Menemui Potensi PLA sebagai Plastik Kejuruteraan Serbaguna

Di dunia hari ini, adalah sukar untuk membayangkan plastik sebagai bahan yang boleh digunakan dan mesra alam. Dalam usaha mencari bahan mesra alam ini, asid polilaktik (PLA) adalah plastik kejuruteraan dengan skop yang luar biasa. Pertama sekali, bagaimana pula dengan sambutan hangat ke blog kami yang meneroka secara menyeluruh sifat asid polylactic sebagai bahan kejuruteraan? Dalam artikel ini, kita mengkaji morfologi komposisi, yang proses pengeluaran dan pempolimeran, dan ciri fizikal dan sifat PLA, di samping aplikasinya yang menggalakkan. Ketahui bagaimana PLA seolah-olah menjadi pengganti yang layak untuk plastik tradisional dan cara ia membuka pilihan untuk masa depan yang mampan kejuruteraan penyelesaian. Sudah tiba masanya untuk memanfaatkan potensi PLA dan mengubah cara kita memberi tumpuan kepada masalah kejuruteraan.

Apakah PLA?

Asid polilaktik (PLA), bioplastik, telah membuktikan dirinya sebagai bahan yang sangat berguna dan mesra alam, dan atas sebab itu, jurutera di seluruh dunia telah mengambil minat terhadapnya. Adakah terdapat kelebihan lain untuk menggunakan PLA selain daripada mesra alam? Jawapannya adalah ya, kerana asid polylactic diperoleh daripada sumber boleh diperbaharui seperti kanji jagung atau tebu, walaupun PLA sendiri adalah plastik. Tidak boleh berpatah balik apabila minat terhadap PLA semakin kukuh kerana bidang penggunaannya mungkin termasuk pembungkusan, pencetakan 3D dan peranti perubatan, antara lain. Pertumbuhannya adalah dalam kejuruteraan tisu kerana ia adalah bahan terbiodegradasi dan boleh dikomposkan dengan keadaan yang betul. Adalah selamat untuk mengatakan bahawa menggunakan PLA dalam reka bentuk adalah pilihan yang ideal.

Memahami Asid Polilaktik dan Komposisinya

Asid polilaktik (PLA) ialah polimer yang boleh kompos dan boleh terurai secara semula jadi; oleh itu, ia adalah pengganti plastik mesra alam. Ia juga diperoleh daripada sumber boleh diperbaharui seperti tepung jagung atau gula tebu. Selain itu, di bawah persekitaran yang sesuai, PLA akan terurai, yang akan menjadi berfaedah kepada banyak industri seperti pembungkusan, percetakan 3-D, dan juga peralatan perubatan. Ia juga mempunyai beberapa ciri yang membezakan, seperti kekuatan mekanikal yang baik dan rintangan haba, yang menjadikannya berguna dalam pelbagai bidang. Secara keseluruhannya, sebagai polimer terbiodegradasi, PLA menyediakan banyak jurutera dan pereka bentuk lain dengan bahan selamat alam sekitar.

Membezakan PLA daripada Plastik Konvensional

Walaupun Asid Polilaktik (PLA) dikelaskan sebagai bioplastik, pelbagai ciri membezakannya daripada plastik tradisional. Ciri-ciri ini termasuk:

1. Asal Boleh Diperbaharui: Kanji jagung dan tebu adalah dua tempat di mana PLA boleh diekstrak sekali gus menyediakan cara pengeluaran yang boleh diperbaharui yang tidak bergantung sepenuhnya kepada bahan api fosil seperti yang dilakukan oleh plastik petroleum.
2. Atribut Terbiodegradasi: PLA terbiodegradasi dalam keadaan tertentu dan merupakan sebatian organik yang bermaksud ia tidak mempunyai jangka hayat yang panjang dalam persekitaran berbanding dengan bentuk plastik lain yang bertahan berabad-abad.
3. Pelepasan: Kurang jejak karbon yang tinggal selepas pengeluaran PLA kerana tiada pelepasan yang besar apabila bioplastik dihasilkan.
4. Banyak Kegunaan: Biopolimer PLA mempunyai beberapa ciri tambahan, termasuk kestabilan suhu, yang membolehkan ia digunakan dalam pelbagai industri seperti pembungkusan, peranti perubatan dan percetakan 3D.
5. Kurang Penggunaan Bahan Api Fosil: Bioplastik boleh dihasilkan tanpa menggunakan bahan api fosil yang banyak, oleh itu menyediakan alternatif yang kukuh untuk industri pengeluaran.
6. Potensi Kitar Semula: Walaupun ia dihasilkan secara berbeza, produk PLA masih boleh dikitar semula bersama plastik lain produk jika langkah yang sewajarnya diambil.

