PLA Plastik – PLA Malzemesi Hakkında Bilmeniz Gerekenler

Bu malzeme hakkında bilmeniz gereken her şeyi öğrenmek için PLA plastik kılavuzumuza göz atın: Nasıl yapıldığını, faydalarını, sakıncalarını, özelliklerini, türlerini, uygulamalarını, sürdürülebilirliği, üretim yöntemlerini ve daha fazlasını.

Polilaktik Asit, en yaygın olarak PLA olarak bilinir, yenilenebilir kaynaklardan yapılmış bir polimerdir. Petrol bazlı diğer termoplastiklerin aksine, PLA üretimi için kullanılan hammaddelerin bazıları mısır nişastası, tapyoka kökleri veya şeker kamışıdır. Bununla birlikte özellikleri, sektördeki diğer plastiklerle karşılaştırılabilir. Bu özellikler ve tüketicilerin daha az etkili bir malzeme kullanma isteği, plastik piyasasına hızlı bir şekilde rekabetçi bir emtia girişini tetiklemiştir.

Bu yazıda diğerleri arasında PLA plastiğin kendisi, bileşimi, yararları, sakıncaları ve üretim yöntemleri üzerinde durulacak. Doğrudan 3D baskı için PLA filamentini okumakla ilgileniyorsanız aşağıdaki makalemize göz atın .

Nasıl Yapılır?

PLA, mısır nişastası veya şeker kamışı gibi bir karbonhidrat kaynağının kontrollü koşullar altında fermantasyon yoluyla üretilen bir polyesterdir. Yapı taşları laktik asit veya laktit monomerleri olabilir. Daha sonra PLA’da polimerize olurlar.

Başlangıçta, mısır ıslak öğütme işleminden geçer. Nişasta ayrıldı işte. Nişasta daha sonra asit veya enzimler ile karıştırılır ve ısıtılır. Bu işlem nişastayı dekstroz (D-glikoz) veya mısır şekeri “kırar”. Son olarak, glukozun fermantasyonu, PLA’nın temel bileşeni olan L-Lactic asit üretir.

PLA plastiğinin laktik asitten üretilmesi için iki yöntem uygulanır. Birincisi, laktit, daha büyük moleküler ağırlıklarla sonuçlanan bir ara durum olarak kullanır. İkinci yöntem, laktik asidin doğrudan polimerizasyonundan oluşur.

Faydaları Nelerdir?

  • PLA biyo-bazlı ve biyobozunurdur . Bunlar en göze çarpan özellikler, özellikle birinin otomatik olarak ötekini ima etmediğini düşünüyoruz. Biyo bazlı olması, materyalin biyokütleden türetildiği anlamına gelir. Biyobozunur olduğu için, PLA, su, karbon dioksit ve kompozit gibi doğal malzemeye dönüşür. Bu işlem, ortamdaki mikroorganizmalar tarafından gerçekleştirilir ve sıcaklık ve nem gibi koşullara şiddetle bağlıdır.
  • PLA, termoplastiktir , yani mekanik özelliklerini önemli ölçüde bozmadan eritilebilir ve yeniden şekillendirilebilir. Bu nedenle, PLA mekanik olarak geri dönüştürülebilir.
    PLA Plastik'in Öne Çıkan Görüntüsü - 2019'da PLA Malzemesi Hakkında Bilmeniz Gerekenler
    (PLA) Plastiği Yaşamı, Fantastik!
    PLA Plastik – 2019’da PLA Malzemesi Hakkında Bilmeniz Gerekenler
  • Yenilenebilir kaynaklardan elde edilir ve sınırlı bir kullanılabilirliğe sahip olan petrol bazlı plastiklerle keskin bir kontrast oluşturur.
  • (Yakın) karbon nötr : yenilenebilir kaynakları aslında karbonu emer.
  • Bu zehirli dumanlar serbest bırakmaz oksijenli zaman.
  • Ekonomik potansiyel : Biyoplastikler, kırsal alanların yaratılması ve kırsal alanların geliştirilmesi için fırsatlarla birlikte büyüyen bir pazar sunmaktadır Avrupa-biyoplastikler , 2030 yılına kadar Avrupa biyo-pazarında, mevcut sayılarının 10 katından daha fazla, 300.000’e kadar yüksek vasıflı iş yaratılacağını tahmin etmektedir. .
  • PLA plastik, Amerika Birleşik Devletleri Gıda ve İlaç İdaresi tarafından güvenli olarak kabul edilmektedir . Ayrıca, tüm gıda paketleme uygulamaları için güvenlidir.
  • Toksik olmaması, tıbbi uygulamalara dahil edilmesine izin vermiştir .

