PLA masterbatch, also known as polylactic acid masterbatch, is a biodegradable plastic material mainly composed of polylactic acid (PLA). Polylactic acid is a polyester polymer mainly composed of lactic acid, and its production materials mainly come from renewable resources such as corn and cassava. Therefore, PLA masterbatch is known as a representative of “green plastics”.

Eigenschaften

Biologisch abbaubar

Degradierungsbedingungen: Unter Kompostierungsbedingungen (geeignete Bedingungen wie Temperatur, Feuchtigkeit, Mikroorganismen usw.) können PLA-Masterbatch-Produkte innerhalb einer bestimmten Zeit vollständig in Kohlendioxid und Wasser abgebaut werden. Die spezifische Degradierungszeit wird von der Dicke, der Form und den Umweltbedingungen des Produkts beeinflusst.

Umweltvorteile: Im Vergleich zu traditionellen Kunststoffen aus Erdöl verursachen PLA-Masterbatch-Produkte nach der Entsorgung keine weiße Verschmutzung, was im Einklang mit dem Konzept der nachhaltigen Entwicklung steht.

Fizikalische Eigenschaften

Mechanische Eigenschaften: PLA-Masterbatch weist eine gute Zugfestigkeit und Steifigkeit auf, ist jedoch sehr spröd und hat eine relativ geringe Schlagfestigkeit. Daher werden während der Verarbeitung häufig Verstärkungsmittel und andere Additive hinzugefügt, um seine Leistung zu verbessern.

Verarbeitungsleistung: PLA-Masterbatch hat einen niedrigen Schmelzpunkt (in der Regel zwischen 170 und 180 °C), ein breites Verarbeitungsbereich und ist einfach in verschiedene Produkte zu verarbeiten, beispielsweise durch Verfahren wie Blasfolie, Spritzguss, Extrusion usw.

Oberflächen Eigenschaften: PLA-Masterbatch-Produkte weisen eine glatte Oberfläche, hohe Glanz, gute Druckanpassungsfähigkeit und dekorative Eigenschaften auf.

Biologische Verträglichkeit

PLA-Masterbatch weist eine gute biologische Verträglichkeit auf, ist nicht giftig und harmlos und kann in der Medizin, im Gesundheitswesen und anderen Bereichen weit verbreitet eingesetzt werden.

Typen

PLA (Polylaktid)-Masterbatch kann nach verschiedenen Klassifikationskriterien in verschiedene Typen unterteilt werden. Folgende sind einige gängige Klassifizierungsmethoden und entsprechende Typen:

Funktion

PLA-Masterbatch für Verpackungen: Es weist gute Transparenz, Heißsiegelungseigenschaften und mechanische Eigenschaften auf und eignet sich zur Herstellung verschiedener Verpackungsmaterialien wie Lebensmittelverpackungen, Einkaufstaschen, Folien usw.

Faserqualität PLA Masterbatch: Mit hoher Festigkeit und Flexibilität kann es für die Herstellung von Textilfasern, Heimtextilfasern, Industriefasern usw. verwendet werden.

PLA Masterbatch für Spritzguss: Mit guter Fließfähigkeit und guter Formbarkeit eignet sich er für die Spritzgussproduktion verschiedener Kunststoffprodukte, wie Spielzeug, Schreibwaren, Geschirr usw.

PLA Masterbatch für Extrusion: Er verfügt über gute Extrusionsleistung und kann für die Extrusionsproduktion von Rohren, Platten, Profilen usw. verwendet werden.

