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查看更多>沈阳注塑加工——PLA的基础物性及注塑加工性能
发布于 2020年11月29日
[摘要]阳注塑加工聚乳酸（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。
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。
1.
聚乳酸与其他通用塑料物理力学性能比较
聚乳酸的力学性能与聚丙烯相似，可以通过通用塑料的加工方法进行加工。如注塑、挤出、吸塑、吹塑、纺丝等成型加工技术。其产品可在各种民用、工业、农业和医疗特殊领域等广泛使用。其基础物理力学性能见下表。
2.
聚乳酸的注塑成型性能
PLA可以用普通的塑料注射模具设备加工各种餐具如：杯、碟、茶碟、饭盒、碗、刀、叉、筷子；各种容器如：瓶、桶、盆、牙刷、衣服挂、安全帽等制品。加工用PLA要求树脂的摩尔质量不能太大，熔体黏度要小，加工温度高，注射模具加工的PLA具体树脂性能和产品力学性能见下表。
表2 注射模具加工PLA树脂的物理性能和加工性能
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。
1.
聚乳酸与其他通用塑料物理力学性能比较
聚乳酸的力学性能与聚丙烯相似，可以通过通用塑料的加工方法进行加工。如注塑、挤出、吸塑、吹塑、纺丝等成型加工技术。其产品可在各种民用、工业、农业和医疗特殊领域等广泛使用。其基础物理力学性能见下表。
聚乳酸的注塑成型性能
PLA可以用普通的塑料注射模具设备加工各种餐具如：杯、碟、茶碟、饭盒、碗、刀、叉、筷子；各种容器如：瓶、桶、盆、牙刷、衣服挂、安全帽等制品。加工用PLA要求树脂的摩尔质量不能太大，熔体黏度要小，加工温度高，注射模具加工的PLA具体树脂性能和产品力学性能见下表。
表2 注射模具加工PLA树脂的物理性能和加工性能
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℃。
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