Memandangkan ciri-ciri ini, PLA mempunyai pandangan yang cerah untuk digunakan dalam banyak aplikasi kejuruteraan serta dalam bidang reka bentuk. Hakikat bahawa ia mempunyai kesan alam sekitar yang neutral adalah kelebihan tambahan yang pastinya akan menarik banyak industri.

Peranan Asid Laktik dalam Menghasilkan PLA

Asid laktik memainkan peranan penting dalam sintesis PLA (asid polilaktik), yang merupakan salah satu polimer terbiodegradasi yang paling berdaya maju secara komersial. PLA, diperoleh daripada sumber boleh diperbaharui iaitu kanji jagung atau tebu, menggunakan beberapa langkah.

Langkah pertama ialah penapaian karbohidrat, contohnya glukosa atau kanji dengan penggunaan bakteria atau kulat. Proses penapaian ini membawa kepada penukaran karbohidrat kepada asid laktik. Pemurnian asid laktik kemudiannya dijalankan dan asid laktik ini tertakluk kepada satu siri tindak balas kimia untuk mendapatkan laktida, iaitu dimer kitaran asid laktik.

Dalam fasa berikutnya, laktida tertakluk kepada proses pempolimeran, di mana molekul kitaran oligomerik bergabung bersama untuk membentuk rantai makromolekul, dengan itu menghasilkan pengeluaran PLA. Proses pempolimeran boleh dikawal dan oleh itu boleh ada sintesis PLA dengan berat molekul yang berbeza, yang seterusnya mempengaruhi ciri dan kegunaan bahan.

Implikasi penggunaan asid laktik sebagai prekursor mengikut ciptaan ini untuk pembuatan PLA adalah tiga kali ganda. Pertama, kerana asid laktik boleh diperolehi daripada rekursa boleh diperbaharui, ini mengurangkan pergantungan kepada bahan api fosil dan asid laktik komersial. Kedua, asid laktik PLA boleh terbiodegradasi, oleh itu ia mengurangkan pergantungan kepada plastik. Ketiga, asid laktik boleh diperoleh secara dalam talian dengan beberapa teknik penapaian, memberikan kemudahan dalam mendapatkan sumber dan pembuatan.

Dengan bantuan ciri-ciri khusus asid laktik, PLA telah menjadi berguna dan mesra ekologi untuk industri yang mencari bahan tersebut. Sama ada produk pembungkusan dan guna tunggal, ubat, atau bahkan percetakan 3D, PLA menarik minat jurutera dan pereka yang ingin melaksanakan penyelesaian mampan baharu.

Bagaimanakah PLA Dihasilkan?

Proses Sintesis dan Pempolimeran

Proses penghasilan asid polilaktik (PLA) adalah proses berperingkat yang bermula dengan penapaian asid laktik menggunakan bahan suapan biologi tertentu seperti tepung jagung atau tebu. Bioreaksi ini dicapai melalui kumpulan bakteria terpilih yang menapai gula menjadi asid laktik.

Pempolimeran asid laktik kemudiannya dilakukan untuk menghasilkan rantai panjang PLA. Sebagai prosedur standard, pempolimeran pemeluwapan biasanya diamalkan, yang melibatkan penghidratan monomer asid laktik ke dalam polimer laktat semasa melepaskan molekul air.

