Co to jest PLA i do czego się go stosuje?
kwas polimlekowy (PLA) różni się od większości polimerów termoplastycznych tym, że pochodzi z zasobów odnawialnych, takich jak skrobia kukurydziana lub trzcina cukrowa. Większość tworzyw sztucznych natomiast pochodzi z destylacji i polimeryzacji nieodnawialnych rezerw ropy naftowej. Tworzywa sztuczne, które pochodzą z biomasy (NP PLA) są znane jako ” bioplastiki.,”
kwas polimlekowy ulega biodegradacji i ma właściwości podobne do polipropylenu (PP), polietylenu (PE) lub polistyrenu (PS). Może być wytwarzany z już istniejących urządzeń produkcyjnych (tych zaprojektowanych i pierwotnie stosowanych w przemyśle petrochemicznym tworzyw sztucznych). To sprawia, że produkcja jest stosunkowo opłacalna. W związku z tym PLA ma drugą co do wielkości wielkość produkcji dowolnego bioplastiku (najczęściej wymieniana jako skrobia termoplastyczna).
istnieje szeroki wachlarz zastosowań kwasu polimlekowego., Niektóre z najczęstszych zastosowań obejmują folie z tworzyw sztucznych, butelki i biodegradowalne wyroby medyczne (np. śruby, Szpilki, pręty i płytki, które mają ulegać biodegradacji w ciągu 6-12 miesięcy). Więcej o prototypach urządzeń medycznych (zarówno biodegradowalnych, jak i trwałych) przeczytasz tutaj. PLA zwęża się pod wpływem ciepła i dlatego nadaje się do stosowania jako materiał termokurczliwy. Dodatkowo łatwość topnienia kwasu polimlekowego pozwala na kilka ciekawych zastosowań w druku 3D (mianowicie „lost PLA casting” – Czytaj więcej poniżej)., Z drugiej strony, jego niska temperatura zeszklenia sprawia, że wiele rodzajów PLA (na przykład plastikowe kubki) nie nadaje się do przechowywania gorącej cieczy.
oto spojrzenie na kilka różnych produktów PLA na rynku:
jakie są różne rodzaje kwasu polimlekowego i dlaczego jest on tak często stosowany?
istnieje kilka różnych rodzajów kwasu polimlekowego, do których należą racemiczne PLLA( kwas Poli-L-mlekowy), regularne PLLA (kwas Poli-L-mlekowy), PDLA (kwas Poli-d-mlekowy) i PDLLA (kwas Poli-DL-mlekowy). Każdy z nich ma nieco inne właściwości, ale są podobne, ponieważ są produkowane z zasobów odnawialnych (kwas mlekowy: C3H6O3) w przeciwieństwie do tradycyjnych tworzyw sztucznych, które są uzyskiwane z nieodnawialnej ropy naftowej.,
produkcja PLA jest popularnym pomysłem, ponieważ stanowi spełnienie marzenia o opłacalnej, nieprodukowanej na ropę naftową produkcji tworzyw sztucznych. Ogromną zaletą PLA jako bioplastiku jest jego wszechstronność i fakt, że naturalnie rozkłada się pod wpływem środowiska. Na przykład butelka PLA pozostawiona w oceanie Zwykle uległaby degradacji w ciągu sześciu do 24 miesięcy. W porównaniu z konwencjonalnymi tworzywami sztucznymi (które w tym samym środowisku degradacja może zająć kilkaset do tysiąca lat) jest to naprawdę fenomenalne., W związku z tym istnieje duży potencjał, aby PLA był bardzo przydatny w zastosowaniach o krótkiej żywotności, w których biodegradowalność jest bardzo korzystna (np. jako plastikowa butelka na wodę lub jako pojemnik na owoce i warzywa). Warto zauważyć, że pomimo swojej zdolności do degradacji pod wpływem elementów przez długi czas, PLA jest niezwykle wytrzymały w każdym normalnym zastosowaniu (np. jako część elektroniki z tworzywa sztucznego).,
PLA do opracowywania prototypów na maszynach CNC i drukarkach 3D:
PLA jest jednym z dwóch powszechnych tworzyw sztucznych używanych w maszynach FDM (drukowanie 3D) i jest powszechnie dostępny jako filament do druku 3D; innym powszechnym tworzywem do drukarek 3D jest ABS. Filament PLA do drukowania 3D jest zwykle dostępny w niezliczonej ilości kolorów. Kwas polimlekowy może być obrabiany CNC, ale zwykle nie jest dostępny w postaci arkusza lub pręta., Jest jednak zwykle dostępny jako cienka folia do termoformowania lub w postaci granulek z tworzywa sztucznego do formowania wtryskowego. Aby dostosować właściwości materiału, granulki z tworzyw sztucznych form wtryskowych są zazwyczaj produkowane i / lub mieszane ze sobą.
