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1.聚乳酸PLA 聚乳酸全名为Poly Lactic Acide,又名玉米淀粉树脂，学名Polylactide,简称PLA，是完全由植物如玉米，甜菜等萃取，经过发酵，去水，聚合等过程生成的高分子聚合物，经过堆肥，可100%降解的环保材料。 PLA具有以下特点： 环保材料，堆肥可100%绛解； 加工温度是200℃； 较低的熔体强度； 较低的收缩率； 2 聚乳酸PLA线材特点 3D打印机PLA线材由聚乳酸PLA原料经过搅拌，挤出，冷却收缩成型的线材。 ECO 聚乳酸PLA线材的特点： 激光测距连动装置控制尺寸，精度在±0.1mm； 多线径选择，1.75mm, 3.00mm及其他客户定制要求； 表面光滑无凸凹点，同心度好； 颜色选择丰富，更有荧光系列产品； 线材弯折性好，高强度，刚度高； 较低的熔体强度，打印模型易塑形； 线材表面光泽性好，色彩艳丽； 较低的收缩率，即使打印较大尺寸的模型，表现仍优异； 环保线材，对环境零污染； 加工温度适宜，易于加工； 3 聚乳酸PLA线材参数 项目 单位 聚乳酸PLA 产品牌号 PLA1200 密度 g/cm3, 21.5℃ 1.25 熔融指数 10min,2.16kg 5 熔点 ℃ 150 热变形温度 ℃,0.455MPa 50 屈服强度 Mpa, 拉伸速度：5mm/min 45 冲击强度 KJ/m2 5 伸长率 % 20% 精度 - 1.75±0.1mm 3.00±0.1mm 一、乳酸及其生產 PLA（polylactic acid)，即聚乳酸酯，是由乳酸聚合的新型聚酯。 乳酸（lactic acid)是1850年美國sdude首次從酸奶中發現的，又叫α──羥基丙酸，分子式為CH3CHOHCOOH，它存在於酸牛奶和血液中，眾所周知，肌肉運動也會產生乳酸。 乳酸有三種結構形式，即兩種旋光異構型──L型、D型和一種無光學活性結構──DL型、即外消旋型結構： L型（左旋） D型（右旋） 乳酸吸濕性強，一般呈漿狀流體，若經減壓蒸餾和分步結晶，可得純晶體，熔點隨結構不同而不同，左旋體和右旋體為53℃、外消旋體為18℃。 由於乳酸分子中同時具有羥基和羧基，因此兩個乳酸分子之間可進行酯化生成丙交酯：丙交酯是生成聚乳酸的基礎，丙交酯開環聚合就生成了聚乳酸：乳酸不揮發，無氣味。 乳酸的製造方法目前主要有三個途徑。澱粉發酵法，以玉米、大米、蔗糖、甜菜、紅薯、馬鈴薯為原料；乙醛──氫氰酸法，用於醛和氫氰酸反應生成乳酸、經酯化成乳酸酯，分解為乳酸。丙烯法，採用丙烯與硫酸反應，生成乳，經酯化、精餾得精酯，水利成乳酸。 製造聚乳酸最有價值的反應是含澱粉的農作物發酵法。 乳酸在釀造、食品、醫藥、化妝品、皮革、農業等領域有廣泛的應用，尤其在手術縫合線和骨科固定材料方面有越來越大的需求。 中國目前乳酸生產廠家有20多家，總生產能力約2.5萬噸，實際產量只有1.5萬噸/年，但主要應用領域是在香料和香精、啤酒工業。製藥和食品工業也有較大需求。 美國、日本、法國都在研究乳酸製造PLA工藝，如美國cargill公司，德國的genega公司、德國的Inventa──Fischer公司、日本的W.lumbed公司、昭合高分子、代塞爾化學公司，島津製作所，都在試驗中採用澱粉發酵以及有機酸，有機醇試製PLA聚酯。 2000年8月，美國Cargill公司與美國Dow化學公司公佈，他們已建立了世界上第一個由玉米發酵法生成PLA的工廠。 