Dengan menggunakan parameter tindak balas seperti suhu dan tekanan dan dengan memperkenalkan pemangkin ke dalam proses pembiakan, berat molekul dan ciri-ciri PLA boleh dikawal tambahan. Resin PLA yang diperoleh kemudiannya boleh diekstrusi dalam bentuk atau pelet atau filem atau filamen, bergantung pada penggunaan.

Adalah penting untuk diingat bahawa PLA mempunyai keperluan suhu dan tekanan tinggi semasa sintesis dan pempolimeran untuk mencapai kualiti PLA yang baik. Ia juga perlu ditegaskan bahawa penggunaan PLA adalah agak luas kerana ia diperbuat daripada sumber boleh diperbaharui yang merupakan keperluan yang semakin meningkat pada masa kini.

Adalah penting bagi jurutera dan pereka bentuk untuk mempelajari tentang proses membuat dan menukar PLA kepada plastik supaya mereka dapat menentukan tugas tertentu yang sesuai dan dalam had bahan berdasarkan ciri-cirinya, kesan alam sekitar dan keupayaan penguraian. .

Langkah Utama dalam Pengeluaran PLA

1. Penyediaan bahan suapan: Semuanya bermula dengan penyediaan bahan mentah di mana bahan mentah gula diekstrak daripada sumber yang boleh diperbaharui seperti jagung, tebu atau ubi kayu. Bahan suapan ini kemudiannya dihidrolisiskan untuk menukarkan bahan karbohidrat kompleks kepada gula ringkas.
2. Penapaian: Gula yang diekstrak lebih awal boleh berfungsi sebagai substrat untuk penapaian oleh mikroorganisma seperti bakteria atau yis. Semasa penapaian, mikroorganisma mula-mula menukar gula kepada asid laktik selepas melalui beberapa siri tindak balas kimia.
3. Penyucian: Asid laktik mentah yang diperoleh daripada peringkat penapaian dirawat kepada asid laktik halus dengan menyingkirkan kekotoran. Langkah-langkah proses penulenan ini termasuk penapisan, penyulingan, dan penghabluran pecahan untuk memulihkan asid laktik dengan ketulenan tinggi.
4. Pempolimeran: Apabila asid laktik mencapai tahap ketulenan yang diperlukan, ia tertakluk kepada pempolimeran. Dalam langkah ini, asid laktik yang dipanaskan dicampur dengan mangkin untuk mencetuskan tindak balas pempolimeran. Akibatnya, rantai asid polilaktik dengan rantai panjang molekul asid laktik terbentuk.
5. Pemintalan Lebur atau Pempolimeran Keadaan Pepejal: Bergantung pada bentuk PLA yang diperlukan, beberapa langkah mungkin diperlukan. Untuk mencipta filamen atau gentian, PLA cair dipaksa melalui muncung kecil dan kemudian disejukkan dengan cepat untuk ditetapkan. Juga pempolimeran keadaan pepejal boleh digunakan untuk memperbaiki sifat polimer.
6. Memotong dan Membentuk: Proses ini kini melibatkan pembahagian objek terbentuk PLA kepada bahagian atau bahagian yang lebih kecil yang secara relatifnya lebih mudah digunakan untuk operasi lain, dan bahagian yang lebih kecil ini boleh digunakan untuk membuat produk yang lebih luas dengan lebih kompleks. Ia membuatkan saya tertanya-tanya sama ada sebaliknya juga boleh dilakukan untuk operasi; namun, ia tidak begitu mungkin. Seseorang juga boleh mengubah bahagian yang terbentuk dengan proses tertentu seperti pengacuan suntikan atau penyemperitan, dan juga percetakan 3D.

Dengan pengetahuan tentang prosedur asas yang berkaitan dengan penghasilan PLA, lebih mudah bagi jurutera dan juga pereka bentuk untuk memilih sama ada untuk menggunakan PLA dalam kerjanya atau tidak.

