聚乳酸與其他商品塑料的比較 #PLA#
聚乳酸(PLA)由可再生資源製成，被認為是可生物降解的。圍繞這類塑料有很多問題：PLA在自然堆肥條件下能分解嗎？為什麼市場上沒有現成的PLA ?我可以用聚乳酸來製造現有產品的可生物降解版本嗎？這些問題引起了我們的思考，我們決定通過一系列的比較研究自己來回答這些問題。
我們決定將PLA與其他常用的商品塑料，如聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)和聚對苯二甲酸乙酯(PET)進行比較，看看PLA的耐用性和可降解性如何。我們使用了容易獲得的測試樣品：四種材料中的一種生產的一次性杯子。每一種常用的塑料都有它的優點和缺點，你可以在這裡了解更多。
在這個實驗中，我們測試了幾種不同的和重要的曝光：溫度、耐化學性、抗紫外線性和降解性。這些暴露的靈感來自日常應用和不同的廢物處理方法。這個實驗分為兩部分，短期暴露和長期暴露。短期接觸包括加熱汽車、丙酮、微波、熱偏轉溫度和熱咖啡。長期暴露在海水、天然堆肥、陽光直射和蘇打水中。
本文評估了短期風險。等結果出來後，我們再討論長期暴露的情況。
PLA的物性如下，目前國內有興建祥等公司可提供原料：
激烈的汽車
在陽光直射下，停放的汽車內部溫度可達130至170華氏度。汽車起著溫室的作用，把熱量收集起來。為了模擬這種環境，我們把所有四個杯子放在一個設為150度的實驗室烤箱中，每天八小時，連續三天。
下面的圖1顯示了PLA cup作為經歷任何早期更改的唯一塑料。在整個測試過程中，它繼續明顯地變形。這是解放軍的直接結果低玻璃化轉變溫度(140°F)。除了中國人民解放軍杯，寵物杯底部開始軟化，扭曲，也直接導致其低玻璃化轉變溫度(152.6°F)。這兩個塑料杯最高的玻璃化轉變溫度、聚丙烯(284°F)和聚苯乙烯(212°F),顯示沒有反應熱量在整個測試。
我們還在170°F的溫度下測試了大約一個小時(如圖2所示)。PLA杯子立即收縮到不到原來體積的一半。PET杯的頂部和底部彎曲。PP和PS杯無反應。(注意，本研究中的PS杯與我們的其他測試不同；它更像碗的形狀。)
丙酮
丙酮通常用作洗甲水，它對每種塑料的反應不同。我們很快地把杯子浸入一碗丙酮裡。在下圖中，PLA和PS杯子都是不透明的。PP和PET杯子也會變得不透明，然後隨著時間的推移逐漸變得透明。除了變得不透明之外，只有解放軍遭受了額外的變化：它變得柔軟和橡膠。(注意，本研究中的PS杯與我們的其他測試不同；它更像碗的形狀。)
微波
微波爐使用電磁波將食物加熱到華氏212度。最佳的微波時間可以從一分鐘重新加熱到高達五分鐘完全煮熟。最常用的微波塑料容器是聚丙烯，由於其高玻璃化轉變溫度，它不會彎曲或熔化。
將四個杯子分別放入Pyrex盤的微波爐中加熱三分鐘。PLA杯子在底部融化，收縮到最初體積的四分之一(25%)。PET杯彎曲了，底部完全融化了。PP杯在底部融化，可能是由於它與耐熱玻璃盤的接觸和它的薄壁厚度。PS杯沒有變化。
熱變形溫度
材料的熱變形溫度(HDT)是材料在定量載荷下變形的特定溫度。在這個測試中，我們將四種塑料杯分別放在四種不同溫度的烤箱中。我們在每個杯子上放了一個0.3磅的金屬塊。第一次測試是在150°F的溫度下進行的(圖5)。只有PLA顯示出任何變形。(注意，本研究中的PS杯與我們的其他測試不同；它更像一個碗的形狀)
在160°F的第二次測試中，(圖6)PLA杯完全變平，PS杯彎曲融化，PET杯頂部融化。PP杯無反應。
PLA在每次暴露中不斷地證明了它的局限性。我們的測試結果證實了PLA不夠耐用，不能用於大多數消費產品的假設。這就引出了一個問題：我們將這些材料長期暴露在陽光直射、海水、蘇打和天然堆肥下，PLA會有什麼反應？請繼續關注！