Gefordert nach Zusätzen

verstärkter PLA Masterbatch: Die Zugabe von Verstärkungsmitteln verbessert die Zähigkeit und das Schlagfestigkeit von PLA, wodurch es auch bei niedrigen Temperaturen eine gute Leistung aufweist.

wärmebeständiger PLA Masterbatch: Die Zugabe von hitzebeständigen Additiven erhöht die Temperatur des thermischen Deformations von PLA, wodurch es bei höheren Temperaturen verwendet werden kann und sein Anwendungsbereich erweitert wird.

antibakterieller PLA Masterbatch: Die Zugabe von antibakteriellen Mitteln verleiht PLA antibakterielle Eigenschaften, die für die Herstellung von medizinischen Produkten, Lebensmittelverpackungen und anderen Produkten mit hohen Hygieneanforderungen verwendet werden können.

flammsicherer PLA Masterbatch: Die Zugabe von Flammschutzmitteln verbessert die flammsichere Leistung von PLA, wodurch es den relevanten Brandschutzstandards entspricht, und kann für die Herstellung von Elektronik- und Elektrogehäusen, Baustoffen usw. verwendet werden.

Gefordert nach Degradationsleistung

vollständig biologisch abbaubarer PLA Masterbatch: Er kann in natürlichen Umgebungen vollständig in Kohlendioxid und Wasser abgebaut werden, ohne die Umwelt zu belasten.

kontrollierbare Degradation von PLA Masterbatch: Durch Anpassen der Formel und der Verarbeitungsmethode kann die Degradationsrate und die Zeit von PLA kontrolliert werden, um den Anforderungen unterschiedlicher Anwendungsfälle zu entsprechen.

Gefordert nach Molekulargewicht

niedermolekulare PLA Masterbatch: Mit einem relativ niedrigen Molekulargewicht verfügt er über eine gute Fließfähigkeit und Verarbeitbarkeit, wodurch er für Anwendungen geeignet ist, die eine hohe Verarbeitbarkeit erfordern.

hochmolekulare PLA Masterbatch: Mit einem hohen Molekulargewicht verfügt er über eine hohe Festigkeit, Zähigkeit und Wärmebeständigkeit, aber die Verarbeitungsdifficulty ist relativ hoch, wodurch er für Bereiche geeignet ist, die eine hohe Produktleistung erfordern.

Formelverhältnis

Vollständig abbaubarer PLA-Masterbatch: 60% bis 74% PLA-Partikel, 10% bis 13% Mischpigmente, 8% bis 18% Dispersionsmittel, 6% bis 12% Antioxidantien, 2% bis 5% Kupplungsmittel.

Kompositverstärkter abbaubarer PLA-Masterbatch: 20 bis 60 Teile PLA-Harz, 10 bis 50 Teile modifizierter Pflanzenkornfasern, 10 bis 50 Teile modifizierter CaCO3-Partikel, 0,5 bis 1,0 Teile Schmiermittel. Bevorzugt werden 30 bis 50 Teile PLA-Harz, 20 bis 40 Teile modifizierter Pflanzenkornfasern, 20 bis 40 Teile modifizierter CaCO3-Partikel und 0,5 bis 1,0 Teile Schmiermittel verwendet; eine weitere bevorzugte Variante besteht darin, 35 bis 45 Teile PLA-Harz, 25 bis 35 Teile modifizierter Pflanzenkornfasern, 25 bis 35 Teile modifizierter CaCO3-Partikel und 0,6 bis 0,9 Teile Schmiermittel zu verwenden.

PLA-Weichmasterbatch: Erhoben durch Schmelzen und Extrudieren von PLA-Partikeln, Fettsäureamid-Derivaten und Phosphiten in einem Massenverhältnis von 73: (24-26): (1,9-2,1).

Antibakterieller Polylaktid-Masterbatch: Mischt reine PLA-Scheiben mit Silber beladenem Zirkoniumphosphat-Pulver gleichmäßig und legt sie in einen Doppelschneckenextruder. Die Massenanteile von PLA-Scheiben und Silber beladenem Zirkoniumphosphat-Pulver betragen jeweils 80% und 20%, um antibakteriellen Masterbatch herzustellen.

Produktionsprozess

Das Produktionsprozess von PLA-Masterbatch umfasst in der Regel Schritte wie Rohstoffvorbereitung, Mischung der Inhaltsstoffe, Schmelzextrusion, Abkühlen und Schneiden, Verpackung usw. Folgende ist eine spezifische Einführung:

1. Rohstoffvorbereitung

Wählt man geeigniges Polylaktid (PLA)-Harz als Basismaterial aus und wählt PLA-Partikel mit unterschiedlichen Molekulargewichten und intrinsischen Viskositäten aus, je nach den Anforderungen des Produkts. Gleichzeitig werden verschiedene Additive wie Weichmacher, Antioxidantien, Schmiermittel, Farbmasterbatch usw. vorbereitet, um die Leistung und das Aussehen des PLA-Masterbatchs zu verbessern.

