortskaffande av PVC kan dock innebära utsläpp av giftiga gaser, vilket ger upphov till miljö- och hälsoproblem.

Bioplaster

Olika typer: Förutom PLA finns det andra bioplaster som polyetylenfuranoat (PEF), polyhydroxyalkanoater (PHA) etc.

Egenskaper: Dessa plaster är vanligtvis helt eller delvis baserade på biomassa och har förnybara och biologiskt nedbrytbara egenskaper. De kan fungera som alternativ till PLA i vissa tillämpningar.

Polyester

Olika typer: Polyetylentereftalat (PET), polybutylentereftalat (PBT) etc.

Egenskaper: PET används ofta till dryckesflaskor, medan PBT är vanligt i elektronik- och fordonskomponenter. Dessa plaster har goda egenskaper när det gäller formbarhet och mekanisk prestanda men saknar i allmänhet den biologiska nedbrytbarhet som PLA har.

Polyetereterketon (PEEK)

Egenskaper: PEEK är en högpresterande teknisk plast med utmärkt värmebeständighet, kemisk stabilitet och mekaniska egenskaper. Den lämpar sig för krävande industriella tillämpningar men är inte lika biologiskt nedbrytbar som PLA.

Stärkelsebaserade plaster

Egenskaper: Dessa plaster är vanligen en blandning av stärkelse och andra polymerer och är biologiskt nedbrytbara. Deras prestanda kan dock påverkas av känslighet för fukt och dålig värmebeständighet.

Fler resurser:

Polylaktisk syra - Källa: wikipedia

VAD ÄR PLA? - Källa:twi-global