聚乳酸材料成型方法探析

摘 要：眾所周知，聚酸乳物質(zhì)是一種全新的生態(tài)型的物質(zhì)，其在今后會代替很多的石油基物質(zhì)。文章具體的分析了這類物質(zhì)的量成型加工措施。

關(guān)鍵詞：聚乳酸；注射成型；熱壓法成型；紡絲成型

聚酸乳是一種沒有毒素沒有刺激意義的物質(zhì)。它有著非常優(yōu)秀的生態(tài)可容意義以及可吸收的意義，能夠分解。它的強(qiáng)度非常好，而且防潮，抗油污，有著非常好的透氣水平，還能夠抵抗紫外線等，除此之外它的可塑性優(yōu)秀，能夠制作成多種形狀。總體上，PLA材料大都具有良好的熱塑性，能夠像PP、PS和聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET ） 等高分子一樣在通用的加工設(shè)備上進(jìn)行擠出、流延制膜、吹膜、注塑、吹瓶和纖維成型等成型加工。PLA良好的機(jī)械性能和物理性能使通過PLA制備的各種薄膜、片材、纖維經(jīng)過編織、印刷、制袋和真空成型等二次加工后得到的產(chǎn)品，能夠被大范圍的應(yīng)用到服裝等等的行業(yè)之中。經(jīng)由持久性以及抗熱性改進(jìn)的物質(zhì)還能應(yīng)用到汽車等領(lǐng)域之中。

1 注射成型

該方式在生產(chǎn)時期使用最為頻繁，尤其是對那種形狀繁瑣，尺寸規(guī)定嚴(yán)苛的熱塑性的物質(zhì)來講。大多數(shù)基于聚乳酸注塑加工的注射成型機(jī)都是往復(fù)式螺桿擠出機(jī)，包括注射裝置和擠出系統(tǒng)。任何優(yōu)秀的注塑循環(huán)都是結(jié)合單一的注塑時間段而進(jìn)行的，當(dāng)模具夾緊密之后，就運(yùn)行，將噴嘴等開啟，確保螺桿不斷前行，將物質(zhì)注入到腔體之中。當(dāng)材料收縮補(bǔ)償以及冷卻的時候，螺桿保留住前部的控制壓力在該控壓階段結(jié)束時，此時噴嘴閉合，當(dāng)模具變冷之后開啟。確保時間最少，能夠顯著的提升生產(chǎn)效率。為了降低其生產(chǎn)時間，最常用的是完善冷卻裝置，因?yàn)樵擁?xiàng)活動是一類非常優(yōu)秀的成型措施，一般聚乳酸的注射成型也相對比較簡單。

2 熱壓法成型

它常用到包裝性的設(shè)備中，像是一次性的裝置。在聚乳酸的典型熱成型過程中，先是被升溫一直到軟化，進(jìn)而經(jīng)由氣動或者是設(shè)備等的傳動將其放到模具之中，當(dāng)其變冷之后，從模具中拿出來，經(jīng)由后續(xù)的修整，聚乳酸的熱加工溫度一般為160℃左右，比PET、PS、PP都要低，不過其傳熱性很低，使得它的冷卻用時非常久，通常都是按照前期熱壓，進(jìn)而不斷冷壓的措施來提升效率。不過因?yàn)樗臒嶙儦鉁夭桓撸诿撃Ｖ螅善返拇娣艑τ谄湫实奶嵘彩欠浅Ｓ幸饬x的。

3 紡絲成型

目前主要采用熔融紡絲法制備聚乳酸纖維。熔融紡絲時，采用分子量比較高的聚乳酸，先將聚乳酸切片進(jìn)行真空干燥，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下通過螺桿擠壓機(jī)噴絲制得，成絲后以一定速度進(jìn)行卷繞，然后將初生纖維在160℃的熱板上雙向拉伸進(jìn)行拉伸熱定型，然后根據(jù)產(chǎn)品要求制備成長絲和短絲。熔融紡絲成型對熔體的高速變形能力有很高的要求。在纖維變形區(qū)域的拉伸應(yīng)力對高取向度和高結(jié)晶度是一個十分重要的參數(shù)有彈性和黏性組成的應(yīng)力與流變學(xué)的作用力相反，分別相當(dāng)于儲存模量和損耗模量。隨著紡絲速率的提高，纖維的取向度變高，由取向引起的結(jié)晶度更高。較寬的和較低的分子量分布都是有礙于紡絲成型的，紡絲成品的物理性能與聚乳酸的性能和紡絲條件有關(guān)。紡絲成型工藝主要包括螺桿溫度、模板溫度、卷繞速率、拉伸倍數(shù)、拉伸溫度和熱定型溫度。在紡絲活動中，氣溫的干擾性非常高，氣溫太低的話導(dǎo)致物質(zhì)無法有效的運(yùn)送，氣溫太高的話，使得降低解性增加，噴絲口出來的物料達(dá)不到紡絲的要求。

