Полилактид что это такое
Полилактид
кристалличный
аморфный [1]
1,248 г/см³
L-ПЛА
L,D-ПЛА
54-58 °C,
50-53 °C,
100 % L-ПЛА
100 % аморф. ПЛА
Полилакти́д (ПЛА) — биоразлагаемый, биосовместимый, термопластичный, алифатический полиэфир, мономером которого является молочная кислота. Сырьем для производства служат ежегодно возобновляемые ресурсы, такие как кукуруза и сахарный тростник. Используется для производства изделий с коротким сроком службы (пищевая упаковка, одноразовая посуда, пакеты, различная тара), а также в медицине, для производства хирургических нитей и штифтов. В природных условиях срок разложения составляет от 2-х месяцев до 2-х лет.
Содержание
Синтез
Существует два способа синтеза полилактида: поликонденсация молочной кислоты и полимеризация лактида. В промышленности используется их комбинация. Поликонденсацией молочной кислоты можно получать только низкомолекулярный полилактид, так как в процессе выделяется побочный продукт — вода, отвести которую из реакции сложно, и, поэтому, растущая полимерная цепь разрушается. Получившийся низкомолекулярный полилактид деполимеризуют до димера молочной кислоты, лактида. Полученный лактид полимеризуют при высокой температуре, с добавлением катализатора октоноата олова, получая высокомолекулярный полилактид.
Свойства и структура
Применения
Полилактид применяется для производства экологически чистой биоразлагаемой упаковки, одноразовой посуды, средств личной гигиены. Биоразлагаемые пакеты из полилактида используются в таких крупных торговых сетях как Wal mart и K-mart. Ввиду своей биосовместимости, полилактид широко применяется в медицине, для производства хирургических нитей и штифтов, а также в системах доставки лекарств.
Полилактид отвечает концепции устойчивого развития, так как для его синтеза используются ежегодно возобновляемые природные ресурсы. Упаковочные изделия из полилактида — экологически чистая альтернатива традиционной бионеразлагаемой упаковке, на основе нефти.
Производство
При производстве ПЛА в атмосферу выбрасывается на 50 % меньше углекислого газа, чем при производстве полимеров на основе нефти, а использование ископаемых ресурсов меньше на 35 %, при этом использование растворителя не требуется. Таким образом, производство ПЛА является экологически чистым.
Самый крупный производитель L-ПЛА — американская компания Nature Works (140 000 тонн/год). Также ПЛА производится компанией Toyata (Япония), Hitachi (Япония), Dupont (США), Galactic(Бельгия), Hisun Biomaterials (Китай), а основной производитель L,D-ПЛА — компания PURAC(Нидерланды).
Основная часть производства полилактида приходится на страны, в которых введены налоговые льготы на производство и использование не загрязняющей атмосферу продукции.
См. также
Примечания
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Полилактид» в других словарях:
полилактид — полилактид … Орфографический словарь-справочник
ПОЛИЛАКТИД — [полидилактид, поли (3,6 диметил 1,4 ди оксан 2,5 дион)] [ OCH(CH3)C(O) )n. В Пром сти производит оптически активный П. кристаллический непрозрачный бесцв. полимер изотактич. структуры; мол. м. (100 300) … Химическая энциклопедия
ПЛА — Поволжская логистическая ассоциация с 2004 организация Источник: http://www.seanews.ru/default.asp?l=r&a=l&v=l&g=7&i=13541&n=1 ПЛА план ликвидации аварий ПЛА подводная лодка атомная морск. Словарь: С … Словарь сокращений и аббревиатур
Список пластмасс — Название Сокращение Вид Тип Хим.прочность Свойства Применение Фирменное наименование Поликапролактон PCL термопласт ударопрочность, эластичность, влагостойкость, биодеградируемость медицина, прототипирование Поликапролактан, Протопласт, ShapeLock … Википедия
Волокна химические — Химические волокна волокна получаемые из продуктов химической переработки природных полимеров (искусственные волокна) или из синтетических полимеров (синтетические волокна). Производство (т. н. формование) химических волокон обычно заключается в … Википедия
Волокна искусственные — Химические волокна волокна получаемые из продуктов химической переработки природных полимеров (искусственные волокна) или из синтетических полимеров (синтетические волокна). Производство (т. н. формование) химических волокон обычно заключается в … Википедия
Волокна синтетические — Химические волокна волокна получаемые из продуктов химической переработки природных полимеров (искусственные волокна) или из синтетических полимеров (синтетические волокна). Производство (т. н. формование) химических волокон обычно заключается в … Википедия
Искусственные волокна — Химические волокна волокна получаемые из продуктов химической переработки природных полимеров (искусственные волокна) или из синтетических полимеров (синтетические волокна). Производство (т. н. формование) химических волокон обычно заключается в … Википедия
PLA-пластик для 3D-печати
ПЛА-пластик производят из кукурузы или сахарного тростника.
