PLA (Axit polylactic) là một loại polyme nhiệt dẻo phân hủy sinh học được tạo ra từ các nguồn tài nguyên tái tạo như củ sắn, bột ngô và mía. Do dễ chế biến, ít ảnh hưởng đến môi trường và có tính linh hoạt, nên nó được ưa chuộng trong một số ngành công nghiệp.
Hiểu về điểm nóng chảy của nhựa PLA giúp các nhà sản xuất quyết định xem đây có phải là vật liệu phù hợp cho sản phẩm của họ hay không và họ nên tuân thủ những điều kiện nào để đảm bảo quy trình sản xuất trơn tru.
Bài viết này sẽ đề cập đến mọi thông tin bạn cần biết về chủ đề này. Hãy cùng theo dõi!
1. Tổng quan về nhựa PLA
Trước khi thảo luận về điểm nóng chảy của nhựa PLA, hãy cùng tìm hiểu qua về về vật liệu này!
PLA hay Axit polylactic là một loại nhựa giòn, có độ bền cao, có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng, bao gồm bao bì thực phẩm, tạo mẫu và các sản phẩm y tế. Nó có lợi cho môi trường vì được sản xuất từ tinh bột thực vật lên men. Mặc dù PLA có thể phân hủy sinh học, nhưng quá trình ủ phân đòi hỏi một số điều kiện nhất định. Nó phân hủy thành carbon dioxide, axit lactic và nước và cần được giữ ở nhiệt độ 60°C và độ ẩm 90% trong vài tuần.
Xem thêm: Nhựa PLA được sản xuất như thế nào?
Chi tiết hơn, axit lactic được tạo ra bằng cách lên men các vật liệu thực vật trong điều kiện được kiểm soát để tạo ra các monome lặp lại, công thức hóa học của axit polylactic. Sau khi các oligome axit lactic bị mất nước và bị phân hủy nhiệt, chúng trải qua quá trình trùng hợp mở vòng với sự trợ giúp của chất xúc tác để tạo thành dimer lactide.
PLA được tạo ra bằng 2 phương pháp tổng hợp được sử dụng rộng rãi: trùng hợp ngưng tụ và trùng hợp mở vòng. Trùng hợp mở vòng là phương pháp được ưa chuộng để sản xuất PLA vì nó có thể tạo ra phiên bản PLA có trọng lượng phân tử thấp hơn và trọng lượng phân tử lớn hơn.
2. Điểm nóng chảy của PLA là bao nhiêu? Nó ảnh hưởng đến sản phẩm như thế nào?
Điểm nóng chảy của nhựa PLA là khoảng 175°C. Khi đạt đến điểm này, hình dạng của vật liệu chuyển từ dạng rắn sang dạng lỏng, cho phép PLA được đùn qua vòi phun của máy in 3D.
Các kết nối liên phân tử của nó không bị đứt khi nóng chảy, tạo cho nó độ đặc giống như chất lỏng. PLA được nung nóng trong "vùng nóng chảy" của đầu nóng trong quá trình in 3D để trở nên nóng chảy và sẵn sàng để đùn và lắng đọng trên tấm tạo hình.
Tuy nhiên, điểm nóng chảy của nhựa PLA có thể khác nhau đáng kể tùy theo đặc tính của thành phần sợi PLA mà bạn đang sử dụng. Ví dụ:
- Độ tinh khiết của PLA có tác động lớn đến điểm nóng chảy của nó; độ tinh khiết thấp hơn tạo ra nhiệt độ nóng chảy ổn định và có thể dự đoán được hơn, lý tưởng cho các ứng dụng in chính xác.
- PLA có hai loại: bán tinh thể và vô định hình. Loại đầu tiên có điểm nóng chảy riêng biệt và các chuỗi polyme được tổ chức tốt. PLA vô định hình dễ in hơn và có phạm vi nóng chảy rộng hơn PLA bán tinh thể do các chuỗi được sắp xếp ngẫu nhiên hơn.
- Trong PLA, thuật ngữ "trọng lượng phân tử" mô tả chiều dài của các chuỗi polyme: trọng lượng phân tử càng lớn thì nhiệt độ nóng chảy càng cao. Các chuỗi dài hơn có khả năng phục hồi tốt hơn và phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi khắt khe vì việc chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng đòi hỏi nhiều năng lượng hơn.
- Phụ gia được thêm vào PLA để thay đổi điểm nóng chảy và tăng cường chất lượng của nó. Chất hóa dẻo có thể làm tăng hoặc giảm độ linh hoạt. Chất tạo màu và thuốc nhuộm có thể thay đổi phần nào điểm nóng chảy. Đặc tính nhiệt của PLA cũng có thể bị thay đổi bởi chất độn và chất gia cường như hạt kim loại, gỗ hoặc vật liệu sợi carbon.