Sakıncaları Nelerdir?

  • Kontrollü bir ortamın dışında yavaş ayrışma. PLA plastik biyolojik olarak parçalanabilse de, yalnızca belirli ve kontrollü kompostlama koşullarına sahip olduğunda, yani ticari kompost tesisleri mevcut olduğunda, üç ay içinde ayrışacaktır. Bir çöplükte büyük bir kısmı sona erecekti, parçalanması 100 ila 1000 yıl arasında bir zaman alabilir.
  • Üretimi ile ilgili temel bir ahlaki sorun var . Dünyanın yükselen nüfusu, ihtiyaç duyulan nüfusu beslemek yerine, örneğin tüm mısır mahsullerini örneğin biyoplastik üretiminde harcamanın etik olup olmadığı endişesini ortaya koymaktadır.
  • Transgenik mahsullerin kullanımına büyük ölçüde güvenmektedir . Bütün bir tartışma bu konu etrafında oluşturulabilir. Ancak, yalnızca birkaçı, monokültürdeki yükseliş, uzun vadede test edilmemesinin büyük ölçüde dile getirilen endişeleriyle birlikte kamusal alanda önemli bir dezavantajdır.
  • Geleneksel plastiklerle karıştırılması geri dönüşüm sürecini kirletebilir . # 1 ila # 6 işaretli plastiklerden kimyasal olarak farklı olan # 7 ile işaretlenmiş PLA, geri dönüşüm işlemi başlamadan önce uygun şekilde ayrılmalıdır.
  • Pro ve con: Ayrışma . Yiyeceklerinizi saklamak için biyobozunur plastik kullanmak istediğinizi varsayalım. Uzun vadede, (doğru koşullar altında) yüzyıllarca etrafta yatmayacak bir plastik kullanmak şaşırtıcı görünüyor. Yakın gelecekte, yemeğinizin olabildiğince taze ve lezzetli kalmasını istiyorsunuz. Bu, özellikle üretim, paketleme, nakliye, satış ve nihayet tüketime dayanması gereken gıda ihracatı için bir sorundur.
  • PLA plastik daha az çevre dostu polimerlerle karıştırılmadıkça kırılgan bir şekilde davranacaktır .
  • Petrol bazlı plastiklerle karşılaştırıldığında, PLA gibi biyoplastikler güçlülüklerinde ve kristalliklerinde yetersizdir .

Özellikleri

Reolojik özellikler

PLA, psödoplastik, Newton olmayan bir sıvıdır. Bu, viskozitesinin (akmaya karşı direncinin) maruz kaldığı strese bağlı olarak değişeceği anlamına gelir. Spesifik olarak, PLA bir kesme inceltici maddedir, yani viskozitenin uygulanan stres ile azaldığı anlamına gelir.

Mekanik özellikler

PLA plastik, polipropilen, polistiren ve poliüretan gibi geleneksel polimerlere kıyasla iyi mekanik özelliklere sahiptir. Özellikle, Young modülü (gerilme veya basma altındaki uzamayı tolere etme kabiliyeti), gerilme kuvveti (bir şeyi çekmek için gereken kuvvet) ve eğilme dayanımı (plastik deformasyonu başlatmak için gerekli stres) söz konusu olduğunda.

Termal özellikleri

Termal özellikleri moleküler ağırlıklarına bağlı olmasına rağmen, PLA yarı kristalli bir polimer olarak sınıflandırılabilir. Cam geçiş sıcaklığı ~ 55 ° C’de ve erime sıcaklığı ~ 180 ° C’de, örneğin ABS gibi diğer termoplastikler düşünülürken nispeten düşüktür. Ve tıpkı yağ bazlı plastikler gibi PLA da yanabilir. Önlemler alınmalıdır.