Сырьем для получения служат также картофельный и кукурузный крахмал, соевый белок, крупа из клубней маниока, целлюлоза.
На сегодняшний день полилактид активно используется в качестве расходного материала для печати на 3D-принтерах.
Безопасность PLA-пластика
Натуральное природное сырье в составе PLA-пластика позволяет без угрозы для здоровья человека применять его для различных целей.
При изготовлении ПЛА-пластика значительно сокращаются выбросы углекислого газа в атмосферу по сравнению с изготовлением «нефтяных» полимеров. На треть уменьшается использование ископаемых ресурсов, применение растворяющих веществ не требуется вообще.
Как правило, PLA-пластик поставляется в виде тонкой нити, которая намотана на катушку.
Технические характеристики PLA-пластика
| Температура плавления | 173-178°C |
| Температура размягчения | 50°C |
| Твердость (по Роквеллу) | R70-R90 |
| Относительное удлинение при разрыве | 3,8% |
| Прочность на изгиб | 55,3 МПа |
| Прочность на разрыв | 57,8 МПа |
| Модуль упругости при растяжении | 3,3 ГПа |
| Модуль упругости при изгибе | 2,3 ГПа |
| Температура стеклования | 60-65°C |
| Плотность | 1,23-1,25 г/см³ |
| Минимальная толщина стенок | 1 мм |
| Точность печати | ± 0,1% |
| Размер мельчайших деталей | 0,3 мм |
| Усадка при изготовлении изделий | нет |
| Влагопоглощение | 0,5-50% |
Преимущества PLA-пластика при 3D-печати
Работа PLA-пластиком на 3D-принтере ведется посредством технологии моделирования методом послойного наплавления (FDM-Fused Deposition Modeling). Нить расплавляется, после чего доставляется по специальной насадке на поверхность для работы и осаживается. В результате построения модели расплавленным пластиком создается полностью готовый к применению объект. Изделия из PLA-пластика подвергают шлифованию и сверлению, красят акрилом. Однако стоит помнить, что предмет из ПЛА нужно обрабатывать с осторожностью из-за его хрупкости. Еще одним минусом PLA-пластика является его недолговечность: материал служит от нескольких месяцев до нескольких лет.
PLA-пластик является идеальным материалом для 3D-печати прототипов и изделий, которые не предполагается эксплуатировать длительное время. Это могут быть декоративные объекты, изделия для презентаций и предметы, требующие тщательной детализации.
Появление, свойства, преимущества и применение полилактида
Практика использования полимерных материалов выявила один существенный недостаток большинства таких соединений. Эти материалы, ежегодно производимые промышленностью в объеме десятков миллионов тонн, в последующем очень сложно утилизируются. Такая особенность оказывает значительное влияние на состояние экологии во всех странах мира. Поэтому задача получения альтернативного материала с быстрым сроком разложения была поставлена и успешно решена.
Природа материала
С химической точки зрения полилактид это алифатический полиэфир, который является термопластичным, а также легко разлагается в биологической среде, или, находясь в ней, не оказывает вредных воздействий. Мономером для полилактида выступает молочная кислота. Химическая формула, которая обозначает полилактид, выглядит как С3H4О2.