2. Mischung der Inhaltsstoffe

Wägt man PLA-Harz und verschiedene Additive genau nach der entworfenen Formel ab. Legt man die gewogenen Rohstoffe in den Hochgeschwindigkeitsmixer, um sie gründlich zu mischen. Durch Rühren wird das Additiv gleichmäßig auf der Oberfläche von PLA-Harz-Partikeln verteilt, um eine Vorlage zu bilden.

3. Schmelzextrusion

Legt man die Vorlage in den Einlaufschacht des Doppelschneckenextruders. Der Doppelschneckenextruder erhitzt die Rohstoffe im Rohr über eine Heizeinrichtung auf über die Schmelztemperatur von PLA, und schmilzt sie schrittweise. Unter der Rotation der Schnecke wird das geschmolzene Material in dem Rohr durch Scherung, Kompression und Mischung homogenisiert. Gleichzeitig können bei Bedarf Additionsöffnungen an verschiedenen Positionen des Extruders eingestellt werden, z. B. die Zugabe einiger Additive, die bei hohen Temperaturen vollständig wirksam sein müssen, in der Mitte des Extruders.

4. Abkühlen und Granulieren

Das aus der Extruderdüse herausgeführte geschmolzene Material hat die Form eines kontinuierlichen Streifens und wird durch einen Wassertank abgekühlt, um das Material schnell zu verfestigen. Das abgekühlte Streifen gelangt in den Granulator, der es in Übereinstimmung mit der eingestellten Partikelgröße in gleichmäßige Partikel schneidet, wodurch PLA-Masterbatch erhalten wird.

5. Verpackung

Der produzierte PLA-Masterbatch wird üblicherweise in verschlossene Verpackungen abgepackt, um die Aufnahme von Feuchtigkeit, Oxidation und anderen Faktoren zu verhindern, die seine Leistung beeinträchtigen können. Die verpackte PLA-Masterbatch kann im Lager gelagert oder an downstream Kunden transportiert werden, um zur Weiterverarbeitung und Anwendung verwendet zu werden.

Im Produktionsprozess ist es notwendig, die Prozessparameter jeder Stufe genau zu kontrollieren, z. B. Temperatur, Schraubgeschwindigkeit, Zufuhrgeschwindigkeit usw., um die Qualitätsstabilität und die Übereinstimmung der Leistung des PLA-Masterbatch zu gewährleisten. Gleichzeitig können zur Verbesserung der Produktionseffizienz und der Produktqualität auch moderne Produktionsanlagen und Technologien eingesetzt werden, z. B. die Verwendung effizienter Mischanlagen, präziser Extruder-Steuerungssysteme usw.

Domäne: Herstellung von Ausrüstungen für die Kunststoffextrusion und -Verarbeitung. Verwenden Sie präzise technische/industrielle Begriffe. Halten Sie Standardscodes (ISO, ASTM, UL, RoHS, REACH), Einheiten (°C, MPa, mm, g/cm³, kV/mm), Polymerabkürzungen (PP, PE, PVC, ABS, PC, PA, PET, PBT, POM, TPU, PPS, PEEK), Markennamen und Modell-/Teilnummern genau so, wie sie geschrieben sind – übersetzen Sie sie nicht. Bewahren Sie alle HTML-Tags, {Ersatzmerkmale} und Klammern auf. Formeller technischer Register. Text: Produktionsanlagen

