Comprender las propiedades estructurales del procesamiento de PLA
PLA es el principal polímero 100% de base biológica y totalmente compostable del mundo. Pero tiene baja tenacidad y baja temperatura de deflexión térmica. Se ablanda y colapsa estructuralmente a unos 140 grados Fahrenheit, lo que lo hace inutilizable en muchas aplicaciones de envasado de alimentos calientes y recipientes desechables. Esta investigación podría ser una tecnología disruptiva porque los vasos prototipo de PLA son fuertes y transparentes, pero duros y no pueden contener agua hirviendo.
El profesor de la UA, Shiqing Wang, ha estado trabajando para construir una base de conocimientos para comprender las relaciones entre el procesamiento, la estructura y las propiedades de varios plásticos y aplicar los últimos conocimientos para lidiar con la fragilidad del PLA.
La ciencia detrás de los vasos PLA resistentes
Para explicar la ciencia detrás de cómo una taza prototipo de PLA gana ductilidad y logra resistencia al calor, Wang usa la analogía de la pasta cocida. Si el PLA fundido se magnifica un millón de veces, cada molécula en forma de cadena se verá como una cadena de espaguetis de unos pocos metros de largo. Es importante que los termoplásticos, incluido el PLA, sean resistentes, es decir, el proceso de cristalización no puede eliminar ni romper los "hilos de espagueti" de los enredos.
Esta estructura entretejida, llamada "red de cadenas", permite que cualquier persona retire casi todos los espaguetis del tazón con un par de palillos, y esta red de cadenas, cuando se hace correctamente, asegura que los vasos de PLA para bebidas sean mecánicamente resistentes y sin cristalización. . Sin embargo, estos vasos comerciales pueden colapsar cuando se les vierte agua hirviendo”. Las tazas hechas de PLA normalmente cristalino pueden contener agua hirviendo, pero son muy quebradizas y opacas”. Sr. Wang
investigó el origen de la ductilidad de los polímeros semicristalinos, lo que condujo al descubrimiento de una forma de confinar los cristales a la nanoescala mientras se conserva la red PLA, formando una copa transparente, resistente y resistente al calor. Estas tazas transparentes pueden contener té y café calientes y pueden reemplazar la mayoría de las tazas de bebidas de plástico del mercado.
“El impacto de nuestra nueva comprensión estimulará en última instancia un crecimiento exponencial en el mercado de PLA”, dijo Wang.
