PLA真的可以生物降解吗?

2021-11-22 16:21

PLA聚乳酸是3D打印领域应用最广泛的材料之一。 FDM 3D 打印机中使用最广泛的材料是 PLA。 PLA一直以可生物降解为卖点,但PLA真的可以生物降解吗?

聚乳酸又称PLA,是一种热塑性塑料,挤出温度为170℃~230℃。通常以电线的形式用作 FDM 3D 打印机的材料。它的优点是易于使用且无毒。

聚乳酸

PLA是由乳酸单元构成的,乳酸单元是小的有机酸,我们日常生活中的很多食物,比如面包、酸奶、玉米等,都含有这种乳酸。理论上,任何含有葡萄糖的物质都可以转化为乳酸分子。

乳酸的结晶度相对较低,而 PLA 的机械性能较弱,玻璃化转变温度较低。因此,PLA适用于3D打印,但成品相对脆弱。

为了获得更好的性能,材料商会在 PLA 中添加其他成分以获得相应的性能,例如增加的灵活性,以防止打印部件变脆。

由于玉米中含有大量葡萄糖,因此在制造时从原料中提取乳酸,是常用的原料之一。材料商会通过湿磨工艺从玉米中提取淀粉。然后加入其他化学品并加热以分离葡萄糖。接下来,葡萄糖被发酵以获得乳酸单体。最后,聚合或缩合使乳酸分子缩合在一起得到 PLA。

因此,理论上,PLA是一种低结晶度的生物塑料(材料的结晶度越低,生物降解微生物就越容易对材料进行化学降解),比塑料更容易拆卸。然而,由于聚合过程,其他组分的添加会增加结晶度。由于这些因素,PLA 劣化的时间更长。

此外,PLA 的分解需要特定的环境条件。有人做过实验。我用 PLA 材料将 3D 打印的物体埋在后院的土壤中两年。结果,没有恶化的迹象。事实上,当PLA产品被倾倒在垃圾场或埋在土壤中时,它们需要数百年的时间才能自然分解。

PLA的分解必须满足以下条件。 1.微生物众多;2.在30℃以上的高温下,微生物开始降解PLA;3.湿度越高,水解效率越高。满足这些条件的环境在自然界中极为罕见。

因此,我们可以得出结论,PLA可以被生物降解,但在自然环境中至少需要数百年的时间。然而,与石油基塑料相比,PLA仍然更加环保。石油基塑料在自然环境中只能分解数百年,分解仍然对环境产生影响。