Farklı PLA Türleri Nedir?

PLA çeşitlerinin tümü laktik asitten (C3H6O3) oluştuğunu paylaşmaktadır. Farkları, aynı moleküler formüle sahip olmalarına rağmen atomlarının uzayda yönlendirilmesidir. Bunlar poli L-laktit (PLLA), poli D-laktit (PLDA) ve poli-DL-laktit (PDLLA) içerir.

PLA’nın, bir poliakitten ziyade bir polyester olduğundan , IUPAC ile uyuşmayan bir isimlendirme olduğunu unutmayın .

Nerede Kullanılır?

  • Gıda Ambalaj Endüstrisi: PLA, yiyecek depolamak için kullanıldığında Genel olarak Güvenli (GRAS) olarak tanınır. Belirli sıvılarla temas halinde laktik asidi serbest bıraksa bile, insanlara zarar verecek kadar yüksek bir konsantrasyona sahip olmadığı bulundu. Gıda endüstrisindeki PLA ve bunun hakkında gerçekten bilmeniz gerekenler hakkında daha fazla bilgi edinin.

     

    PLA Gıda Güvenli mi? – Gerçekten Bilmeniz Gerekenler
  • Sağlık ve Medikal Endüstrisi: PLA plastik biyolojik olarak uyumludur, yani insan vücudundaki asgari iltihaplanma ve enfeksiyonu olan cihazlar için kullanılabilir. Sonuç olarak ve çekici kaynağı göz önüne alındığında, biyomedikal ve klinik uygulamaların üretiminde, vidalar, plakalar, cerrahi yapı ve kafesler gibi kemik sabitleme cihazlarında ve ilaç dağıtım sistemlerinde kullanılmıştır. Şaşırtıcı bir ekleme, doku mühendisliğinde olasılıklar. Biyo-uyumluluğu ve vücutta çözünme kabiliyeti, doku kaybı ve organ yetmezliği gibi sorunları çözmede büyük umut vaat ettiğini göstermektedir.
  • Yapısal uygulamalar: PLA malzemesi inşaat endüstrisinde, örneğin yalıtım köpükleri, halılarda ve mobilyalarda kullanılan elyaflar olarak kullanılabilir. Bununla birlikte, özellikleri ve biyolojik duyarlılığı göz önüne alındığında, bu sektörde uygulamaları sınırlandırmıştır.
  • Tekstil endüstrisi: Plastik endüstrisindeki çabalar, yenilenemeyen polyester tekstillerin yerine biyo kaynaklı PLA elyafı almayı hedefliyor. Avantajları arasında nefes alabilirlik, daha düşük ağırlık ve geri dönüştürülebilirlik sayılabilir.
  • Kozmetik endüstrisi: plastik kirliliğinin tüketici bilinci, endüstrileri, ürünün korunmasını sağlayan sürdürülebilir çözümler aramaya kozmetik sektörü olarak yönlendirmiştir.

Sürdürülebilir mi?

Bu sorunun cevabı, kesinlikle Dünya’da sorulduğu yere bağlıdır. Brüt anlamda, evet, PLA plastik sürdürülebilir. CO2’yi emen ve glikoza dönüştüren yenilenebilir kaynaklardan gelir. Bu daha sonra neredeyse hiç karbon içermeyen bir ürün elde etmek için işlenecektir. PLA malzemesi tüketici tarafından atılmaya hazır olduktan sonra, biyolojik olarak parçalanabilir.

Bununla birlikte, bu son nokta faydalı ömrünün bittiği yere bağlıdır. PLA plastiğinin doğru şekilde atılması çok özel koşullar gerektirir ve diğer plastiklerle karıştırılması tüm geri dönüşüm sürecini etkileyebilir. Atık PLA plastiğinin ayrıştırılması ve endüstriyel kompost tesisine gönderilmesi gerekir. Bu, ulaşım için çevresel bir maliyet anlamına gelir. Daha sonra, biyoplastik yaklaşık 60 ° C’ye ısıtılmalı ve materyali parçalayacak ve parçalayabilecek olan özel mikroplara maruz bırakılmalıdır.