4 吹塑成型

通常來講，吹膜工藝規(guī)定該項(xiàng)物質(zhì)要具有非常優(yōu)秀的韌性以及熱穩(wěn)性。現(xiàn)在普遍是用的措施是平擠上吹法。在開展吹膜活動的時候，其關(guān)鍵的工藝數(shù)值是擠出溫度，吹脹比，牽引比和霜白線。通常其吹膜的氣溫要掌控好一百五十度左右，而且要確保機(jī)頭的氣溫是合理的。吹脹比是薄膜的橫向膨脹倍數(shù)，吹脹比增大可以使薄膜的橫向拉伸強(qiáng)度提高。不過吹脹比也不能夠太高了，因?yàn)樘叩脑捑蜁沟媚づ菔シ€(wěn)定性，進(jìn)而導(dǎo)致褶皺等現(xiàn)象，一般聚乳酸的吹脹比在3.0左右。牽引比是縱向的拉伸倍數(shù)，牽引比大可以使薄膜的縱向拉伸強(qiáng)度提高厚度變薄，要是太大的話，就無法掌控好薄膜的尺寸，還容易引發(fā)斷裂問題。在吹膜成型的時候，假如上述的兩個數(shù)值一起增加的話，此時薄膜的尺寸就會變小，其折徑就會增加。當(dāng)開展吹膜活動的時候，霜白線的高低對薄膜性能有一定的影響。假如該數(shù)值高，位于吹脹后的膜泡上方，此時吹脹活動是處在液態(tài)模式之中的，該項(xiàng)活動只是使得其尺寸變薄，同時分子不會受到拉伸的干擾。假如是另外的一種狀態(tài)的話，這時候吹膜活動處在固體的模式之中，這時候的塑料處在一種非常高的彈態(tài)之中，此時的吹脹就像是水平方向的拉伸，此時的分子進(jìn)行取向活動，進(jìn)而確保模的特性接近定向的。

5 發(fā)泡成型

如今使用較多的發(fā)泡成型措施是擠出措施。制作工藝的數(shù)值關(guān)鍵涵蓋壓力和氣溫等等的一些內(nèi)容。此類數(shù)值有著非常優(yōu)秀的可控能力，通常經(jīng)由直接的變化制作條件或是設(shè)備就可以獲取。在生產(chǎn)此類塑料的時候，壓力的意義是非常關(guān)鍵的。它是氣泡本身的膨脹性的根基。它會干擾到砌體在體系里的溶解性特點(diǎn)。其豎直的高低使得成型時期的壓力降以及壓力降速率的范圍；壓力對形成均勻體系所需時間的影響等。溫度是加工工藝參數(shù)中的關(guān)鍵參數(shù)之一，溫度的高低也直接影響到氣體的擴(kuò)散系數(shù)氣體的溶解度體系的黏度熔體彈性以及氣泡和熔體之間的表面張力。關(guān)于溫度對氣體擴(kuò)散系數(shù)的影響，可以解釋為隨著溫度的升高，氣體分子的活動能力增加，因此氣體的擴(kuò)散系數(shù)就增大，進(jìn)而加速其氣體在熔體中的擴(kuò)散速度。

6 電紡絲成型

電紡絲工藝參數(shù)主要包括電壓、噴絲頭、接收距離、聚合物流體的流速、接收板的運(yùn)動形式以及紡絲環(huán)境溫度和濕度等。其分子量非常高，而且它的布局不能太寬，只有這樣才可以得到非常細(xì)的纖維。分子數(shù)太少的話，纖維體系里面就會有非常多的串珠，如果分子數(shù)非常多的話，就會導(dǎo)致纖維的尺寸變寬。如果其布局太寬，就得不到連續(xù)的物質(zhì)。如果其溶液太稀薄的話，此時紡絲液就能夠順著枕頭噴射出來，無法得到持續(xù)性的纖維。如果其濃度非常高，黏度大的話，紡絲液不一定能穩(wěn)定，通常濃度保持在十個百分點(diǎn)。溶液順著針頭噴射出一直到接受機(jī)械之中的這個步驟里，既然溶劑的散失速率非常快的話，此時物質(zhì)就會凝固在針頭區(qū)域之中，將其堵塞。假如其散發(fā)的比較慢，此時殘存的液體會影響到纖維，在紡絲的時候如果電壓非常小的話，就容易生成靜電噴射，得到單獨(dú)的珠狀物質(zhì)。當(dāng)電壓較小時，Taylor錐形成于針頭外懸掛液滴的表面；隨電壓增加，液滴體積逐漸變小。隨著聚乳酸溶液流速的增大，纖維直徑增加，纖維表面的孔徑也增大，如果流速過大，則有利于串珠結(jié)構(gòu)的形成接收距離如果增大，纖維直徑從逐漸下降，接收距離的減小等同于流速的增加，從而導(dǎo)致聚乳酸纖維上串珠分布增多。

7 結(jié)束語

由于當(dāng)前人們非常的關(guān)注環(huán)境，此時生態(tài)型的物質(zhì)開始受到人們的關(guān)注。其中聚乳酸物質(zhì)就是非常顯著的一種材料。它被應(yīng)用到很多的行業(yè)之中。由于它的多元化特點(diǎn)，和聚合科技的發(fā)展，我們堅(jiān)信該項(xiàng)工藝會在越來越多的行業(yè)之中使用。而且很多全新的制作措施的出現(xiàn)，會使得一些繁瑣功效的醫(yī)療器具等出現(xiàn)。針對此類物質(zhì)的使用來講，制作措施和合成工藝是互相緊密相連的。

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