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聚乳酸PLA薄膜在生產切袋過程中應注意熱穩定性

聚乳酸PLA薄膜(mo)

聚(ju)乳酸PLA生(sheng)(sheng)(sheng)產薄膜后,在生(sheng)(sheng)(sheng)產切袋過程(cheng)中(zhong)(zhong),應(ying)(ying)注(zhu)意熱穩(wen)定性(xing)。熔融(rong)態加(jia)(jia)工(gong)(gong)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)PLA的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)個(ge)缺點是(shi)(shi)其容(rong)易(yi)發生(sheng)(sheng)(sheng)熱分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie),這(zhe)與其加(jia)(jia)工(gong)(gong)溫(wen)(wen)度及(ji)其在擠出(chu)(chu)機(ji)或熱流道中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)停(ting)留時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)有關。一(yi)(yi)(yi)般來說(shuo)(shuo)(shuo),PLA的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)主(zhu)要(yao)有下(xia)述幾種(zhong)(a)少量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)水(shui)(shui)引起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie);(b)拉鏈(lian)狀解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)聚(ju);(c)氧化(hua)(hua),無(wu)規主(zhu)鏈(lian)斷裂;(d)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)間(jian)(jian)酯(zhi)化(hua)(hua)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)單體和(he)(he)(he)酯(zhi)類齊聚(ju)物;(e)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)內(nei)(nei)酯(zhi)化(hua)(hua),形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)單體和(he)(he)(he)低(di)(di)相(xiang)(xiang)(xiang)對分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)丙(bing)(bing)交(jiao)酯(zhi)齊聚(ju)物。 Soninke等(deng)人(ren)認(ren)(ren)為(wei)(wei)(wei)(wei),溫(wen)(wen)度高(gao)于(yu)200℃時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),PLA會(hui)(hui)發生(sheng)(sheng)(sheng)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)間(jian)(jian)、分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)內(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)酯(zhi)交(jiao)換、順式(shi)消(xiao)除(chu)、自(zi)由(you)基(ji)(ji)和(he)(he)(he)一(yi)(yi)(yi)致(zhi)性(xing)非自(zi)由(you)基(ji)(ji)反應(ying)(ying),最(zui)終(zhong)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)C0、CO2、乙(yi)(yi)醒(xing)和(he)(he)(he)甲基(ji)(ji)乙(yi)(yi)烯酮(tong)。相(xiang)(xiang)(xiang)反, Me Neill和(he)(he)(he) leiper則認(ren)(ren)為(wei)(wei)(wei)(wei)PA的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)是(shi)(shi)非自(zi)由(you)基(ji)(ji)、“咬鏈(lian)酯(zhi)間(jian)(jian)交(jiao)換反應(ying)(ying),包(bao)括一(yi)(yi)(yi)OH鏈(lian)端。反應(ying)(ying)發生(sheng)(sheng)(sheng)在主(zhu)鏈(lian)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)置不(bu)(bu)(bu)同(tong),分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)產物可能(neng)會(hui)(hui)是(shi)(shi)丙(bing)(bing)交(jiao)酯(zhi)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)、齊聚(ju)物環或者是(shi)(shi)乙(yi)(yi)醛(quan)(quan)與CO。在溫(wen)(wen)度高(gao)于(yu)270℃時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),PLA主(zhu)鏈(lian)發生(sheng)(sheng)(sheng)皸裂。預計乙(yi)(yi)醛(quan)(quan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)隨著加(jia)(jia)工(gong)(gong)溫(wen)(wen)度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)升(sheng)高(gao)而增加(jia)(jia),這(zhe)是(shi)(shi)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)反應(ying)(ying)加(jia)(jia)快所致(zhi)。MoNell和(he)(he)(he) Leiper研(yan)究了(le)230-40℃溫(wen)(wen)度范圍內(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況,結(jie)果(guo)表明(ming),230℃時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)乙(yi)(yi)醛(quan)(quan)最(zui)多,440℃時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)明(ming)顯減少。分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析認(ren)(ren)為(wei)(wei)(wei)(wei),這(zhe)是(shi)(shi)由(you)乙(yi)(yi)醛(quan)(quan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)所致(zhi),包(bao)括高(gao)溫(wen)(wen)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)種(zhong)復雜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鏈(lian)反應(ying)(ying)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)甲烷和(he)(he)(he)CO。