Основным важным преимуществом, которое можно назвать доминирующим, является тот факт, что для производства полилактида требуются натуральные возобновляемые ресурсы. Основными компонентами, которые используют при производстве полилактида, являются сахарный тростник или кукуруза.
Это позволяет использовать готовый материал для изготовления различных видов продукции:
Основные свойства материала можно выразить такими показателями:
В зависимости от назначения использования получает полилактид свойства, которые будут удовлетворять необходимым потребностям. Это связано с составом материала, где изменяя пропорции молочной кислоты и лактида варьируются и конечные свойства.
В качестве разновидностей базового материала можно выделить следующие виды полилактида:
Получение материала
Рынок производства современного экологичного материала практически сформирован. Среди основных производителей можно отметить такие высокотехнологичные компании как:
Нужно отметить, что выпуская полилактид, производство характеризуется не только тем, что для синтеза используются возобновляемые ресурсы, а сам материал экологически чистый. Непосредственно заводы наполовину меньше выбрасывают такого парникового газа как диоксид углерода. Ископаемые ресурсы также задействованы в производстве, однако технология предполагает снижение объёмов таких веществ на 65%. Таким образом, стоит ожидать не только увеличение ежегодных объемов производимой продукции, но и расширение линейки готовых изделий на основе полилактида.
Практика применения и перспективы
Практика применения материалов, которые быстро разлагаются в окружающей среде, позволила производить такие массовые предметы, как фасовочные пакеты, упаковку для пищевых продуктов. Некоторые крупные сети, например, как Wal market, перешли на 100-процентное использование тары из полилактида.
Дальнейшие исследования позволили расширить линейку выпускаемой продукции. Можно назвать такие направления:
Перспектива использования искусственного полимера непосредственно связана с высокими технологиями, развитием медицины и экологической безопасности во всех странах.
PLA-пластик, так ли безопасен?
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Данная информация не предназначена для лиц младше 18 лет, а так же людей с ослабленной психикой!
PLA- пластик (Полилакти́д), филамент для 3D печати.
Вот что говорит о нём Википедия:
Полилакти́д (ПЛА) — биоразлагаемый, биосовместимый, термопластичный, алифатический полиэфир, мономером которого является молочная кислота. Сырьем для производства служат ежегодно возобновляемые ресурсы, такие как кукуруза и сахарный тростник.
А здесь интервью представителя одной из компаний производителя PLA филамента, Бориса Кизлюк:
Ссылки часто блокируют, по этому опишу кратко суть вопроса.
Что же именно может завестись в старом филаменте PLA?
Официально много исследований не проводилось, но и существующих данных достаточно, что бы, мягко говоря, заволноваться. Мы не станем приводить полный список поражающих полилактид микроорганизмов, с ним можно ознакомиться в выше упомянутом документе. А расскажем кратко только об одном представителе класса паразитирующих — Планарии молочной.
Молочная планария (Lacticiniis planaria)
Молочная планария (она же белая планария) принадлежит классу Ресничные черви, который в свою очередь принадлежит типу Плоские черви.
Особенно интересно место расположения рта у планарий. Он находится на «брюхе» червя, даже ближе к хвостовой части, чем к головной.
Является гермафродитом. Планария — хищник, нападающий на мелких животных (рачков, червей, улиток), поедающий также икру животных из-за высокого содержания в ней белка.
Прижимаясь к жертве, планария заглатывает её с помощью своей выдвижной глотки. Активна в основном в ночное время, так как не любит дневной свет.
(на снимке молодая особь)
В отсутствии пищи молодые особи способны поедать друг друга, после чего остаётся одна, самая крупная и сильная.
Как упоминалось ранее, Планария появляется и развивается в условиях достаточной влажности, в старом пластике. Не зря производитель указывает срок годности филамента и необходимость держать его в сухости. Это не только и не столько для качества печати, а прежде всего для нашей же безопасности.