Kesan Berat Molekul terhadap Kualiti PLA

Berat molekul Asid Laktik Polimerase ialah parameter penting kerana ia mentakrifkan saiz protein, jumlah isipadu dan konfigurasi rantai polimer. Oleh itu, ia mempunyai korelasi langsung dengan sifat mekanikal, haba dan pemprosesan polimer. Pada asasnya, terdapat hubungan langsung antara berat polimer dan kualiti atau sifat bahan.

Polimer berat tinggi menunjukkan kualiti yang lebih baik dalam kekuatan tegangan dan rintangan hentaman yang menjadikannya sesuai untuk situasi di mana PLA berat molekul tinggi adalah lebih baik kerana ia mempunyai kualiti prestasi yang lebih baik. Pemusnahan atau pengubahan polimer berat tinggi berlaku pada titik tegasan tinggi sekali gus meningkatkan keliatannya.

Polimer berat molekul rendah adalah sangat baik kerana kemudahan pemprosesannya dengan acuan suntikan dan pencetak 3d, ini disebabkan oleh kelikatannya yang rendah yang juga mendedahkannya kepada lebur yang lebih cepat dan dengan itu kinetik penghabluran polimer berat rendah telah diperhatikan dalam pelbagai model. .

Untuk mengelakkan sebarang kecacatan, keseimbangan yang tepat mesti dikekalkan sambil mengambil kira keperluan khusus aplikasi termasuk berat, jumlah daya yang diperlukan, dan akhirnya ambang kalis biasa. Pembolehubah yang berbeza digunakan semasa memproses rantai polimer berat rendah untuk memastikan pembaziran yang minimum.

Untuk menangani aplikasi tertentu dengan berkesan, adalah penting untuk mengambil kira berat molekul PLA dalam gred pemilihan yang berkaitan.

Apakah Sifat Fizikal PLA?

Sifat Mekanikal Bahan PLA

Kerana ciri-ciri luar biasa sifat mekanikal PLA, asid polylactic, ia mempunyai potensi yang baik untuk digunakan dalam kejuruteraan. PLA mempunyai kekukuhan yang baik yang membolehkan bahan mengekalkan bentuknya apabila beban dikenakan. Juga, kekuatan tegangannya yang ketara menunjukkan ia mampu menahan patah apabila daya tarikan dikenakan. Tambahan pula, memandangkan PLA mempunyai pemanjangan yang rendah semasa putus, ia akan meregang sedikit sahaja sebelum putus. Ciri-ciri mekanikal ini menjadikan PLA sesuai untuk aplikasi yang melibatkan komponen struktur, contohnya, pembungkusan, barangan pengguna, serta peralatan perubatan. Selain itu, PLA juga boleh diperbaiki dalam sifat mekanikalnya melalui pengadunan dengan polimer lain atau tetulang gentian.

Memeriksa PLA sebagai Polimer Terbiodegradasi

Asid Polilaktik (PLA) ialah polimer sumber biologi yang diperbuat daripada sumber boleh diperbaharui seperti tepung jagung atau tebu, yang menjadikannya mesra alam. Oleh kerana daya maju ekologinya serta keupayaan untuk digunakan dalam pelbagai aplikasi, ia telah melihat banyak populariti dan penggunaan. PLA terdiri daripada kekakuan mekanikal yang agak baik, kekuatan tegangan, dan pemanjangan yang tinggi semasa putus, semuanya adalah kritikal apabila mempertimbangkan pelbagai aplikasi kejuruteraan. Polimer mempunyai sifat sokongan sendiri berkenaan dengan beban kerja dan boleh dikenakan daya tegangan tanpa patah. Polimer ini boleh digunakan dalam kawasan yang termasuk tetapi tidak terhad kepada pembungkusan, barangan pengguna, peranti perubatan, dan juga kejuruteraan tisu tulang. Sifat mekanikalnya boleh diubah suai lagi dengan pengukuhan gentian atau pengadunan dengan polimer lain. Oleh kerana kebolehbiodegradan dan sifat mekanikal yang agak baik, PLA boleh menjadi calon yang baik untuk bahan kejuruteraan yang mampan dan berfungsi pada masa hadapan.

