ทำความเข้าใจคุณสมบัติโครงสร้างของการประมวลผล PLA
PLA เป็นโพลีเมอร์ชีวภาพ 100% ชั้นนำของโลกและสามารถย่อยสลายได้อย่างสมบูรณ์ แต่มีความเหนียวต่ำและอุณหภูมิการโก่งตัวของความร้อนต่ำ มันอ่อนตัวลงและยุบตัวตามโครงสร้างที่อุณหภูมิประมาณ 140 องศาฟาเรนไฮต์ ทำให้ไม่สามารถใช้งานได้กับบรรจุภัณฑ์อาหารร้อนและภาชนะแบบใช้แล้วทิ้งหลายประเภท งานวิจัยนี้อาจเป็นเทคโนโลยีที่ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลง เนื่องจากถ้วย PLA ต้นแบบมีความแข็งแรงและโปร่งใส แต่แข็งและไม่สามารถกักเก็บน้ำเดือดได้
ศาสตราจารย์ Shiqing Wang ของ UA ทำงานเพื่อสร้างฐานความรู้เพื่อทำความเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างการแปรรูปและคุณสมบัติของพลาสติกชนิดต่างๆ และเพื่อประยุกต์ความรู้ล่าสุดเพื่อจัดการกับความเปราะบางของ PLA
วิทยาศาสตร์เบื้องหลังถ้วย PLA อันทนทาน
เพื่ออธิบายวิทยาศาสตร์เบื้องหลังว่าถ้วย PLA ต้นแบบมีความเหนียวและทนความร้อนได้อย่างไร Wang ใช้การเปรียบเทียบพาสต้าที่สุกแล้ว ถ้า PLA ที่หลอมละลายถูกขยายเป็นล้านเท่า แต่ละโมเลกุลที่มีลักษณะคล้ายโซ่จะมีลักษณะเหมือนเส้นสปาเก็ตตี้ที่มีความยาวไม่กี่เมตร สิ่งสำคัญคือเทอร์โมพลาสติก รวมถึง PLA จะต้องมีความเหนียว กล่าวคือ กระบวนการตกผลึกไม่สามารถขจัดหรือทำให้ “เส้นสปาเก็ตตี้” ที่พันกันพันกันขาดได้
โครงสร้างที่ถักทอกันนี้เรียกว่า "เครือข่ายลูกโซ่" ช่วยให้ใครก็ตามสามารถเอาเส้นสปาเก็ตตี้เกือบทั้งหมดออกจากชามได้ด้วยตะเกียบคู่หนึ่ง และเครือข่ายลูกโซ่นี้เมื่อทำอย่างถูกต้องจะช่วยให้มั่นใจได้ว่าถ้วยเครื่องดื่ม PLA มีความแข็งแรงทางกลไกและปราศจากการตกผลึก อย่างไรก็ตาม ถ้วยเชิงพาณิชย์ดังกล่าวสามารถยุบได้เมื่อเทน้ำเดือดลงไป” ถ้วยที่ทำจาก PLA ที่เป็นผลึกตามปกติสามารถกักเก็บน้ำเดือดได้ แต่จะเปราะและทึบแสงมาก” นายวัง
ตรวจสอบต้นกำเนิดของความเหนียวของโพลีเมอร์กึ่งผลึก ซึ่งนำไปสู่การค้นพบวิธีจำกัดผลึกให้เหลือเพียงระดับนาโน ขณะเดียวกันก็รักษาเครือข่าย PLA ไว้ เกิดเป็นถ้วยที่โปร่งใส ทนทาน และทนความร้อน ถ้วยใสเหล่านี้สามารถใส่ชาและกาแฟร้อนได้ และสามารถใช้แทนถ้วยเครื่องดื่มพลาสติกส่วนใหญ่ในตลาดได้
“ผลกระทบของความเข้าใจใหม่ของเราในที่สุดจะกระตุ้นให้เกิดการเติบโตแบบก้าวกระโดดในตลาด PLA” Wang กล่าว
