Spis treści:
Das Polylactid, das sich hinter dem rätselhaften Akronym verbirgt, ist 3D-Druck-Enthusiasten bestens bekannt. Das Material kann auch an vielen anderen Orten und in vielen Branchen verwendet werden. Machen wir es ein bisschen freundlicher.
Die Vielseitigkeit von PLA in der Welt
In der mehr oder weniger spezialisierten Industrie und im Dienstleistungssektor werden vielseitige, man könnte auch sagen multifunktionale Materialien sehr geschätzt. PLA wird derzeit in vielen biomedizinischen Anwendungen wie Nahtmaterial, Stents, Dialysemedien und Geräten zur Verabreichung von Medikamenten eingesetzt. Es wird auch als Material für die Gewebezüchtung in Betracht gezogen. PLA erscheint somit als nachhaltige Alternative zu Produkten aus der Petrochemie, da die Laktide, aus denen es letztlich hergestellt wird, aus der Fermentation von landwirtschaftlichen Produkten gewonnen werden können.
PLA kann eine Alternative zu hochschlagfestem Polystyrol sein, wenn bis zu 1 Gewichtsprozent Nicht-PLA verwendet wird, da sich Copolymere bilden, die das PLA-Material verstärken können.
Eigenschaften von PLA
Wir haben die Eigenschaften von Polylactid in einer benutzerfreundlichen Liste zusammengestellt.
- wird durch Polymerisation von Milchsäure oder Lactid gebildet.
- ist nicht brennbar.
- ist ungiftig und fast geruchlos.
- PLA-Dampf ist nicht giftig.
- hat einen niedrigen Schmelzpunkt.
- ist thermoplastisch – es wird bei Temperaturen zwischen 150°C und 160°C flüssig.
- kann durch Extrusion, Spritzgießen, Gießen, Thermoformen und Faserspinnen verarbeitet werden.
- ist biologisch abbaubar.
- nicht geeignet für hohe Temperaturen und schwere Lasten. Selbst an einem heißen Sommertag kann es Anzeichen von Erweichung oder Verformung aufweisen.
PLA-Anwendungen
PLA wird in einer Vielzahl von Konsumgütern verwendet, z. B. in Einweggeschirr, Besteck, Gehäusen für Küchengeräte und Elektronik oder Tellern in Mikrowellenherden. Eine wichtige Unterscheidung – wir sprechen von Tellern, in denen unsere Speisen gedreht werden, da PLA aufgrund der niedrigen Verglasungstemperatur nicht für Teller geeignet ist, die in die Mikrowelle gestellt werden.
PLA wird für die Herstellung von Kompostbeuteln, Lebensmittelverpackungen und lose gefüllten Verpackungsmaterialien verwendet, die gegossen, gespritzt oder gesponnen werden. Da es in Form von Folien bei Erwärmung schrumpft, kann es in Schrumpftunneln verwendet werden und wird daher von den sich entwickelnden, modernen Verpackungstechnologien genutzt. PLA ist auch in den Bereichen Agrartechnologie und Fischerei zu finden. In Form von Fasern wird es für die Herstellung von monofilen Seilen und Netzen verwendet, die das Wachstum von Unkraut und Pflanzen auf ihrer Oberfläche verhindern. In nicht gewebter Form wird es für Polsterungen, Einwegkleidung, Markisen, Damenhygieneprodukte und Windeln verwendet.
Sogar die Automobilindustrie profitiert davon – wir finden es bei der Herstellung von Teilen und Zubehör wie Fußmatten, Verkleidungen und Abdeckungen. Seine Hitzebeständigkeit und Haltbarkeit sind geringer als die des weit verbreiteten Polypropylens (PP), aber seine Eigenschaften werden durch andere Maßnahmen verbessert.
Es ist erwähnenswert, dass die Chemie die Wissenschaft der Umwandlungen ist, und während die Zeichnung der Strukturen zweier Verbindungen auf einem Blatt Papier auf atomarer Ebene suggerieren mag, dass sie ähnlich sind, haben sie radikal unterschiedliche Eigenschaften und mögliche funktionelle “Zusätze”.
PLA in der Medizin
PLA ist ein vielversprechendes Biopolymer für verschiedene Anwendungen im biomedizinischen Bereich. Es wird für biobasierte Implantate und Geräte verwendet. PLA und seine Copolymere werden in verschiedenen biomedizinischen Anwendungen wie Nahtmaterial und Schrauben eingesetzt.
PLA-Copolymere wurden auch als Arzneimittelträger verwendet. Es hat großes Potenzial, Polycarbonat (PC) zu ersetzen – dies gilt vor allem für die Herstellung von Elektronikgehäusen.
Ist PLA sicher?
Eine Beschreibung des Ursprungs des Polyactids ist die beste Antwort. PLA wird aus der Fermentation von kohlenhydratreichen landwirtschaftlichen Produkten (oder Nebenprodukten) gewonnen, wie z. B.:
- Maisstärke,
- Mais,
- Zucker,
- Weizen.