Apakah Jenis PLA yang Tersedia?

Gambaran Keseluruhan PLA Bercabang dan Aplikasinya

PLA bercabang (Polylactic Acid) ialah enzim yang dicipta daripada Polylactic Acid yang memastikan beberapa sifat dan ciri khusus. Ia diperoleh melalui penambahan agen cawangan semasa proses pempolimeran berlaku. Hasilnya adalah helai polimer kompleks. Cawangan ini meningkatkan sifat mekanikal PLA yang membolehkan ia digunakan dalam spektrum industri yang luas.

Struktur bercabang dalam PLA adalah lebih keras dan mempunyai rintangan hentaman yang lebih baik, tidak seperti PLA, yang mempunyai struktur linear. Ini menjadikannya amat berguna di kawasan di mana kekuatan dan daya tahan paling penting diperlukan. PLA bercabang digunakan dalam kereta, aeroangkasa, dan elektronik, malah dalam sektor barangan pengguna. Kualiti yang dipertingkatkan membolehkan penggunaannya sebagai bahan untuk komponen kejuruteraan dan bahan pembungkusan serta bahagian struktur di tempat di mana ini terpakai.

Dalam kes PLA, pengadunan bergantung pada sifat yang diingini: kandungan, tahap dan lokasi tapak pengadunan. Dengan mengubah ketumpatan cawangan dan berat molekul, mekanikal PLA bercabang boleh dipertingkatkan ke arah aplikasi tertentu.

Kesimpulannya, PLA bercabang adalah jawapan yang berdaya maju dan ekologi kepada cabaran kejuruteraan masa hadapan. PLA bercabang adalah serba boleh dan mempunyai kualiti yang lebih diingini serta keliatan dan ketahanan yang lebih baik. Ia menunjukkan prospek dalam pelbagai industri, meningkatkan permintaan terhadap bahan mampan dalam kawasan berorientasikan kejuruteraan.

Membandingkan Filamen PLA berbanding PLA yang dicetak 3D

Untuk menghargai penggunaan PLA dalam kejuruteraan, adalah penting untuk mengambil perhatian perbezaan antara filamen PLA dan PLA yang telah dicetak 3D. Perhatikan perkara berikut:

1. Kandungan:Sebagai filamen pencetakan 3d, filamen PLA ialah bahan paling asas yang digunakan untuk pencetakan 3d, dengan kata lain bahan mentah yang biasanya dijual dalam gelendong atau gulungan. Konstituennya adalah resin PLA tulen manakala cetakan PLA 3D bermaksud produk dalam objek atau bahagian yang telah melalui cetakan melalui penggunaan filamen tertentu.
2. Proses Pembuatan: Dalam penyemperitan proses, di mana resin PLA dipanaskan dan kemudian dipaksa melalui orifis kecil, filamen PLA dibuat. Sebaliknya, PLA Bercetak 3D dibuat dengan mencairkan filamen PLA dan kemudian menyusun filamen cair di atas satu sama lain untuk membuat objek lengkap menggunakan pencetak 3D.
3. Ketepatan dan Ketepatan: Walaupun PLA bercetak 3D masih tertakluk kepada variasi kerana tetapan reka bentuk dan pencetak, ia adalah lebih baik untuk reka bentuk yang lebih rumit kerana ia dibina lapisan demi lapisan. Walau bagaimanapun, ini masih menjejaskan objek 3 dimensi terakhir.
4. Pasca Pemprosesan dan Penamat: Teknik purba yang paling biasa untuk menghias PLA adalah melalui pengamplasan, penggilapan dan lukisan. Bergantung pada reka bentuk, objek PLA bercetak 3D juga mungkin memerlukan lebih sedikit pasca pemprosesan untuk mendapatkan tekstur kemasan permukaan yang diingini, atau untuk menghilangkan sebarang struktur sokongan yang mungkin diperlukan semasa pencetakan.
5. Aplikasi dan Kerumitan: Kerana kemudahan dan keberkesanannya, PLA mungkin salah satu filamen yang paling biasa digunakan dalam pelbagai bentuk percetakan 3D, sama ada prototaip besar-besaran, kerja hobi atau pengeluaran berskala kecil. Aplikasi PLA bercetak 3D adalah serba boleh seperti pendahulunya yang dicetak dalam bahan lain, seperti dalam prototaip berfungsi, mencipta model seni bina, kepada struktur ringan.
6. Kekuatan dan Sifat Mekanikal: Sifat mekanikal antara filamen PLA dan PLA cetakan 3D adalah serupa, oleh itu pencetakan 3D tanpa mengira proses harus menghasilkan ciri mekanikal yang serupa. Sebaliknya pencetakan 3D mungkin membawa kepada kekuatan yang sedikit berbeza dan mencapai prestasi yang diingini kerana faktor seperti kualiti penentukuran pencetak dan kekuatan berdasarkan lekatan lapisan bercetak memainkan peranan penting.