二、PLA的開發和生產形勢 PLA（聚乳酸）是1932年被杜邦Carothers發明的，他是真空中加熱乳酸，生成了低分子的聚乳酸。但當時他沒能使分子量進一步增加，就使實驗停頓下來了。後來，由杜邦的Ethicon繼續研究，他的目的是採用PLA用作醫院外第一個工業化生產規模的PLA工廠，起始生產能力為4000噸/年，並打算在歐洲其他地方建立新廠，該廠PLA牌號為Nature works PLA，為了在歐洲擴大PLA的產能和開發市場，2000年上半年，Cargill Dow公司在荷蘭Nearden建立了歐洲辦事處，它是該公司在歐洲事業的聯絡，並透過歐洲為全球提供PLA事業的服務和技術，作為在歐洲建PLA工廠籌備工作，該公司還在美國宣佈，美國聯邦貿易委員會將作為Nature works纖維的代理商。 德國的Inventa──Fischer公司1998年也開發了成本低廉的PLA生產方法。實驗裝置的能力為3000噸/年。這套裝置在2001年建成，它是基於該公司50年的聚合技術和裝置，反應器製造工藝和微機控制、模擬技術的基礎上，該公司透過與研究機構聯合，尤其是與生物工程和聚合工程研究所共同協作，大大縮短了科研時間，這項研究也受到了德國聯邦農業部的支援，德國農業部要從此項研究開發非食品領域的農產品市場。因此，黑麥被選為PLA的原料，黑麥可在貧瘠的土地上生長，該公司的工藝証明，黑麥生產PLA與玉米一樣，可以保証PLA的質量。 三、PLA的製造方法 1、發酵法生產乳酸 Nature works發酵法生產乳酸是成功地和產乳酸原料的方法。 它的主要原理是：由玉米澱粉經水解製成葡萄糖，再由乳酸桿菌發酵製成鹼性乳酸鹽，經淨化，電滲析工藝製成純淨的乳酸，其中99.5%為左旋乳酸，0.5%為右旋乳酸圖。2.聚乳酸PLA的製造方法 由乳酸製造PLA可採用兩種工藝，一種是直接縮聚法（Natureworhs法），即在真空條件下，採用溶劑使之脫水縮聚，一種是非溶劑法，使乳酸生成環狀二聚體──內丙酯，再開環縮聚成PLA，在此過程中，內丙酯必須透過提純，圖二表示PLA生產方框圖。在Natureworks法中，可以很容易地控制D、L、DL型乳酸的生成比例，比例不同會影響聚丙酯的性質和PLA的結晶性，L成分越高，則PLA的結晶程度高，有明顯的、較高的結晶溫度，L成分越低，則PLA的結晶程度越低，逐漸成為無定型結構沒有固定的熔點，熔點越來越低，因此PLA的熔點可從171℃向60℃變化。 PLA的質量與內丙酯開環的純度有很大關系，因此必須透過各種工藝提純那些大約5%不能開環的內丙酯。因為它會在後來的工藝引起PLA快速水解降解。微量以未開環內丙酯會在PLA熔解過程中揮發，加速PLA產品的降解。 乳酯的結構比例也會影響內丙酯的結構比例，從而影響PLA的質量。因為左旋乳酸只能生成左旋內丙酯，右旋乳酸只能生成右旋內丙酯。而乳酸的結構比是由乳酸桿菌菌種決定的四、PLA的性質 與PET聚酯比較，PLA具有更加優良的特性和優勢。 表1 表示3PLA與PET性質的差異
表2表示PLA與棉花混紡針織物的色牢度，從表中可知，PLA織物不易褪色。（35% PLA/65%棉針織物襯衣洗5次）
註：5表示不褪色 4表示輕微褪色 3表示可見褪色 2表示褪色較大 1表示褪色嚴重 五、PLA的應用 ABS的熔点温度是217~237℃，PLA的熔点是155-185°C。 |
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