Domain: Herstellung von Ausrüstungen für die Extrusion und Verarbeitung von Kunststoffen. Verwenden Sie präzise technische/industrielle Begriffe. Halten Sie Standardscodes (ISO, ASTM, UL, RoHS, REACH), Einheiten (°C, MPa, mm, g/cm³, kV/mm), Polymerabkürzungen (PP, PE, PVC, ABS, PC, PA, PET, PBT, POM, TPU, PPS, PEEK), Markennamen und Modell-/Teilnummern genau so, wie sie geschrieben sind – übersetzen Sie sie nicht. Bewahren Sie alle HTML-Tags, {Platzhalter} und Klammern auf. Formeller technischer Register. Text: 1. Hochgeschwindigkeitsmischer: Wird zur gleichmäßigen Mischung von PLA-Harz mit verschiedenen Additiven verwendet. Er erreicht durch schnell rotierende Rührschaufeln eine ausreichende Mischung der Materialien in kurzer Zeit und sorgt für eine gleichmäßige Verteilung der Additive im PLA-Harz und legt damit die Grundlage für die anschließende Produktion.

2. Twin-Schraubenextruder: Dies ist die Kernausrüstung für die Produktion von PLA-Masterbatch. Er verfügt über zwei ineinandergreifende Schrauben, die unter dem Antrieb eines Motors drehen. Auf dem Rohr befinden sich mehrere Heizzonen, die die Temperatur genau kontrollieren können. Dadurch können PLA-Harz und Additive vollständig gemischt, plastifiziert und homogenisiert werden durch die Scher-, Extrusions- und Transportwirkung der Schraube in dem erwärmten und geschmolzenen Zustand und schließlich aus dem Formkopf extrudiert werden.

3. Schüssel: In der Regel aus rostfreiem Stahl hergestellt, wird sie verwendet, um hochtemperaturige Bandmaterialien, die aus der Extruderdüse extrudiert wurden, zu kühlen und zu verfestigen. Die Wassertemperatur in der Schüssel kann durch ein Temperaturregelsystem genau gesteuert werden, um sicherzustellen, dass das Material schnell abkühlt und eine gute Optik und Leistung erreicht.

4. Granulator: Häufige Typen sind heiße Granulatoren und kalte Granulatoren. Die heiße Schneidmaschine wird für die Zerkleinerung von Materialien verwendet, die sich in einem thermoplastischen Zustand befinden und für temperaturempfindliche Materialien geeignet sind. Der kalte Granulator zerteilt das Material, nachdem es abgekühlt und verfestigt ist, wodurch Partikel mit regelmäßigen Formen und einheitlichen Größen entstehen. Der Granulator kann die Partikelgröße und -form des PLA-Masterbatch präzise steuern, indem er die Geschwindigkeit und die Schneidfrequenz des Schneidwerkzeugs anpasst.

5. Verpackungsmaschine: wird zur Verpackung des hergestellten PLA-Masterbatchs verwendet. Automatische Verpackungsmaschinen können eine Reihe von Verpackungsprozessen wie Messung, Befüllung und Verschließen automatisieren, wodurch die Verpackungseffizienz und -qualität verbessert werden. Zu den gängigen Typen gehören Wiegeverpackungsmaschinen und Volumenverpackungsmaschinen, die je nach den Verpackungsanforderungen des Produkts ausgewählt werden können.

Neben der oben genannten Hauptausrüstung können im Produktionsprozess auch Hilfsgeräte wie Fütterer, Entfeuchter und Schimmelfilter eingesetzt werden, um die Produktionseffizienz und die Produktqualität zu verbessern.

Bezogene Anforderungen

Gute Verflüssigungsfähigkeit: PLA-Harz muss während des Extrusionsprozesses vollständig verflüssigt werden, um die Produktqualität zu gewährleisten. Daher sollte der Extruder über ausreichende Heizleistung und ein geeignetes Schraubendesign verfügen, um eine gleichmäßige Schmelzung des PLA-Harzes in kurzer Zeit zu erreichen. Zum Beispiel kann durch Verwendung eines Gradienten-Schraubens mit einem längeren Kompressionsabschnitt das Material während der Extrusion schrittweise komprimiert und gescheuert werden, wodurch ein guter Verflüssigungseffekt erzielt wird.

