После того, как наблюдались трудности в области сохранения целостности рукава, типичные для процесса выдувания с использованием PLA, была добавленаa маточная смесь CESA-удлинителя в нескольких различных количествах для оптимизации необходимого воздействия. Было установлено, что при добавлении 2%  тридцатипроцентной активной маточной смеси CESA-удлинителя средняя молекулярная масса повысилась с 124 x 103 г моль-1 для чистой PLA, до 185 x 103 г моль-1 для PLA с маточной смесью, что указывает на разветвленное удлинение полимерных цепей. Модуль упругости увеличился примерно на 20%, в то время как растяжимость выросла на 50%.

Рисунок 1: Вязкость расплава PLA и PLA с CESA-удлинителем при добавлении различных концентраций

Из этого следует, что добавление CESA-удлинителя влечет за собой изменение реологических свойств PLA , которые переходят от типичного ньютонова поведения чистой PLA, к определенному истончению сдвига и не ньютонову поведению после добавления удлинителя цепи. Более высокая вязкость указывает на наличие более высоких молекулярных масс и спутывания, типичного для  PLA с широким распределением молекулярных масс.

При рассмотрении целостности рукава и полученной после добавления CESA-удлинителя пленки, были получены следующие результаты:

• Непрерывная правильная форма;
• Сохранение размеров рукава;
• Менее шумная пленка;
• Более высокая прочность расплава;
• Способность вдвое увеличивать размер рукава;
• Более высокая скорость работы линии;
• Однородный размер пленки 22 см.

Единственным нежелательным последствием использования удлинителя является появление некоторого помутнения пленки, которую изготовили с использованием модифицированной PLA. Это типичный результат, получаемый при добавлении удлинителя цепи к прозрачной пленке, это явление может быть оптимизировано с помощью регулирования необходимой концентрации добавки.

CESA-удлинитель в пенопластовой упаковке

Низкая прочность расплава чистой PLA является такой же проблемой при производстве пенопластовых применений, как и при производстве экструзионно-раздувной пенки. Материал просто не обладает прочностью расплава, необходимой для поддержания пористой структуры, и либо ячейки опадают после вспенивания, либо газ выходит из расплава без образования ячеек.

PLA после добавления 2% маточной смеси CESA-удлинителя

Добавление CESA-удлинителя и соответствующее удлинение цепи и разветвление, дает PLA с более высокой вязкостью и прочностью расплава. Это дает возможность производить содержащую зародыш пенопластовую структуру с непосредственным введением газа с небольшими ячейками и гладкой поверхностью при существенном снижении массы (10-15%).

Удлинение цепи дает повышение поверхностного натяжения полимера и более высокую энергию активации, необходимую для образования активных центров ячеек. Более высокие параметры вязкости повышают устойчивость к увеличивающимся в размере ячейкам, уменьшая, в то же время, объем энергии, необходимый для создания новых ячеек. Очень хорошим результатом является получение более высокой плотности ячеек при их меньшем размере.

Число применений для вспененной PLA в настоящее время ограничено, но, по крайней мере, одна компания, подразделение Cryovac компании Sealed Air, предлагает заказчикам 'NatureTRAY', поддоны для пищевой упаковки из пенопласта, изготовленного из PLA, в качестве альтернативы традиционным пенопластовым поддонам из полистирола. 

Заключение

PLA представляет собой предлагаемый на рынке биологически разлагаемый полимер, который производится из возобновляемых ресурсов. Он обладает множеством параметров, которые делают его пригодным для использования вместо полимеров на нефтехимической основе, таких как полистирол и PET, особенно, при производстве упаковочных применений. Технологические недостатки натуральной PLA можно преодолеть за счет использования  маточных смесей CESA-удлинителя, которые оказывают большое влияние на улучшение параметров молекулярной массы и прочности расплава, что позволяет получить технологии с простым управлением.

www.polymery.ru