Полимолочную кислоту (ПЛА) можно перерабатывать на традиционном оборудовании для ПЭТ, ПП или ПС с небольшими корректировками. В данной статье рассматриваются основные методы переработки: литье под давлением, экструзия/термоформование и прядение волокон. Подробно рассматриваются температурные профили, критические параметры и даются практические советы по обеспечению стабильного производства.
Литье под давлением: контроль кристаллизации
Быстрокристаллизующиеся марки литья под давлением (например, Ingeo™ 3251D, 3001D, 2500HP) содержат зародышеобразователи и низкое содержание D-лактида. Оптимизируя температуру пресс-формы, производители могут значительно повысить термостойкость готовой детали.
- Температура плавления: 190-220 ° С
- Температура пресс-формы: 80–110°C (горячая форма необходима для кристалличности)
- Время цикла: 15–35 с для тонкостенных деталей (0.4–0.8 мм)
Основные принципы работы: использовать шнеки общего назначения (коэффициент сжатия 2.5–3:1); поддерживать противодавление 50–100 бар для минимизации гидролиза; сушить смолу до влажности <250 ppm. Холодные формы (<40°C) дают аморфные детали с низкой термостойкостью, в то время как формы, изготовленные при температуре 90–110°C, обеспечивают температуру гидротермального воздействия до 120°C. Кофейные капсулы и столовые приборы являются распространенными изделиями, изготавливаемыми в таких условиях.
Экструзия и термоформование
Высокопрочные экструзионные марки (Ingeo™ 4032D, 4044D, 2003D) обеспечивают стабильную обработку на одношнековых экструдерах (L/D ≥ 30). Достижение необходимой степени кристалличности листа имеет решающее значение для последующих этапов термоформования.
170 ° C
200-205 ° С
195 ° C
195-200 ° С
Настройки охлаждающего валка: 25–40 °C для аморфного листа, 80–100 °C для полукристаллического листа. Для двуосной ориентации предварительно нагрейте листы до 80–90 °C и растяните в 3–4 раза в обоих направлениях. Новые марки стали с высокой прочностью на расплав (например, 4060D) теперь позволяют осуществлять экструзию пенопласта и ограниченное выдувное формование с использованием модифицированных фильер.
Прядение волокна: температура и соотношение вытяжки
Марки волокна (Ingeo™ 6202D, 6260D, 6100D; серия Luminy®) допускают широкий диапазон температур обработки: от 220 до 250 °C. Контроль влажности (<30% относительной влажности) в прядильном цехе крайне важен для предотвращения засорения сопел.
- Мельтблаун: Температура фильеры 230–245°С, температура воздуха 240–260°С, производительность 0.3–0.8 г/м.
- Спанбонд: 225–240 °C, закалка на воздухе 15–20 °C, кратность вытяжки 3–4× для нетканых материалов плотностью 10–150 г/м².
- Скрепки/мультифиламентные нити: Отжим 230–245°C, температура диска 60/80/100°C, общая вытяжка 3.5–5×.
Примечание: Более высокие степени стереорегулярности (Luminy®) позволяют использовать более низкие температуры прядения и более высокую прочность.
Фонд сырья
Все марки полимеризуются из L-молочной кислоты, полученной в процессе ферментации. Критически важным во всех процессах остается сушка до концентрации <250 ppm (точка росы –40°C, 4–6 ч при 80–100°C) для предотвращения потери молекулярной массы. Сертифицированные по стандартам EN 13432 и ASTM D6400, эти смолы достигают более 90% разложения в промышленном компостировании в течение 90 дней.
Подбирая марки полимолочной кислоты (PLA) в соответствии с возможностями оборудования и следуя указанным выше параметрам, производители могут добиться стабильного и высокопроизводительного производства PLA, сопоставимого с производством обычных пластмасс. Подробный обзор доступных в настоящее время марок Ingeo™ (включая диапазон MFI, содержание D-лактида и уровень кристалличности) см. в прилагаемой статье: Материал PLA: марки NatureWorks для литья под давлением, экструзии и производства волокон.
