PLA可以說是目前3D打印領域應用最廣泛的材料之一,數量最多的FDM 3D打印機使用最多的材料就是PLA了。聚乳酸,又稱PLA,是一種熱塑性塑料,擠出溫度為170℃-230℃,常以線材形式作為FDM 3D打印機的材料,具有簡單易用,無毒等優點。一直以來,PLA都以可生物降解作為一個賣點,那么PLA是否真的可以生物降解呢?
PLA由乳酸單元組成,這是一種小型的有機酸,我們日常生活中很多食物都含有這種乳酸,面包、酸奶、玉米等等。理論上任何含有葡萄糖的東西都可以轉化為乳酸分子。
乳酸的結晶度比較低,導致PLA呈現弱機械性能、玻璃化轉變溫度低的特性。因此PLA適合3D打印,但成品比較脆。
為了獲得更好的性能,材料商會在PLA中加入其它成分,以獲得相應的性能,比如提升柔韌性,使得打印件不能脆。
生產時,材料商會先從原材料中提取乳酸,玉米是常用的原材料之一,因為它含有相當數量的葡萄糖。材料商會通過濕磨工藝,從玉米提取淀粉。接著添加其它化學品并加熱,分離出葡萄糖。然后將葡萄糖發酵獲得乳酸單體。最后通過聚合或者縮合,將乳酸分子凝聚在一起,得到PLA。
因此,理論上PLA是一種生物塑料,且結晶度低(材料的結晶度越低,負責生物降解的微生物就越容易對材料進行化學分解),比石油基的塑料要容易降解很多。但是由于添加了其它成分,同時,聚合的過程會提高結晶度。這些因素都會PLA降解的時間變長。
而且,PLA降解是需要一定環境條件的,有人曾做過一個實驗。把使用PLA材料3D打印的物品埋在后院的土里兩年。結果,完全沒有降解的跡象。事實上,如果把PLA制品丟在垃圾場,或者埋在土里,其自然降解也需要幾百年的時間。
PLA降解需要滿足以下幾個條件:
1、大量的微生物;
2、高溫,超過30℃時,微生物才會開始降解PLA;
3、潮濕,濕度越高水解效率越高。要同時滿足這幾個條件的環境,在自然界中可以說非常稀少。
所以,可以得出結論,PLA可以被生物降解,但是在自然環境中至少也得幾百年的時間。不過和石油基的塑料比,PLA還是要環保很多。石油基塑料在自然環境中幾百年,也只能分解,分解后對環境依舊會造成影響。
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