jedną z ciekawych rzeczy, które możesz zrobić z PLA na drukarce 3D, jest „lost PLA casting.”Jest to proces, w którym PLA jest drukowany w kształcie wnęki wewnętrznej, a następnie pokryty materiałami podobnymi do gipsu. PLA jest później wypalany, ponieważ ma niższą temperaturę topnienia niż otaczający materiał., Efektem końcowym jest pustka, którą można wypełnić (często stopionym metalem).
Jak powstaje PLA?
kwas polimlekowy powstaje głównie w wyniku dwóch różnych procesów: kondensacji i polimeryzacji. Najczęściej stosowaną techniką polimeryzacji jest polimeryzacja z otwarciem pierścienia. Jest to proces, który wykorzystuje katalizatory metalowe w połączeniu z laktydem do tworzenia większych cząsteczek PLA. Proces kondensacji jest podobny, z główną różnicą jest temperatura podczas procedury i produkty uboczne (kondensaty), które są uwalniane w wyniku reakcji.,
jakie są cechy kwasu polimlekowego?
teraz, gdy wiemy, do czego jest używany, zbadajmy niektóre z kluczowych właściwości kwasu polimlekowego. PLA jest klasyfikowany jako” termoplastyczny ” Poliester (w przeciwieństwie do „termoutwardzalnego”), a nazwa ma związek ze sposobem, w jaki tworzywo sztuczne reaguje na ciepło. Materiały termoplastyczne stają się ciekłe w temperaturze topnienia (150-160 stopni Celsjusza w przypadku PLA). Główną użyteczną cechą tworzyw termoplastycznych jest to, że mogą być podgrzewane do temperatury topnienia, chłodzone i ponownie podgrzewane bez znaczącej degradacji., Zamiast spalania, termoplasty, takie jak skroplenie kwasu polimlekowego, co pozwala na łatwe formowanie wtryskowe, a następnie recykling. Natomiast termoutwardzalne Tworzywa sztuczne mogą być podgrzewane tylko raz (zazwyczaj podczas procesu formowania wtryskowego). Pierwsze ogrzewanie powoduje osadzenie materiałów termoutwardzalnych (podobnie jak dwuskładnikowa żywica epoksydowa), co powoduje zmianę chemiczną, której nie można odwrócić. Jeśli spróbujesz podgrzać termoutwardzalny plastik do wysokiej temperatury po raz drugi, po prostu się spali. Ta cecha sprawia, że materiały termoutwardzalne słabo nadają się do recyklingu., PLA podlega kodowi identyfikacyjnemu SPI 7 („inne”).
czy PLA jest toksyczne?
w postaci stałej, nie W rzeczywistości kwas polimlekowy (PLA) ulega biodegradacji. Jest często stosowany w obróbce żywności i implantach medycznych, które ulegają biodegradacji w organizmie w czasie. Podobnie jak większość tworzyw sztucznych, może być toksyczny, jeśli jest wdychany i / lub wchłaniany przez skórę lub oczy jako opary lub ciecz (np. podczas procesów produkcyjnych). Należy być ostrożnym i ściśle przestrzegać instrukcji obsługi stopionego polimeru w szczególności.,
niedawno naukowcy z Illinois Institute of Technology opublikowali artykuł na temat emisji Ultradrobnych cząstek (UFP) z dostępnych na rynku drukarek 3D wykorzystujących surowce ABS i PLA. O wynikach można przeczytać tutaj.
jakie są wady kwasu polimlekowego?
PLA ma stosunkowo niską temperaturę zeszklenia (zwykle między 111 i 145 °F). To sprawia, że jest dość nieodpowiedni do zastosowań w wysokich temperaturach. Nawet takie rzeczy, jak gorący samochód w lecie, mogą spowodować, że części zmiękną i odkształcą się.,
kwas polimlekowy jest trochę bardziej kruchy niż ABS do prototypowania 3D, ale ma również pewne zalety. Pełne porównanie obu tworzyw sztucznych, które odnoszą się do druku 3D, znajduje się tutaj.
Dodaj komentarz