Ancak, birçok şehirde bu süreci yürütecek imkanlar yoktur. Öyle olsalar bile, PLA plastiği her zaman sağlanamayacak katı bir ayırma işlemine ihtiyaç duyar. Sonuç olarak, PLA plastik atıklarının çoğu çöplüklere veya okyanuslara bırakılacaktır .

Zehirli midir?

Harika bir haber, PLA toksik değil! Aslında, tıp endüstrisinde vücutta zaman içinde biyolojik olarak parçalanabilen implantlarda kullanılır. Bu ifadenin sadece PLA’nın sağlam bir formda olması durumunda geçerli olduğuna dikkat edin.

Bazı evlerde veya iş yerlerinde 3B yazıcılarda yetersiz havalandırma bulunmaması risk kaynağı olarak rapor edilmiştir. PLA tarafından yayılan kimyasalların zararsız olduğu iddia edilse de, nanopartiküllerin salınımı potansiyel olarak sağlık tehdidi oluşturabilir.

Hangi Üretim Yöntemleri Mevcuttur?

PLA plastiğinin işlenme yöntemleri, PS ve PET gibi diğer ticari polimerlere uygulananlardan farklı değildir. Endüstriyel üretim sırasında özel önem taşıyan hususlar PLA’nın nemini kontrol etmektir: Yüksek nem konsantrasyonu başarısız bir parçaya neden olabilir. Ek olarak, yüksek sıcaklıklarda üretim PLA bozulmasına neden olabilir.

Gerçek üretimden önce, PLA’nın ortam koşullarında orijinal ambalajında ​​saklanması önerilir. Bu termoplastiğin hızlı nem alımını göz önünde bulundurarak malzemenin önceden kurutulması da iyi bir fikirdir.

  • Ekstrüzyon: PLA’nın daha sonraki işlemlerinden önceki ilk adım. Plastiklerin granüllerine basınç altında akmaları için ısı uygulanmalıdır. İşlem, pompalama, ısıtma, karıştırma ve basınçlandırma işlemlerini içerir. Termoplastiklerin ekstrüzyonuhakkında daha fazla bilgi edinin .
  • Enjeksiyon kalıplama: İlk maliyetler (kalıplar) ödendikten sonra oldukça ucuz parçalar üreten bir seri üretim yöntemi. Bununla birlikte, PLA üretimi için enjeksiyonla kalıplama kullanımı, diğer termoplastiklerle karşılaştırıldığında yavaş kristalleşme hızı göz önüne alındığında, sınırlıdır .
  • Enjeksiyonlu germeli üflemeli kalıplama: İmalat işlemi esas olarak farklı termoplastiklerden oyuk parçalar üretmek için kullanılır.
    Enjeksiyon şişirme kalıplama ile ilgili her şeyi buradan okuyun .
  • Dökme film ve tabaka: Koruyucu gıda ve tekstil ambalajından, kredi kartı döküm filmlerine, bu işlem tipik olarak çok katmanlı bir film oluşturmak için iki veya daha fazla malzemenin aynı anda ekstrüzyonunu içerir.
  • Termoform: Bu işlem PLA’nın yumuşama noktasına kadar ısıtılmasıyla başlar. Termoplastik daha sonra hedef forma katılaşana kadar yerinde tutulurken gerilir.
  • 3D baskı: PLA, bugüne kadarki en popüler 3D baskı filamenti! Basmak kolaydır, rekabetçi bir fiyat sunar ve pazarda geniş bir çeşitlilik sunar. 3D baskı PLA hakkında her şeyi bilmek istiyorsanız, bu 3D baskı malzemesi ile ilgili makalemizi okuyun.

