W przypadku druku 3D filament w głównej mierze wykony jest z ABS oraz PLA. Cechą wyróżniającą PLA jest jego zdolność degradacji. Warto jednak zastanowić co oznacza degradacja w przypadku PLA?
Degradacja tworzyw sztucznych
W celu lepszego zrozumienia zagadnienia w pierwszej kolejności należy zdefiniować co to są biodegradowalne tworzywa sztuczne? Mianem tym możemy określić tworzywa sztuczne które mogą ulec rozkładowi pod wpływem bakterii lub innych organizmów żywych.
Tworzywa sztuczne dzielimy na dwie główne klasy tworzyw biodegradowalnych :
- bioplastiki , którego składniki pochodzą z surowców odnawialnych,
- tworzyw sztucznych wykonane z produktów petrochemicznych zawierających biodegradowalne dodatki , które umożliwiają rozkład.
Przykłady tworzyw sztucznych ulegających biodegradacji
- polihydroksyalkaniany (PHA),
- poli-3-hydroksymaślanu (PHB),
- polihydroksywalerianianu (PHV),
- polyhydroxyhexanoate (PHH),
- kwas mlekowy (PLA),
- bursztynianu butylenu (PBS),
- polikaprolakton (PCL) …
Wiele osób zamiennie używa określenia „tworzywa biodegradowalne” oraz „tworzywa przeznaczone do kompostowania”. Określenie „biodegradowalne” zasadniczo oznacza, że obiekt może ulec biologicznemu rozkładowi, a ” kompostowanie” określa, że taki proces musi zostać przeprowadzony w określonych warunkach .
W przypadku PLA w wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że największe zmniejszenie ciężaru cząsteczkowego oraz wyraźna dezintegracja badanych materiałów polimerowych PLA zachodzi podczas degradacji w warunkach kompostowania przemysłowego. Degradacja w kompoście przemysłowym, oznacza stworzenie środowiska w skład którego przykładowo wchodzi 40 % liści 30 % zrębków drzewnych oraz 30 % trawy, a proces kompostowania przeprowadza się na głębokości jednego metra. W przypadku zanurzenia w wodzie degradacja nie następuje.
Rysunek. 1. Krzywe elucji (wyznaczone metodą GPC) dla próbek
PLA, PLLA i BTA: 1) przed degradacj, 2) po 14 dobach degradacji
w środowisku kompostu przemysłowego. Źródło (1)
Podstawowe informacje dotyczące PLA.
Polilaktyd (kwas mlekowy), PLA z ang. polylactic acid, polylactide) – polimer należący do grupy poliestrów alifatycznych. Jest on w pełni biodegradowalny. Otrzymuje się z odnawialnych surowców naturalnych takich jak np: mączka kukurydziana. PLA otrzymuje się w wyniku polimeryzacji z otwarciem pierścienia laktydy:
Rysunek 2.
lub poprzez polikondensację kwasu mlekowego:
Rysunek 3.
Polilaktyd, zależnie od zastosowanych do jego polimeryzacji katalizatorów, może być izotaktyczny lub ataktyczny. Przy syntezie z laktydu pochodzącego ze źródeł naturalnych, możliwe jest otrzymanie tylko poli-L-laktydu (izotaktycznego z merami o konfiguracji absolutnej „L”) oraz poli-DL-laktydu (ataktycznego). Poli-L-laktyd (PLLA) ma stopień krystaliczności rzędu 35% i wykazuje typowe własności mechaniczne sztywnego tworzywa termoplastycznego, ma też długi czas biodegradacji (do 2 lat). Poli-DL-laktyd (PDLLA) ma własności mechaniczne podobne do kauczuku i znacznie krótszy czas biodegradacji. Zmieniając stopień taktyczności polilaktydu można uzyskiwać materiały o własnościach pośrednich. Źródło (2)
Źródło:
1 – POLIMERY 2006, 51, nr 7—8 Degradacja wybranych syntetycznych poliestrów w warunkach naturalnych.
2 – http://pl.wikipedia.org/wiki/Polilaktyd data pozyskania 23.12.2014
Klaster 3D 