PLA ist also ein biologisch abbaubarer, biokompatibler und erneuerbarer thermoplastischer Polyester. Die gesamte Abbaudauer von PLA beträgt mehrere Jahre. Es wird als chemisch neutrales und praktisch lebensmittelechtes Material beschrieben. Diese Frage wird häufig von Besitzern von 3D-Druckern gestellt, die verschiedene alltägliche Gegenstände, die mit Lebensmittel zu tun haben oder z. B. Spielzeug für Haustiere herstellen wollen. Die Verunreinigungen und damit die Gefahren, die sich aus der Verwendung von PLA-Filamenten ergeben, werden am häufigsten durch das Hotend des 3D-Druckers verursacht. In diesem Fall lohnt es sich, auf ein Heizelement aus rostfreiem Stahl zu setzen.
Die Hersteller kennzeichnen ihre Filamente zunehmend mit Markennamen wie ” natural”, um zu betonen, dass das Modell für den Kontakt mit Lebensmitteln geeignet ist. Obwohl PLA als recht sicher gilt, sind Zusatzstoffe in Form von Farbstoffen (gefärbte Filamente) in dieser Hinsicht bereits bedenklich. Es gibt jedoch eine Reihe von farbigen PLA-Filamenten, die von der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) als unbedenklich für den Kontakt mit Lebensmitteln zugelassen sind – in diesem Fall können Sie bedenkenlos Wasser aus einem Becher aus PLA trinken oder einige Küchenutensilien aus Polyactid verwenden.
Wenn wir schon in der Küche sind, sollte man bedenken, dass PLA eine höhere Permeabilität aufweist als zahlreiche andere Kunststoffe. Feuchtigkeit und Sauerstoff dringen leichter hindurch, wodurch die Lebensmittel schneller verderben und daher für eine langfristige Lagerung nicht zu empfehlen sind.
Das allgegenwärtige PLA. Leider kann es beim 3D-Druck durch seine Anfälligkeit für Schrumpfung zu Rissen und Verformungen kommen, und in den daraus resultierenden Hohlräumen können sich ebenso allgegenwärtige Bakterien ansiedeln. Auch die Reinigung in der Spülmaschine kommt wegen der hohen Temperaturen nicht in Frage. Es lohnt sich also, auf professionelles Nachbearbeitungszubehör zu setzen.
Ende der Lebensdauer von PLA - Recycling, biologischer Abbau, Abfall
PLA-Recycling kann chemisch oder mechanisch erfolgen. Im Gegensatz zum werkstofflichen Recycling kann das Abfallmaterial beim chemischen Recycling verschiedene Verunreinigungen enthalten. Die Säure kann durch thermische Depolymerisation oder Hydrolyse chemisch zu einem Monomer recycelt werden. Nach der Reinigung kann das Monomer zur Herstellung von PLA verwendet werden, ohne seine ursprünglichen Eigenschaften zu verlieren.
Bei der Kompostierung von PLA wird es unter industriellen Kompostierungsbedingungen biologisch abgebaut. Es wird ein chemischer Hydrolyseprozess eingeleitet, gefolgt von einem mikrobiellen Verdauungsprozess für den endgültigen Abbau von PLA. Unter industriellen Kompostierungsbedingungen (58 °C) kann sich PLA innerhalb von 60 Tagen teilweise in Wasser und Kohlendioxid zersetzen, während der Rest langsamer und in Abhängigkeit vom Kristallisationsgrad des Materials zerfällt. Das Argument für die Ökologie ist klar: In Umgebungen, in denen die erforderlichen Bedingungen nicht gegeben sind, erfolgt die Zersetzung sehr langsam, ähnlich wie bei Nicht-Biokunststoffen, die sich erst nach Hunderten oder gar Tausenden von Jahren vollständig zersetzen.
PLA kann verbrannt werden , ohne dass chlor- oder schwermetallhaltige Chemikalien entstehen, da es nur Kohlenstoff-, Sauerstoff- und Wasserstoffatome enthält. Da es kein Chlor enthält, entstehen bei der Verbrennung weder Dioxine noch Salzsäure. Es kann ohne Rückstände verbrannt werden, so dass die Verbrennung entgegen der landläufigen Meinung auch eine umweltfreundliche Form der Abfallbeseitigung sein kann – natürlich nicht die gesamte! Die logische Konsequenz ist, dass die Deponierung von PLA-Abfällen die am wenigsten bevorzugte Option ist, da PLA bei Umgebungstemperatur nur sehr langsam abgebaut wird, oft genauso langsam wie andere Kunststoffe.
PLA im 3D-Druck
Na, endlich! Sie sind sicher etwas überrascht, dass wir erst zum Schluss darüber sprechen. Aber wir wären nicht Polens führender Shop für 3D-Druck-Enthusiasten, wenn wir ihn nicht zumindest erwähnen würden. Denn über PLA und 3D-Drucker wurde (und wird) eine ganze Menge veröffentlicht. Wir empfehlen Ihnen, die Artikel über PLA in der Kategorie 3D-Druck im Botland Blog zu lesen. Dort finden Sie umfassende Hinweise für Amateure und Profis, was PLA-Filamente bieten und warum es sich lohnt, auf sie zu setzen.
