可降級(jí)塑料PLA餐具注射工藝

1、可降級(jí)塑料PLA餐具的注射成型工藝v背景背景vPLA環(huán)保生物降解塑料餐具示例環(huán)保生物降解塑料餐具示例v聚乳酸（聚乳酸（PLA）概述）概述v注射成型工藝注射成型工藝v注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)目錄目錄背景背景正當(dāng)塑料工業(yè)蓬勃發(fā)展之際，當(dāng)今的化學(xué)家和生態(tài)學(xué)家卻憂心忡忡。塑料的發(fā)展面臨著兩道難題：一是原料有限；二是污染環(huán)境。塑料材料由于受到本身和外界的作用及影響（如光、熱、電、機(jī)械、化學(xué)介質(zhì)、霉菌等），將逐漸老化而成為廢棄物，成為社會(huì)巨大的污染源。龐大的難降解的“白色污染”物塑料嚴(yán)重污染環(huán)境是一個(gè)擺在人們面前的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題?，F(xiàn)較有效的方法的有：土埋和焚燒。開(kāi)發(fā)新型、對(duì)環(huán)境友好的塑料材料，發(fā)展非石油基聚合物迫在眉睫

2、。聚乳酸（PLA）作為可降解塑料的成員，應(yīng)用前途廣大。聚乳酸已成為21世紀(jì)最具發(fā)展前景的綠色環(huán)保材料，受到了各國(guó)政府和世人的關(guān)注，成為普通塑料的理想替代品。和普通的塑料相比，聚乳酸主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1、原材料來(lái)源充足：生產(chǎn)聚乳酸的原料為玉米等可再生性資源，而無(wú)需采用石油、木材等珍貴的自然資源，因而對(duì)日漸枯竭的石油資源將起到很的保護(hù)作用，對(duì)于石油日漸吃緊的中國(guó)也有獨(dú)特的戰(zhàn)略意義。2、可生物降解性：聚乳酸最大的特點(diǎn)就是具有優(yōu)越的生物可降解性，被廢棄后可在自然界中分解為乳酸，最終水解為二氧化碳和水。通過(guò)植物的光合作用，二氧化碳和水又可變成淀粉，這樣在自然界中循環(huán)，形成生態(tài)平衡。用聚乳酸替代普通塑料

3、可解決當(dāng)今捆擾全世界的白色污染問(wèn)題。3、能耗低：在聚乳酸的生產(chǎn)過(guò)程中，它使用的能耗明顯低于PET、PA等石油基樹(shù)脂，只相當(dāng)于后者的20-50。PLA環(huán)保生物降解塑料餐具示例環(huán)保生物降解塑料餐具示例聚乳酸（聚乳酸（PLA）概述）概述聚乳酸全名為 Poly Lactic Acid (PLA)，又名玉米淀粉樹(shù)酯，學(xué)名為 Polylactide，是一種丙交酯聚酯；聚乳酸為一多用途可堆肥的高分子聚合物，完全由植物中萃取出淀粉經(jīng)過(guò)發(fā)酵去水聚合等過(guò)程制造而成，無(wú)毒性；聚乳酸(PLA)作為可降解材料便體現(xiàn)出它的優(yōu)勢(shì)，它具有良好的生物兼容性和生物降解性，且來(lái)源于由可再生能源農(nóng)副產(chǎn)品制得的乳酸，是比較有前途的合成