Lideri Üreticileri

PLA plastiğinin işlenme yöntemleri, PS ve PET gibi diğer ticari polimerlere uygulananlardan farklı değildir. Endüstriyel üretim sırasında özel önem taşıyan hususlar PLA’nın nemini kontrol etmektir: Yüksek nem konsantrasyonu başarısız bir parçaya neden olabilir. Ek olarak, yüksek sıcaklıklarda üretim PLA bozulmasına neden olabilir.

Gerçek üretimden önce, PLA’nın ortam koşullarında orijinal ambalajında ​​saklanması önerilir. Bu termoplastiğin hızlı nem alımını göz önünde bulundurarak malzemenin önceden kurutulması da iyi bir fikirdir.

  • Ekstrüzyon: PLA’nın daha sonraki işlemlerinden önceki ilk adım. Plastiklerin granüllerine basınç altında akmaları için ısı uygulanmalıdır. İşlem, pompalama, ısıtma, karıştırma ve basınçlandırma işlemlerini içerir. Termoplastiklerin ekstrüzyonuhakkında daha fazla bilgi edinin .
  • Enjeksiyon kalıplama: İlk maliyetler (kalıplar) ödendikten sonra oldukça ucuz parçalar üreten bir seri üretim yöntemi. Bununla birlikte, PLA üretimi için enjeksiyonla kalıplama kullanımı, diğer termoplastiklerle karşılaştırıldığında yavaş kristalleşme hızı göz önüne alındığında, sınırlıdır .
  • Enjeksiyonlu germeli üflemeli kalıplama: İmalat işlemi esas olarak farklı termoplastiklerden oyuk parçalar üretmek için kullanılır.
    Enjeksiyon şişirme kalıplama ile ilgili her şeyi buradan okuyun .
  • Dökme film ve tabaka: Koruyucu gıda ve tekstil ambalajından, kredi kartı döküm filmlerine, bu işlem tipik olarak çok katmanlı bir film oluşturmak için iki veya daha fazla malzemenin aynı anda ekstrüzyonunu içerir.
  • Termoform: Bu işlem PLA’nın yumuşama noktasına kadar ısıtılmasıyla başlar. Termoplastik daha sonra hedef forma katılaşana kadar yerinde tutulurken gerilir.
  • 3D baskı: PLA, bugüne kadarki en popüler 3D baskı filamenti! Basmak kolaydır, rekabetçi bir fiyat sunar ve pazarda geniş bir çeşitlilik sunar. 3D baskı PLA hakkında her şeyi bilmek istiyorsanız, bu 3D baskı malzemesi ile ilgili makalemizi okuyun.

PLA’nın Geleceği

PLA, petrol bazlı plastiklerin değiştirilmesi için şaşırtıcı olanaklar sunan harika bir gelişmedir. Biyo-bazlı ve biyobozunur prensipler, bu termoplastikin diğerlerinin yanı sıra tıp ve gıda endüstrisinde artan uygulamalara sahip olacağına söz veriyor. Ancak, gerçek sürdürülebilirliği sağlamak için birçok şeyin üstesinden gelinmesi gerekiyor. PLA araştırmalarında aşılması gereken iki ana nokta şunlardır:

  • PLA içerisinde farklı derecelerde kristalleşme davranışı. Bu, plastiğin bozulma oranını, optik özellikleri, ısıl direnci ve mekanik özelliklerini kontrol etmek için çok önemlidir.
  • PLA’nın ayrılması ve ayrıştırılması için uygulanabilir ve erişilebilir araçlar gereklidir. Şimdiye kadar, plastiğin avantajlı ayrışma olasılıklarından bağımsız olarak, atık malzemenin doğru kompozit tesise düzgün bir şekilde ulaşamaması, diğer petrol bazlı plastiklerden daha iyi olmamasına neden olabilir.

Bu nedenle, önümüzdeki yıllarda gelişimini görmeye istekli olsak da, daha geniş kapsamlı bir erişim, şu anda sektöre hâkim olan yenilenebilir olmayan plastiklerin ele geçirilmesi için daha güçlü atık bertarafı ve mekanik özelliklerin arttırılması şarttır. Yakın gelecekte bu gibi gelişmeler için beklemekten mutluluk duyuyoruz.

Kaynak: https://all3dp.com/