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聚乳酸(PLA)以玉米、木薯等农作物为原料,经微生物发酵、提取制得乳酸,再经过精制、脱水低聚、高温裂解、聚合而成。PLA具有优异的生物降解性,废弃后一年内能被土壤中的微生物完全降解,生成CO2和水,对环境不产生污染。PLA本身属脂肪族聚酯,具有通用高分子材料的基本特性,有着良好的机械加工性能,收缩率低,能够胜任大多数合成塑料的用途,被广泛用于制作包装材料、一次性餐具、家电外壳、纤维、3D耗材等。
PLA加工的首要问题是PLA颗粒物料的干燥,如果PLA中含水量高,在加工过程中PLA会发生降解,导致摩尔质量下降,影响制品的力学强度和拉伸模量。出厂后在包装袋或储存罐中的PLA的水分小于0.025%。PLA树脂需要储存在于燥的条件下,一般要密封保存直到使用前。加工过程中PLA的含水量要求小于0.010%,因此使用前需要进一步干燥。PLA在100℃需要干燥3 h以上才可使用。无定形的PLA必须在50℃以下干燥,因为其熔点较低。
注射模具加工用PLA通常要求熔融温度不要太高,否则熔融黏度太高,需要提高加工温度,而高温下容易裂解,导致摩尔质量和力学性能的降低。PLA熔点一般控制在145~175℃。控制的方法是调节聚乳酸的旋光纯度,即在左旋聚乳酸单体(LLA)中加入少量的右旋聚乳酸单体(DLA),这样可以控制PLA的结晶度,也就控制了PLA的熔点。另外可以采用加入增塑剂的方法,降低PLA熔点。例如日本岛津注射模具用PLA的熔点仅在145~155℃,美国cargil -dow公司的PLA熔点为120~170℃。
3001D物性