4、類(lèi)可生物降解的高分子材料。PLA分子結(jié)構(gòu)式PLA的優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn) 機(jī)械性能及物理性能良好。聚乳酸適用于多種加工方法，加工方便，應(yīng)用十分廣泛。同時(shí)具有良好的抗拉強(qiáng)度及延展度，聚乳酸也可以各種普通加工方式生產(chǎn)； 生物相容性與可降解性良好； 聚乳酸也擁有良好的光澤性和透明度，和利用聚苯乙烯所制的薄膜相當(dāng)，是其它生物可降解產(chǎn)品無(wú)法提供的； 聚乳酸（PLA）薄膜具有良好的透氣性、透氧性及透二氧化碳性，它也具有隔離氣味的特性。聚乳酸是唯一具有優(yōu)良抑菌及抗霉特性的生物可降解塑料； 當(dāng)焚化聚乳酸（PLA）時(shí)，是焚化傳統(tǒng)塑料（如聚乙烯）的一半，而且焚化聚乳酸絕對(duì)不會(huì)釋放出氮化物、硫化物等有毒氣體。PLA的缺點(diǎn)的缺點(diǎn)

5、CHCOHOCH3Hn1、抗沖擊能力差2、易水解，PLA的酯鍵在水中會(huì)斷開(kāi)抗沖擊改性劑PARALOIDBPM- 520, 可提升不透明、注塑成型的聚乳酸( PLA)制品的抗沖擊性能, 但不影響產(chǎn)品的熱變形溫度和剛性。干燥注射成型是聚乳酸加工過(guò)程中使用最廣泛的方式，特別是對(duì)于那些形狀復(fù)雜，尺寸精度要求高的熱塑性塑料制品。大多數(shù)基于聚乳酸注塑加工的注射成型機(jī)都是往復(fù)式螺桿注射機(jī)一個(gè)典型的注塑循環(huán)通常都是以緊密的模具作為一個(gè)注塑周期的開(kāi)始，模具夾緊后，立即行動(dòng)，打開(kāi)噴嘴和螺桿向前移動(dòng)，注入聚合物熔體進(jìn)入模腔 在物質(zhì)收縮補(bǔ)償和模具冷卻過(guò)程中，螺桿保留住前部的控制壓力，在該控壓階段結(jié)束時(shí)，噴嘴關(guān)閉，而模

6、具冷卻到一定程度后開(kāi)模。 由于注射成型是一種十分成熟的成型方式，一般聚乳酸的注射成型也相對(duì)比較簡(jiǎn)單。注射成型注射成型注射模具加工注射模具加工PLA 樹(shù)脂的物理性能和加工性能樹(shù)脂的物理性能和加工性能性能指標(biāo)密度/gcm-31.21MFR(190,2.16kg)/g (10min)-11030熔點(diǎn)/145-180拉伸強(qiáng)度/MPa48斷裂伸長(zhǎng)率/%2.5沖擊強(qiáng)度/Jm-10.16彎曲強(qiáng)度/MPa83彎曲模量/MPa38283051D注射成型工藝參數(shù)注射成型工藝參數(shù)加工前真空干燥喂料口溫度45進(jìn)料段180壓縮段190熔融段200計(jì)量段200噴嘴190螺桿轉(zhuǎn)速20-100rpm注射壓力54Pa模具溫度3

7、0定量加料熔融塑化施壓注射充模冷卻啟模取件。取出塑件后又再閉模，進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。脈動(dòng)壓力誘導(dǎo)注射成型加工技術(shù)脈動(dòng)壓力誘導(dǎo)注射成型加工技術(shù) 脈動(dòng)壓力誘導(dǎo)注射成型加工技術(shù)是在傳統(tǒng)的注射成型過(guò)程中引入振動(dòng), 使注射螺桿在振動(dòng)力的作用下產(chǎn)生軸向脈動(dòng), 成型過(guò)程中機(jī)筒及模腔中熔體的壓力將發(fā)生脈動(dòng)式變化。通過(guò)調(diào)控外加振動(dòng)力的振動(dòng)頻率與振幅, 可以使注射成型制品品質(zhì)得到提高, 性能得到很好的改善和優(yōu)化。液壓脈動(dòng)注射成型使PLA的拉伸強(qiáng)度有所提高，在振動(dòng)頻率為15Hz、振幅為0. 8mm時(shí)，PLA的拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值74. 89MPa， 比普通注射成型的PLA( 67. 69MPa) 提高了10. 6%。同時(shí)