他們還認(ren)(ren)為(wei)(wei)(wei)(wei)測得的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)另一(yi)(yi)(yi)種(zhong)副(fu)產物—丁(ding)烷2,3.二酮(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)產生(sheng)(sheng)(sheng)可能(neng)是(shi)(shi)主(zhu)鏈(lian)反應(ying)(ying)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)乙(yi)(yi)酰(xian)基(ji)(ji)自(zi)由(you)基(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)自(zi)由(you)基(ji)(ji)組合所致(zhi)。盡管乙(yi)(yi)醛(quan)(quan)被認(ren)(ren)為(wei)(wei)(wei)(wei)是(shi)(shi)無(wu)毒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),在很(hen)多食(shi)品(pin)(pin)中(zhong)(zhong)天然存(cun)在,但是(shi)(shi)在熔融(rong)加(jia)(jia)工(gong)(gong)PLA過程(cheng)中(zhong)(zhong)產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)乙(yi)(yi)醛(quan)(quan)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)需要(yao)控制(zhi)在最(zui)低(di)(di)程(cheng)度,尤其是(shi)(shi)加(jia)(jia)工(gong)(gong)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)食(shi)品(pin)(pin)包(bao)裝材料如(ru)容(rong)器、瓶(ping)和(he)(he)(he)薄膜等(deng)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。乙(yi)(yi)醛(quan)(quan)遷移到所包(bao)裝的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)食(shi)品(pin)(pin)中(zhong)(zhong)會(hui)(hui)使食(shi)品(pin)(pin)無(wu)味,影響(xiang)味覺以及(ji)消(xiao)費者對產品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)認(ren)(ren)可。從生(sheng)(sheng)(sheng)產的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)角(jiao)度看(kan),解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)聚(ju)產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)丙(bing)(bing)交(jiao)酯(zhi)是(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)希望有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。除(chu)了(le)降(jiang)低(di)(di)PLA的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔體黏(nian)度和(he)(he)(he)彈性(xing)外(wai),所形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可揮發性(xing)丙(bing)(bing)交(jiao)酯(zhi)還會(hui)(hui)使加(jia)(jia)工(gong)(gong)設備如(ru)冷(leng)卻輥、模具和(he)(he)(he)擠出(chu)(chu)機(ji)等(deng)表面(mian)煙化(hua)(hua)和(he)(he)(he)/或結(jie)垢。后者表現在設備表面(mian)逐漸堆(dui)積起一(yi)(yi)(yi)層丙(bing)(bing)交(jiao)酯(zhi),即常(chang)說(shuo)(shuo)(shuo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)沉(chen)積。為(wei)(wei)(wei)(wei)了(le)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)決這(zhe)一(yi)(yi)(yi)問題,常(chang)常(chang)將設備升(sheng)溫(wen)(wen),減少丙(bing)(bing)交(jiao)酯(zhi)凝聚(ju)。Taubner和(he)(he)(he) Shishoo的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究表明(ming),樹脂(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含水(shui)(shui)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)及(ji)擠出(chu)(chu)過程(cheng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度和(he)(he)(he)停(ting)留時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)是(shi)(shi)擠出(chu)(chu)過程(cheng)中(zhong)(zhong)PLA相(xiang)(xiang)(xiang)對分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)下(xia)降(jiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)原(yuan)因(yin)。210℃時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)在雙螺(luo)桿擠出(chu)(chu)機(ji)中(zhong)(zhong)加(jia)(jia)工(gong)(gong)初始(shi)數均相(xiang)(xiang)(xiang)對分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)M,=4000ml,干燥過的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)PLA、在螺(luo)桿轉速分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)別為(wei)(wei)(wei)(wei)120r/min和(he)(he)(he)20r/min時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),其相(xiang)(xiang)(xiang)對分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)別下(xia)降(jiang)為(wei)(wei)(wei)(wei)33600g/mol和(he)(he)(he)30200g/mol。