PLA 가공의 구조적 특성 이해
PLA는 세계 최고의 100% 바이오 기반 완전 퇴비화 폴리머입니다. 그러나 인성이 낮고 열변형 온도도 낮습니다. 화씨 약 140도에서 부드러워지고 구조적으로 붕괴되므로 많은 뜨거운 식품 포장 응용 분야 및 일회용 용기에 사용할 수 없습니다. 프로토타입 PLA 컵은 견고하고 투명하지만 단단하고 끓는 물을 담을 수 없기 때문에 이 연구는 파괴적인 기술이 될 수 있습니다.
UA 교수 Shiqing Wang은 다양한 플라스틱의 가공-구조-물성 관계를 이해하고 PLA의 취성을 처리하기 위한 최신 지식을 적용하기 위한 지식 기반을 구축하기 위해 노력해 왔습니다.
터프한 PLA 컵 뒤에 숨은 과학
프로토타입 PLA 컵이 어떻게 연성을 얻고 내열성을 달성하는지에 대한 과학을 설명하기 위해 Wang은 조리된 파스타에 비유합니다. 용융된 PLA를 백만 배 확대하면 각각의 사슬형 분자는 길이가 몇 미터에 달하는 스파게티 끈처럼 보일 것입니다. PLA를 포함한 열가소성 수지의 경우 견고해야 합니다. 즉, 결정화 공정에서는 엉킨 "스파게티 가닥"을 제거하거나 끊을 수 없습니다.
"체인 네트워크"라고 불리는 이 짜여진 구조를 통해 누구든지 한 쌍의 젓가락으로 그릇에서 거의 모든 스파게티를 꺼낼 수 있으며, 이 체인 네트워크가 올바르게 수행되면 PLA 음료 컵이 기계적으로 강하고 결정화가 발생하지 않도록 보장합니다. 그러나 이러한 상업용 컵은 끓는 물을 부으면 무너질 수 있습니다.” 일반적으로 결정성 PLA로 만든 컵은 끓는 물을 담을 수 있지만 매우 부서지기 쉽고 불투명합니다.” 왕씨
반결정성 폴리머의 연성의 기원을 조사하여 PLA 네트워크를 보존하면서 결정을 나노 크기에 가두어 투명하고 견고하며 내열성이 있는 컵을 형성하는 방법을 발견했습니다. 이 투명한 컵은 뜨거운 차와 커피를 담을 수 있으며 시중에서 판매되는 대부분의 플라스틱 음료 컵을 대체할 수 있습니다.
Wang은 “우리의 새로운 이해의 영향은 궁극적으로 PLA 시장의 기하급수적인 성장을 촉진할 것입니다.”라고 말했습니다.