Việc xử lý đúng theo điểm nóng chảy của nhựa PLA ảnh hưởng đến nhiều khía cạnh sản xuất.
- Nhiệt độ sản xuất: Điểm nóng chảy xác định phạm vi nhiệt độ để xử lý PLA trong in 3D hoặc ép phun. Độ mịn bề mặt và độ bám dính của lớp phụ thuộc rất nhiều vào việc kiểm soát nhiệt độ hiệu quả.
Ví dụ, đối với các bản in lâu dài có nguy cơ tách lớp thấp, các lớp nhựa nóng chảy phải bám dính vào nhau (độ bám dính của lớp). Liên kết mạnh này được đảm bảo bằng các cài đặt nhiệt độ thích hợp, bao gồm nhiệt độ làm mát, in và nhiệt độ nền. Nhiệt độ thấp có thể ảnh hưởng đến độ bám dính của lớp và chất lượng tổng thể của sản phẩm.
Thêm vào đó, điểm nóng chảy của nhựa PLA có thể ảnh hưởng đến quy trình in 3D. Nhiệt độ in cao có thể gây ra hiện tượng rỉ nước và tạo sợi, trong khi nhiệt độ in thấp có thể dẫn đến tắc vòi phun.
- Độ ổn định nhiệt: Điểm nóng chảy của nhựa PLA không thực sự lý tưởng cho các ứng dụng nhiệt độ cao. Ví dụ, nếu các bộ phận ô tô hoặc đồ dùng nhà bếp từ PLA không được thiết kế đúng cách, có thể xảy ra tình trạng biến dạng.
- Khả năng phân hủy sinh học: Các đặc tính nhiệt của PLA ảnh hưởng đến tốc độ phân hủy của nó so với các loại nhựa khác vì nó có điểm nóng chảy thấp hơn khi ủ.
3. Ứng dụng của nhựa PLA
Nhựa PLA có điểm nóng chảy khiến nó phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm:
- Hộp đựng và bao bì: PLA an toàn với thực phẩm; do đó, hộp đựng thực phẩm, cốc uống nước, chai, khay và túi làm từ PLA thường được sử dụng.
- Thiết bị y tế và chăm sóc sức khỏe: Do khả năng tương thích sinh học và phân hủy sinh học, vật liệu này đã được sử dụng trong ngành trong hơn 10 năm. Các ứng dụng phổ biến bao gồm cấy ghép y tế có thể hấp thụ sinh học, màng phủ và khung cho kỹ thuật mô.
- Sản phẩm dệt may: PLA có khả năng hấp thụ độ ẩm thấp và khả năng chống tia UV tốt, cho phép nó phù hợp để làm áo sơ mi, đồ thể thao, bộ đồ giường, nệm và thảm.
In 3D: Vật liệu này được sử dụng để sản xuất màng in 3D.
Ứng dụng ô tô, điện và điện tử: Mặc dù vật liệu PLA còn mới đối với các ngành công nghiệp này, nhưng vật liệu này có độ bền kéo và khả năng chịu va đập được cải thiện, phù hợp với tấm ốp mặt trước, viền cửa, tấm phủ trụ, thảm sàn và vật liệu trần nhà.
Xem thêm: Ứng dụng của nhựa PLA đến đời sống con người
4. Tổng kết
Điểm nóng chảy của nhựa PLA đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế và sản xuất sản phẩm. Hiểu được vấn đề này giúp các nhà sản xuất đưa ra quyết định đúng đắn, thiết kế hiệu quả và tạo ra các sản phẩm phù hợp và bền vững.
5. Giới thiệu về EuroPlas
Là một chuyên gia trong lĩnh vực hạt nhựa tổng hợp, EuroPlas nhận thức được nhu cầu về nhựa phân hủy sinh học để bảo vệ môi trường và phát triển bền vững. Do đó, chúng tôi đã phát triển Hợp chất nhựa sinh học và Chất độn sinh học với nhiều ưu điểm.
BioNEXT là hợp chất sinh học có thể phân hủy trong vòng một năm sau khi sử dụng. Sản phẩm của chúng tôi có một số đặc điểm đặc biệt và có lợi cho môi trường. Chúng tôi đã có quá trình quản lý kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt để đáp ứng mọi điều kiện tiên quyết.
Mặt khác, Bio filler của EuroPlas là một lựa chọn vật liệu giá cả phải chăng. Đây là một chất phân hủy sinh học giúp tăng cường một số đặc tính của sản phẩm cuối cùng, bao gồm độ bóng và độ cứng. Trong màng thổi, nó có thể hoạt động như một chất chống chặn và chất trượt.
Liên hệ với EuroPlas để biết thêm thông tin.