聚乳酸(PLA)只需稍作調整,即可在用於加工PET、PP或PS的常規設備上進行加工。本文重點介紹核心加工方法—注塑成型、擠出/熱成型和纖維紡絲—詳細闡述溫度曲線、關鍵參數以及確保穩定生產的實用技巧。
射出成型:控制結晶
快速結晶注塑級材料(例如 Ingeo™ 3251D、3001D、2500HP)含有成核劑,且D-丙交酯含量低。透過優化模具溫度,製造商可以顯著改變最終零件的耐熱性。
- 熔化溫度: 190-220℃下
- 模具溫度: 80–110°C(熱模對結晶至關重要)
- 週期: 薄壁零件(0.4–0.8 毫米)加工時間為 15–35 秒
關鍵操作:使用通用螺桿(壓縮比 2.5–3:1);保持 50–100 bar 的背壓以最大程度地減少水解;將樹脂乾燥至含水量 <250 ppm。冷模(<40°C)會生產出耐熱性差的非晶態零件,而 90–110°C 的模具可達到高達 120°C 的熱變形溫度 (HDT)。咖啡膠囊和餐具是這些條件下常見的生產產品。
擠出和熱成型
高熔體強度擠出級材料(Ingeo™ 4032D、4044D、2003D)可在單螺桿擠出機(長徑比≥30)上穩定加工。片材獲得正確的結晶度對於後續的熱成型步驟至關重要。
170°C
200-205℃下
195°C
195-200℃下
冷輥設定:非晶態片材為 25–40°C,半結晶片材為 80–100°C。對於雙軸取向,將片材預熱至 80–90°C,並在兩個方向上拉伸 3–4 倍。新興的高熔體強度牌號(例如 4060D)現在可以透過改進模具進行發泡擠出和有限的吹塑成型。
纖維紡絲:溫度和拉伸比
纖維等級(Ingeo™ 6202D、6260D、6100D;Luminy® 系列)具有 220–250°C 的寬廣加工窗口。紡絲車間的濕度控制(<30% RH)對於防止噴嘴堵塞至關重要。
- 熔噴: 噴絲頭溫度 230–245°C,空氣溫度 240–260°C,流量 0.3–0.8 ghm。
- 紡粘: 225–240°C,冷卻空氣15–20°C,拉伸比3–4倍,適用於10–150 g/m²非織造布。
- 短纖維/多股纖維: 旋轉溫度 230–245°C,導水管溫度 60/80/100°C,總拉伸次數 3.5–5 次。
注意:立體規整度較高的紗線(Luminy®)可讓較低的紡絲溫度和較高的紗線強度。
原料基礎
所有等級的樹脂均由發酵衍生的L-乳酸聚合而成。乾燥至<250 ppm(露點-40°C,80-100°C下乾燥4-6小時)在所有製程中都至關重要,以防止分子量損失。這些樹脂已通過EN 13432和ASTM D6400認證,在工業堆肥中90天內可降解90%以上。
透過根據設備性能選擇合適的牌號並遵循上述參數,製造商可以實現穩定、高產量的聚乳酸 (PLA) 生產,其性能可與傳統塑料媲美。目前可用的 Ingeo™ 牌號(包括熔體流動速率範圍、D-丙交酯含量和結晶度)的詳細概述,請參閱相關文章:PLA 材質:NatureWorks 注塑、擠出和纖維牌號。