Oleh itu, cara filamen PLA dan PLA bercetak 3D berbeza membantu jurutera dan pengeluar sama-sama memilih bentuk yang lebih sesuai untuk tugas mekanikal mereka.

Mengapa Pertimbangkan PLA untuk Aplikasi Kejuruteraan?

Meneroka Aplikasi Asid Polilaktik

Disebabkan ciri-ciri dan kebolehsuaiannya yang luar biasa, Asid Polilaktik (PLA) mempunyai pelbagai aplikasi dalam beberapa disiplin kejuruteraan yang berbeza. Contoh aplikasi PLA ialah:

1. Prototaip: Dalam projek kejuruteraan, semua jenis peranti prototaip boleh dicetak menggunakan filamen PLA kerana ketersediaannya dan kos yang rendah. Terima kasih kepada kos rendah dan penggunaannya yang mudah, Ia adalah mungkin untuk menjalankan beberapa lelaran reka bentuk yang sama dan juga mendapatkannya disahkan.
2. Model Seni Bina: Projek APLA adalah pilihan popular, kata majoriti arkitek dan kontraktor; Alat bentuk APLA didayakan pada pelbagai skala sambil meminimumkan herotan dalam model siap. Kerja yang halus dan rumit adalah berulang dan rumit, yang paling baik digambarkan melalui teknologi percetakan tiga dimensi.
3. Prototaip Fungsian: Oleh itu, PLA menawarkan potensi untuk mencipta prototaip sebenar yang boleh diletakkan melalui penilaian kritikal. Tambahan pula, ciri-ciri PLA seperti kekuatan dan ketegaran membolehkan ia digunakan untuk menguji keberkesanan bahagian yang dimaksudkan untuk kegunaan praktikal.
4. Komponen ringan: Salah satu titik jualan utama polimer PLA ialah strukturnya yang ringan, ini akan menjadikan polimer dan kompositnya berkesan dalam mengurangkan berat komponen seperti dalam kes aplikasi aeroangkasa dan automotif.

Walau bagaimanapun, penggunaan khusus polimer ini mesti mengambil kira faktor lain seperti persekitaran aplikasi yang dimaksudkan, sifat mekanikal yang diperlukan, dan sebarang kekangan bahan khusus mengenai penggunaan. Pengujian dan penilaian PLA adalah penting untuk menilai keberkesanan prestasi PLA dalam aplikasi kejuruteraan yang berbeza.

Kelebihan Berbanding Plastik Terbiodegradasi Lain

PLA (asid polilaktik) mempunyai ciri tersendiri yang membezakannya daripada plastik terbiodegradasi lain, seperti ditunjukkan di bawah:

