PHA树脂与聚乳酸(PLA)结合可以作为一种生物基和生物制造的家用可堆肥树脂。在其原始形式下,PHA是一种蓬松的白色粉末,对于转化为商业产品不是很有用。然而,当与加工助剂或其他可生物降解的聚酯树脂(如PLA)结合使用时,它变得更适合使用当前的转化工艺制造产品。可生物降解和可堆肥的注塑成型PHA/PLA的最终用途包括但不限于餐具、单杯咖啡胶囊、牙线和儿童玩具。
PHA/PLA混合物中PHA的百分比含量变化很大,这取决于许多因素。这些包括客户的目标最终预期结果(家庭堆肥与海洋可降解),性能考虑和成本。因此,产品开发团队将根据客户的需求和他们计划如何销售他们的产品来设计一个特定的混合物。
PHA与现有的一些树脂类似,但也具有自己独特的特性。由于其剪切特性,它可以类似于PVC,使其倾向于在螺杆的压缩区导致温度超限,并且其流动特性使其看起来像尼龙,在最小的分型线缺陷处闪光。由于可生物降解的特性,PHA是一种有些脆弱的聚合物,超过400°F(204°C)的高温会导致快速降解。即使长时间暴露在较低的 350°F(170°C)的温度下,材料也会开始降解。
PHA树脂的注塑加工有其自身的规则,但并不过分复杂。密切关注温度和停留时间,保持材料干燥,使用温暖的工具,您应该能够建立一个工艺流程。
加工PHA和共混物的关键考虑因素
以下大多数加工指南旨在使树脂在不降解的情况下进入工艺,其他则旨在减少在熔融温度下的停留时间。以下关于干燥、吹扫和加工的指南不仅涉及 PHA树脂,还涉及PHA共混物,包括PHA/PLA。只要你在混合物中加入哪怕是很小比例的PHA,它的加工特性就开始占据主导地位。
干燥:由于PHA具有吸湿性,加工前需要干燥。建议水分含量低于 0.04% (400 ppm),以防止加工过程中粘度下降。建议的干燥条件为:4 小时,温度不超过170°F (80°C),露点为-40°F (-40°C),气流速率大于0.5 cfm/lb 树脂。
吹扫:在加工PHA 之前,建议使用低熔点LDPE清洗加工设备,以除去任何先前的材料。随后用 PHA 材料完全清除 LDPE。这也将允许 PHA 材料在加工开始之前去除 LDPE。不建议使用PP进行清洗,除非在切换为PHA 材料之前使用 LDPE 去除任何残留的 PP。如果在加热桶中无人看管,PHA 会迅速降解。因此,我们建议使用新鲜材料清除任何残留时间超过五分钟的材料,以确保从过程中去除可能降解了的材料。推荐的吹扫步骤:
a. 425-450°F (215-235°C)
b. 建议使用 MFI 为 10-20 g/10min的LDPE
▪ 使用LDPE 构建工艺来制造完整零件。
d. 如果机器停机时间超过 20-30 分钟,请使用LDPE进行清洗以包括热流道;PHA降解很快,不能长时间留在料筒或热流道中。
▪ 起始条件:
进料口:310-330°F (155-165°C)
进料温度:320-340°F (160-170°C)
压缩部分:330-350°F (165-175°C)
计量部分:320-340°F (160-170°C)
喷嘴:310-360°F (155-180°C)
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原文始发于微信公众号(可降解可循环中心):如何优化PHA和PHA/PLA共混物的注塑成型