Коммерческие интересы и правила, не дают нам всей информации. И только мы сами за себя в ответе.
Ниже приведём снимки, в своё время, нашумевшие в интернет. Печальный опыт одного из пользователей PLA- биопластика, послужил ещё одним напоминанием о важности любых мелочей, какими бы мелкими они не казались. Эксперименты с полилактидом пролежавшим в ящике стола около 16-ти лет без селикагеля, закончился плачевно.
Мы не будем упоминать имя мастера 3D- печати, по понятным причинам, а только дадим ссылку на его Ютаб-канал, где вы сможете узнать подробности. (Видео пока не заблокировано)
PLA-пластик: характеристики, настройки печати, советы
Полилактид (ПЛА, PLA) — это биополимер, пользующийся высокой популярностью среди энтузиастов 3D-печати по двум основным причинам.
Основные преимущества и недостатки ПЛА
Во-первых, это экологичный, биоразлагаемый пластик, получаемый из натурального сырья — как правило, агропромышленных отходов кукурузы и сахарного тростника, из которых добывается крахмал, перерабатываемый в молочную кислоту и лактид, а затем в итоговый полимер. Стоит иметь в виду, что биоразлагаемость полилактида условна в том смысле, что он действительно распадается под воздействием микроорганизмов, однако в обычных условиях происходит это не так уж и быстро. Для оперативной переработки требуются промышленные компостеры, а в сухих, чистых и прохладных условиях срок жизни изделий из ПЛА измеряется годами. В то же время, чистый материал совершенно нетоксичен, а потому хорошо подходит, например, для производства детских игрушек при условии использования нетоксичных красителей.
Второй момент — это простота 3D-печати полилактидом. Среди всех доступных материалов это один из наиболее непривередливых в плане технических возможностей используемого оборудования, так как ПЛА не требует высокотемпературных хотэндов, износостойких сопел или термокамер, и даже позволяет обходиться без подогреваемых столиков. Этот материал — прекрасный выбор для начинающих пользователей 3D-принтеров.
Профессионалы тоже не обходят ПЛА стороной, так как он хорошо подходит для быстрого прототипирования, изготовления макетов и сувенирной продукции со стабильными результатами, снижающими трудозатраты.
С другой стороны, полилактид не лишен недостатков, среди которых можно отметить крайне низкую теплостойкость (всего около 50°С) и довольно высокую хрупкость, осложняющие использование этого полимера в инженерных приложениях, например в производстве нагруженных конструкций и деталей механизмов, а также делающие практически невозможной продолжительную эксплуатацию изделий из этого материала на открытом воздухе, особенно в жарком климате. Низкая теплостойкость также затрудняет механическую обработку.
Напоследок стоит упомянуть еще одно популярное направление использования полилактида — 3D-печать выплавляемых/выжигаемых литейных мастер-моделей. Здесь у ПЛА целый ряд плюсов, включая один неочевидный: этот полимер относительно дешев и обладает низкой зольностью, а низкую температуру тепловой деформации можно считать не недостатком, а преимуществом, так как быстрая потеря прочности помогает предотвращать растрескивание литейных форм из-за теплового расширения полимерной начинки при обжиге.
Общие характеристики REC PLA:
Механические характеристики REC PLA:
Рекомендации по подготовке к 3D-печати PLA-пластиком
Для 3D-печати полилактидом подойдет любой, даже самый бюджетный FDM 3D-принтер. ПЛА отличается низкой термоусадкой, а потому не требует использования термокамер. Подогрев столика опционален и в большинстве случаев избыточен. Более того, этот материал достаточно долго застывает, что вкупе с изначально низкой температурой тепловой деформации требует помощи не с подогревом, а наоборот с охлаждением укладываемого пластика, чтобы он успевал схватываться и сохранял форму при укладке последующих слоев и построении нависающих элементов. По этой причине при работе с ПЛА настоятельно рекомендуется включать обдув печатаемых изделий. Для этой цели головки абсолютного большинства FDM 3D-принтеров оснащаются специальными фабричными или самодельными вентиляторами с подводом воздуха к соплу (см. иллюстрацию ниже).