8、, PLA的拉伸強(qiáng)度對(duì)于振動(dòng)頻率和振幅的響應(yīng)規(guī)律有所不同： PLA拉伸強(qiáng)度隨振動(dòng)頻率的變化規(guī)律受振幅影響，規(guī)律不一； PLA拉伸強(qiáng)度隨著振幅的變化很有規(guī)律，拉伸強(qiáng)度的振幅響應(yīng)最佳范圍在0. 60. 8mm之間。液壓脈動(dòng)注射成型對(duì)PLA沖擊強(qiáng)度的影響很大, 引入脈動(dòng)后, 很大程度地提高了PLA制品的沖擊性能, 當(dāng)振動(dòng)頻率為15Hz、振幅為0. 8mm時(shí), 相對(duì)于普通注射成型PLA沖擊強(qiáng)度提高很多。模具要求模具要求 注射成型PLA樹(shù)脂時(shí)，對(duì)模具有一定的要求，這包括：模具的冷卻效果要好，必須配備冷水機(jī)，如200g的注射成型機(jī)，配備2kW的冷水機(jī)；由于厚壁制品的注射速度相對(duì)薄壁制品的來(lái)說(shuō)比較慢，因此模

9、具的設(shè)計(jì)要把制品厚度控制在4mm以下，且模具的型芯、型腔或前后模板、滑動(dòng)塊都需要通水加以冷卻，模具溫度需控制在2030之間。干燥條件干燥條件 PLA樹(shù)脂在使用前必須進(jìn)行干燥處理。為了預(yù)防熔體粘度的降低，應(yīng)將濕度控制在0.025%（250ppm）以下。典型的干燥條件是：空氣溫度80，真空干燥23h。干燥后的樹(shù)脂不能暴露于空氣中，需放在充有氮?dú)獾匿X箔袋中，外加盒子或袋子保護(hù)。使用前應(yīng)保持包裝的密封，使用后迅速密封未使用的物料。若物料在空氣中暴露時(shí)間超過(guò)1h，需按上述方法重新干燥。生產(chǎn)中必須使用在線干燥除濕機(jī)，以保證加入料斗的PLA樹(shù)脂在加工過(guò)程中不吸潮。建議使用信易牌SD-H系列蜂巢轉(zhuǎn)輪除濕設(shè)備或

10、有相同效果的其他設(shè)備。注意事項(xiàng)注意事項(xiàng) 注塑加工注塑加工 在注射成型PLA樹(shù)脂之前，要使用低粘度聚苯乙烯或聚丙烯清洗注塑機(jī)，然后將溫度保持在穩(wěn)定狀態(tài)下；確保加料斗內(nèi)的空氣濕度達(dá)到露點(diǎn)-40以下，且要避免灰塵污染；在符合上述條件的前提下，將PLA樹(shù)脂倒入注塑機(jī)中；最后調(diào)節(jié)設(shè)備溫度至PLA樹(shù)脂的加工溫度。 在成型過(guò)程中，如果需要短時(shí)間（一般是半個(gè)小時(shí)以內(nèi)）停機(jī)時(shí)，務(wù)必要先將料斗底部的擋板封上，再將料筒內(nèi)的剩料排空，以防喂料喉堵塞。當(dāng)確認(rèn)要重新開(kāi)始生產(chǎn)時(shí)，方可打開(kāi)擋板加入物料。 如果在加工過(guò)程中出現(xiàn)物料變色及降解現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)立即排空料筒儲(chǔ)料，再加入新料，觀察物料的狀態(tài)，看是否恢復(fù)正常。如正?？衫^續(xù)生產(chǎn)；如不正常，則要做相應(yīng)的調(diào)整。 生產(chǎn)完需要關(guān)機(jī)的時(shí)候，要使用高粘度的聚苯乙烯或聚丙烯清