¿Qué es el material PLA?

¿Qué es el material PLA?

El ácido poliláctico, también conocido como PLA, es un monómero termoplástico derivado de fuentes orgánicas renovables como el almidón de maíz o la caña de azúcar.El uso de recursos de biomasa hace que la producción de PLA sea diferente de la mayoría de los plásticos, que se producen utilizando combustibles fósiles a través de la destilación y polimerización del petróleo.

A pesar de las diferencias de materia prima, el PLA se puede producir utilizando el mismo equipo que los plásticos petroquímicos, lo que hace que los procesos de fabricación de PLA sean relativamente rentables.El PLA es el segundo bioplástico más producido (después del almidón termoplástico) y tiene características similares al polipropileno (PP), polietileno (PE) o poliestireno (PS), además de ser biodegradable.

El Instituto de materiales biodegradables informó que los materiales PLA tienen buenas perspectivas de aplicación en el campo del empaque, pero no son perfectos en cuanto a dureza, resistencia al calor, propiedades antibacterianas y de barrera.Cuando se aplica a envases de transporte, envases antibacterianos y envases inteligentes con altos requisitos para estas propiedades, debe mejorarse aún más.¿Qué tal la aplicación del PLA en el campo del packaging?¿Cuáles son las ventajas y limitaciones?

Estas deficiencias del PLA se pueden corregir mediante copolimerización, mezcla, plastificación y otras modificaciones.Con la premisa de conservar las ventajas transparentes y degradables del PLA, puede mejorar aún más la degradabilidad, la dureza, la resistencia al calor, la barrera, la conductividad y otras propiedades del PLA, reducir el costo de producción y hacer que se use más ampliamente en el empaque.
Esta noticia presenta los avances en la investigación de la modificación del PLA aplicada en el campo del embalaje.
1. Degradabilidad

El PLA en sí es relativamente estable a temperatura ambiente, pero es fácil de degradar rápidamente en un entorno de temperatura ligeramente alta, un entorno ácido-base o un entorno microbiano.Los factores que afectan la degradación del PLA incluyen el peso molecular, el estado cristalino, la microestructura, la temperatura y humedad ambientales, el valor de pH, el tiempo de iluminación y los microorganismos ambientales.

Cuando se aplica a los envases, el ciclo de degradación del PLA no es fácil de controlar.Por ejemplo, debido a su degradabilidad, los envases de PLA se utilizan principalmente en envases de alimentos en estantes a corto plazo.Por lo tanto, es necesario controlar la tasa de degradación dopando o mezclando otros materiales en PLA de acuerdo con factores como el entorno de circulación del producto y la vida útil, para garantizar que los productos envasados ​​​​puedan protegerse de manera segura dentro del período de validez y degradarse en tiempo después del abandono.

2. Rendimiento de la barrera

Barrera es la capacidad de bloquear la transmisión de gas y vapor de agua, también se denomina resistencia a la humedad y al gas.La barrera es particularmente importante para el envasado de alimentos.Por ejemplo, el envasado al vacío, el envasado inflable y el envasado en atmósfera modificada requieren que la barrera de los materiales sea lo mejor posible;La conservación espontánea en atmósfera controlada de frutas y verduras frescas requiere una permeabilidad diferente de los materiales a gases como el oxígeno y el dióxido de carbono;El embalaje a prueba de humedad requiere una buena resistencia a la humedad de los materiales;El empaque antioxidante requiere que el material pueda bloquear el gas y la humedad.

En comparación con el nailon de alta barrera y el cloruro de polivinilideno, el PLA tiene una pobre barrera contra el oxígeno y el vapor de agua.Cuando se aplica a los envases, tiene una protección insuficiente para los alimentos aceitosos.

3. Resistencia al calor
La baja resistencia al calor del material PLA se debe a su baja tasa de cristalización y baja cristalinidad.La temperatura de deformación térmica del PLA amorfo es de solo unos 55 ℃.La pajilla de ácido poliláctico no modificado tiene poca resistencia al calor.Por lo tanto, la pajilla PLA es más adecuada para bebidas calientes y frías, y la temperatura de tolerancia es de -10 ℃ a 50 ℃.

Sin embargo, en el uso práctico, la pajilla de las bebidas de té con leche y la varilla para revolver el café deben cumplir con una resistencia al calor superior a 80 ℃.Esto requiere una modificación sobre la base original, que puede cambiar las propiedades del PLA desde dos aspectos: modificación física y química.Se pueden adoptar múltiples compuestos, expansión y compatibilización de cadenas, relleno inorgánico y otras tecnologías para cambiar la baja resistencia al calor del propio PLA y romper la barrera técnica del material de paja PLA.

El rendimiento específico es que la longitud de la cadena ramificada de PLA se puede controlar cambiando la proporción de alimentación de PLA y agente de nucleación.Cuanto más larga es la cadena ramificada, mayor es el peso molecular, mayor es el TG, se mejora la rigidez del material y se mejora la estabilidad térmica, para mejorar la resistencia al calor del PLA e inhibir el comportamiento de degradación térmica del PLA.