Genaues Temperaturregelung: PLA ist temperaturempfindlich, und eine übermäßige Temperatur kann leicht zu ihrer Verringerung führen und ihre Leistung beeinträchtigen. Wenn die Temperatur zu niedrig ist, kann dies zu einer schlechten Plastifizierung führen. Der Materialbehälter des Extruders sollte mit mehreren Heizzonen und einem präzisen Temperaturregelsystem ausgestattet sein, das die Temperatur jeder Heizzone unabhängig regeln kann, um den Verarbeitungs-Temperaturbedarf von PLA in verschiedenen Phasen zu erfüllen. Im Allgemeinen liegt der Verarbeitungs-Temperaturbereich von PLA zwischen 160 und 220 ℃, und die konkrete Temperatur muss entsprechend dem Modell und der Formel von PLA angepasst werden.

Stabile Extrusionsdruck und -durchfluss: Um die Qualitätsstabilität des PLA-Masterbatchs zu gewährleisten, muss der Extruder einen stabilen Extrusionsdruck und -durchfluss bieten. Dies erfordert, dass die Schraubendesign des Extruders sinnvoll ist, das Übertragungssystem stabil ist und die Fähigkeit, bei unterschiedlichen Produktionsgeschwindigkeiten einen gleichmäßigen Extrusionsdruck und -durchfluss zu erhalten. Zum Beispiel kann die Verwendung eines neuen Schraubenkopfs die Materialflussgleichmäßigkeit während der Extrusion verbessern und Druckschwankungen reduzieren.

Starkes Misch- und Dispersionsvermögen: Aufgrund der Zugabe verschiedener Additive wie Weichmacher, Antioxidantien, Farbmasterbatch usw. während der Herstellung von PLA-Masterbatch müssen Extruder ein starkes Misch- und Dispersionsvermögen haben, um die Additive gleichmäßig im PLA-Harz zu dispergieren. Spezielle Mischelemente wie gezahnte Scheiben, Knetblöcke usw. können auf der Schraube installiert werden, um den Scher- und Mischeffekt des Materials zu erhöhen und die Gleichmäßigkeit der Dispersion des Additiven zu verbessern.

Beständigkeit gegen Korrosion: Während des Produktionsprozesses von PLA-Masterbatches können bestimmte Additive eine gewisse Korrosivität aufweisen. Daher sollten die Komponenten, die mit dem Material in Berührung kommen, wie der Extruderrohr und die Schraube, eine gute Beständigkeit gegen Korrosion aufweisen. Diese Komponenten werden üblicherweise aus Edelstahl oder Materialien hergestellt, die einer speziellen Oberflächenbehandlung unterzogen wurden, um die Lebensdauer des Extruders zu verlängern.

Anwendung

Domäne: Herstellung von Kunststoffextrusions- und Compoundiermaschinen. Verwenden Sie präzise technische/industrielle Begriffe. Halten Sie Standardscodes (ISO, ASTM, UL, RoHS, REACH), Einheiten (°C, MPa, mm, g/cm³, kV/mm), Polymerkürzel (PP, PE, PVC, ABS, PC, PA, PET, PBT, POM, TPU, PPS, PEEK), Markennamen und Modell-/Teilnummern genau so, wie sie geschrieben sind – übersetzen Sie sie nicht. Bewahren Sie alle HTML-Tags, {Einfügemöglichkeiten} und Klammern auf. Formelles technisches Register. Text: PLA-Masterbatch hat eine gute Biodegradierbarkeit, thermische Stabilität und Verarbeitbarkeit, weshalb es in vielen Bereichen eingesetzt wird. Folgende Anwendungsbereiche sind einige der wichtigsten:

Verpackungsfeld

Einweg-Geschirr: PLA-Masterbatch kann in verschiedene Formen von Geschirr geformt werden, z. B. Teller, Schalen, Löffel usw. Es zerfällt nach Gebrauch allmählich in der natürlichen Umwelt, reduziert die weiße Verschmutzung und entspricht den Umweltschutzkonzepten.