ПЛА демонстрирует высокую межслойную адгезию, что хорошо, а чтобы материал лучше схватывался со столиком, рабочую поверхность желательно покрыть синим малярным скотчем (как на иллюстрации ниже), лаком для волос, либо тонким слоем клея — подойдет обычный канцелярский клей-карандаш или наш специальный, универсальный состав The3D. Во многих случаях дополнительные адгезионные средства не требуются вообще, например при использовании 3D-принтеров со специальными адгезионными покрытиями или стеклянных столиков.
При необходимости, для повышения схватывания с поверхностью можно включить подогрев столика, но без чрезмерного нагревания, памятуя о низкой теплостойкости ПЛА. Например, можно включить подогрев в начале 3D-печати для улучшения схватывания первого слоя модели со столиком или вспомогательным адгезионным покрытием, а затем отключить, чтобы столик не генерировал избыточное тепло.
Как и с любым другим материалом, при работе с ПЛА важно не превышать допустимую скорость и температуру 3D-печати. Конкретный скоростной диапазон указать не можем, так как он зависит от используемого оборудования, но насчет температурного режима поясним, что нагревание хотэнда свыше рекомендуемых параметров ради повышения производительности крайне нежелательно, так как перегрев материала способствует образованию нагара внутри хотэнда и возникновению пробок в соплах.
Реком ендуемые настройки для 3D-печати материалом REC PLA:
Хранение PLA-пластика
Все полимеры в той или иной степени гигроскопичны, и ПЛА — не исключение. Насыщенность влагой может привести к закипанию материала в хотэнде с разными неприятными последствиями вроде прерывистой подачи с щелчками, образования пузырьков, расслоения и других дефектов. Кроме того, продолжительное воздействие влаги приводит к потере физико-механических свойств, так что филаменты желательно держать сухими. Ничего сложного здесь нет, достаточно просто упаковывать неиспользуемые катушки в плотно закрытые пластиковые пакеты или контейнеры, предварительно положив внутрь пакетик силикагеля.
Заодно такая упаковка предотвратит накапливание пыли, способной образовывать нагар в хотэнде и сопле. Если пластик все же покроется пылью, достаточно пропустить филамент через простой поролоновый фильтр (например, вот такой) по пути от катушки до хотэнда прямо во время 3D-печати.
При необходимости материал можно просушить непосредственно перед 3D-печатью. Подробно о том, как правильно хранить и сушить пластики, можно узнать из отдельных статей по этим ссылкам:
Наконец, еще раз напомним про низкую теплостойкость полилактида и порекомендуем хранить филамент в прохладном месте, подальше от прямого воздействия солнечного света, радиаторов отопления, кухонных плит и других источников тепла.
Постобработка PLA-пластика
Материал хорошо поддается покраске акриловыми красками, желательно с использованием грунтовки. Для склеивания можно применять цианоакрилат (супер-клей), а также некоторые растворители, например дихлорэтан и дихлорметан. Последние также хорошо подходят для сглаживания поверхностей. Имейте в виду, что это токсичные, летучие жидкости, требующие строгого соблюдения техники безопасности. Более безопасным вариантом для сглаживания слоев служит концентрированный лимонен. Ацетон с ПЛА не работает.
Безопасность PLA-пластика REC
Несмотря на высокую безопасность ПЛА, мы рекомендуем никогда не рисковать и всегда печатать в хорошо вентилируемых помещениях, по возможности с вытяжкой, вне зависимости от используемого материала.
Объемы выделений и предельно допустимые концентрации (ПДК):
Испытания PLA-пластика REC
Наша компания последовательно проводит испытания выпускаемых филаментов для 3D-принтеров. С отчетами об испытаниях* REC PLA можно ознакомиться по ссылкам ниже:
*все испытания проводились на напечатанных образцах с толщиной слоя 0.2мм