相(xiang)(xiang)(xiang)比之下(xia),用(yong)(yong)濕樹脂(zhi)(zhi)(zhi)(相(xiang)(xiang)(xiang)當于(yu)20℃、65%RH時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),濕含量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)(wei)0.3%質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)數)擠出(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)品(pin)(pin)相(xiang)(xiang)(xiang)對分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)別為(wei)(wei)(wei)(wei)18400g/mol和(he)(he)(he)1200g/mol。這(zhe)一(yi)(yi)(yi)結(jie)果(guo)充分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)說(shuo)(shuo)(shuo)明(ming)了(le)PLA擠出(chu)(chu)過程(cheng)中(zhong)(zhong)將停(ting)留時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)最(zui)短(duan)化(hua)(hua)以及(ji)控制(zhi)加(jia)(jia)工(gong)(gong)溫(wen)(wen)度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)性(xing)。從樹脂(zhi)(zhi)(zhi)配方的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)角(jiao)度看(kan)樹脂(zhi)(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)殘存(cun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)聚(ju)合催(cui)化(hua)(hua)劑還會(hui)(hui)促(cu)進反向解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)聚(ju)和(he)(he)(he)水(shui)(shui)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)反應(ying)(ying)這(zhe)有可能(neng)部分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)揭(jie)示了(le)文(wen)獻(xian)中(zhong)(zhong)報(bao)道的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔融(rong)加(jia)(jia)工(gong)(gong)PLA時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)相(xiang)(xiang)(xiang)對分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)大幅度下(xia)降(jiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)因(yin)所在。例如(ru),WikeGogolewski等(deng)人(ren)和(he)(he)(he) Perego等(deng)人(ren)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究表明(ming),PLA注(zhu)塑件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)對分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)別損失5%~52%(質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)數)、50%~88%(質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)數)和(he)(he)(he)14%~40%(質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)數)。為(wei)(wei)(wei)(wei)了(le)使其在熔融(rong)加(jia)(jia)工(gong)(gong)過程(cheng)中(zhong)(zhong)穩(wen)定,有一(yi)(yi)(yi)點非常(chang)重要(yao),即將樹脂(zhi)(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)殘存(cun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)劑去活或者是(shi)(shi)清除(chu),使其相(xiang)(xiang)(xiang)對分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)下(xia)降(jiang)最(zui)小,因(yin)為(wei)(wei)(wei)(wei)相(xiang)(xiang)(xiang)對分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)會(hui)(hui)影響(xiang)PLA產品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)能(neng)。由(you)于(yu)所用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)藝和(he)(he)(he)技術(shu)不(bu)(bu)(bu)同(tong),不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)供(gong)就商提供(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)PLA熔體穩(wen)定性(xing)會(hui)(hui)不(bu)(bu)(bu)同(tong)。用(yong)(yong)適(shi)當干燥的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)優質(zhi)(zhi)(zhi)PLA樹脂(zhi)(zhi)(zhi)和(he)(he)(he)最(zui)佳工(gong)(gong)藝生(sheng)(sheng)(sheng)產的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)PLA注(zhu)塑件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)對分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)損失應(ying)(ying)小于(yu)或等(deng)于(yu)10%(質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)數)
熱穩定性,是一種加(jia)工(gong)(gong)的(de)物理性質,聚乳酸PLA的(de)加(jia)工(gong)(gong)熱穩定性跟普(pu)通 的(de)塑料(liao)(liao)薄膜比起來,還是沒有普(pu)通的(de)塑料(liao)(liao)薄膜好。

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