Compreendendo as propriedades estruturais do processamento de PLA
O PLA é o principal polímero do mundo, 100% de base biológica e totalmente compostável. Mas tem baixa tenacidade e baixa temperatura de deflexão térmica. Ele amolece e desmorona estruturalmente a cerca de 140 graus Fahrenheit, tornando-o inutilizável em muitas aplicações de embalagens de alimentos quentes e recipientes descartáveis. Esta pesquisa pode ser uma tecnologia disruptiva porque os protótipos de copos de PLA são fortes e transparentes, mas duros e não conseguem reter água fervente.
O professor da UA, Shiqing Wang, tem trabalhado para construir uma base de conhecimento para compreender as relações de processamento-estrutura-propriedade de vários plásticos e para aplicar os conhecimentos mais recentes para lidar com a fragilidade do PLA.
A ciência por trás dos copos PLA resistentes
Para explicar a ciência por trás de como um protótipo de copo de PLA ganha ductilidade e resistência ao calor, Wang usa a analogia da massa cozida. Se o PLA fundido for ampliado um milhão de vezes, cada molécula em forma de cadeia parecerá um fio de espaguete com alguns metros de comprimento. É importante que os termoplásticos, incluindo o PLA, sejam resistentes, ou seja, o processo de cristalização não pode remover ou quebrar os “fios de espaguete” dos emaranhados.
Essa estrutura entrelaçada, chamada de “rede de corrente”, permite que qualquer pessoa remova quase todo o espaguete da tigela com um par de pauzinhos, e essa rede de corrente, quando feita corretamente, garante que os copos para bebidas em PLA sejam mecanicamente fortes e livres de cristalização. No entanto, esses copos comerciais podem ruir quando água fervente é despejada neles.” Copos feitos de PLA normalmente cristalino podem conter água fervente, mas são muito quebradiços e opacos.” Senhor Wang
investigou a origem da ductilidade dos polímeros semicristalinos, o que levou à descoberta de uma forma de confinar os cristais à nanoescala, preservando a rede PLA, formando um copo transparente, resistente e resistente ao calor. Essas xícaras transparentes podem conter chá e café quentes e podem substituir a maioria das xícaras de plástico para bebidas no mercado.
“O impacto do nosso novo entendimento acabará por estimular o crescimento exponencial no mercado de PLA”, disse Wang.