Verpackungen für Lebensmittel: Aufgrund der hervorragenden Barriereeigenschaften und der hohen Hygieneleistung des PLA-Masterbatch kann es bei der Herstellung von Verpackungsbeuteln, -kartons und ähnlichem verwendet werden. Es kann die Frische und Qualität von Lebensmitteln effektiv bewahren und ist nach der Entsorgung biologisch abbaubar, ohne langfristige Schäden für die Umwelt zu verursachen.

Einkaufstasche: Eine Einkaufstasche aus PLA-Masterbatch, die eine hohe Festigkeit aufweist und Gegenständen mit einem bestimmten Gewicht standhält. Darüber hinaus sind ihre biologisch abbaubaren Eigenschaften eine ideale Alternative zu herkömmlichen Plastiktaschen und tragen dazu bei, die Erzeugung von Plastikabfällen zu reduzieren.

Textilbereich

Bekleidung: PLA-Masterbatch kann zu Fasern gesponnen werden, aus denen Kleidung hergestellt werden kann. PLA-Fasern haben ein weiches Gefühl, eine gute Feuchtigkeitsabsorption und UV-Stabilität, wodurch sie angenehm zu tragen sind. Gleichzeitig haben sie auch eine natürliche Faltenbeständigkeit, wodurch die Kleidung in gutem Zustand bleibt.

Domain: Herstellung von Kunststoffextrusions- und Compoundiermaschinen. Verwenden Sie präzise technische/industrielle Begriffe. Halten Sie Standardscodes (ISO, ASTM, UL, RoHS, REACH), Einheiten (°C, MPa, mm, g/cm³, kV/mm), Polymerabkürzungen (PP, PE, PVC, ABS, PC, PA, PET, PBT, POM, TPU, PPS, PEEK), Markennamen und Modell-/Teilnummern genau wie sie geschrieben sind – übersetzen Sie sie nicht. Bewahren Sie alle HTML-Tags, {Einfügemöglichkeiten} und Klammern auf. Formelles technisches Register. Text: Heimtextilien: In Heimtextilprodukten wie Bettwäsche und Gardinen werden Fasern aus PLA-Masterbatch immer beliebter. Sie bieten nicht nur einen komfortablen Nutzererlebnis, sondern tragen auch umweltfreundliche Elemente in das häusliche Umfeld ein.

Medizinisches Fachgebiet

Suture: PLA masterbatch has good biocompatibility and degradability, and can be used to make sutures. After the wound heals, the suture can gradually degrade and be absorbed by the human body without the need for suture removal, reducing the patient’s pain and risk of infection.

Tissue Engineering-Struktur: PLA-Masterbatch kann zur Herstellung von Tissue Engineering-Strukturen verwendet werden, die die Zellwachstum und die Geweberegeneration unterstützen. Seine Abbaubarkeit ermöglicht es, dass die Stent nach der Geweberegeneration langsam abgebaut wird und nicht wie herkömmliche Stenten entfernt werden muss.

Arzneimittel mit verzögerter Freisetzung: Die Encapsulation von Arzneimitteln in Mikrosphären oder Nanopartikel aus PLA-Masterbatch ermöglicht eine langsame Freisetzung, verlängert die Wirkungsdauer und verbessert die Wirksamkeit der Arzneimittel.

Landwirtschaft

Landwirtschaftsfolie: Landwirtschaftsfolie aus PLA-Masterbatch hat gute Isolations-, Feuchtigkeitsretentions- und Transparenz-Eigenschaften, die das Wachstum der Pflanzen fördern. Darüber hinaus kann die landwirtschaftliche Folie nach dem Gebrauch natürlich im Boden abgebaut werden und bleibt nicht im Boden zurück, wie herkömmliche landwirtschaftliche Folien, was die Bodenstruktur und das Pflanzenwachstum beeinträchtigt.

Sämlingsbehälter: Ein Sämlingsbehälter aus PLA-Masterbatch, der während der Sämlingsverpflanzung direkt in den Boden begraben werden kann, ohne dass eine Entfernung erforderlich ist. Dadurch wird die Schädigung der Sämlingswurzeln vermindert und das Problem der Recycling und Entsorgung von Sämlingsbehältern vermieden.