1. Keupayaan biodegradasi: Terdapat kurang pergantungan kepada bahan api fosil kerana kepupusan alam sekitar berkurangan disebabkan oleh PLA yang datang daripada sumber boleh diperbaharui seperti tepung jagung atau tebu.
2. Keperluan rendah untuk Perniagaan: Memandangkan PLA boleh disemperit, dibentuk atau dicetak 3D, ia mempunyai pelbagai aplikasi yang luas.
3. Keserasian: Oleh kerana PLA diterima dengan baik oleh tubuh manusia, ia merupakan pilihan yang bagus untuk sistem penghantaran ubat dan perancah kejuruteraan tisu.
4. Penambahbaikan Harta: Terdapat banyak peluang untuk PLA diubah suai dan dipertingkatkan supaya ia boleh dihasilkan untuk kegunaan khusus, yang boleh memenuhi banyak industri.
5. Atribut Memuaskan: Kerana kekuatan tegangan dan bahan kekakuan yang dimiliki oleh PLA, ia sesuai untuk pelbagai aplikasi.
6. Faedah Alam Sekitar: Oleh kerana kesan rendah PLA terhadap alam sekitar kerana ia boleh terbiodegradasi dan terurai kepada air dan karbon dioksida, penggunaan plastik tradisional boleh dikurangkan dengan ketara.

Faedah sedemikian, menjadikan PLA sebagai salah satu bahan yang menjanjikan untuk pelbagai aplikasi di mana prestasi, keprihatinan alam sekitar, serta aspek reka bentuk digabungkan.

Penggunaan PLA dalam Kejuruteraan Tisu Tulang

Oleh kerana ciri-ciri yang menggalakkan dan biokompatibiliti, PLA (Asid Polilaktik) telah digunakan secara meluas dalam kejuruteraan tisu tulang juga. Dalam kejuruteraan tisu tulang, PLA digunakan untuk membina perancah komposit yang mereplikasi geometri tulang dan membekalkan sokongan mekanikal kepada sel sambil menggalakkan perlekatan dan percambahannya ke seluruh tisu. Pekerja telah melaporkan penemuan yang menjanjikan dalam penggunaan perancah PLA mereka untuk meningkatkan penjanaan semula dan penyepaduan tulang.

Melalui sifat berliangnya, perancah PLA membenarkan kemasukan nutrien dan oksigen ke dalam sel sambil membolehkan aliran keluar sisa metabolik, yang membantu dalam percambahan sel dan pembentukan tisu. PLA sebagai bahan mempunyai kekuatan tegangan dan kekakuan yang hebat, yang menjadikannya sesuai dengan kedudukan menanggung beban dalam kejuruteraan tisu tulang. Ini bermakna apabila penyembuhan tulang berlaku, sokongan biokomposit PLA boleh diharap, yang seterusnya akan larut apabila sel tulang baru berkembang.

Lebih-lebih lagi, PLA tidak memerlukan pembedahan pembuangan perancah selepas pembedahan, yang menjadikannya bahan terbiodegradasi dan bermanfaat untuk prosedur pembedahan pembaikan tulang. Rangsangan perkembangan tulang baru berlaku apabila perancah PLA larut menjadi bahan bukan invasif yang membantu dalam penyepaduan lengkap.

Penggunaan PLA dalam kejuruteraan tisu tulang secara keseluruhan nampaknya merupakan pilihan yang baik dari segi meningkatkan pertumbuhan semula tulang dan rawatan kecacatan tulang. Keserasian biologi, ciri mekanik dan kebolehbiodegradasiannya menjadikannya bahan yang sesuai untuk fabrikasi perancah yang mampu mengekalkan pertumbuhan dalam tulang baru sambil diserap semula oleh tulang semula jadi badan dari semasa ke semasa.

Soalan Lazim (Soalan Lazim)

S: Apakah sebenarnya PLA, dan apakah proses penggubalannya?

A: PLA ialah singkatan bagi asid polylactic. Ia berasal daripada penapaian kanji tumbuhan, dan membentuk bahan plastik terbiodegradasi. Pada asasnya, ia boleh dirumuskan dengan menggunakan laktat atau asid laktik dan mempolimerkannya bersama-sama. PLA disintesis dengan cara pempolimeran asid laktik, atau laktat, melibatkan pempolimeran pembukaan gelang laktat atau pemeluwapan asid laktik.

S: Apakah beberapa sifat mekanikal dan fizikal PLA yang paling penting?

A: Asid polilaktik mempunyai bentuk yang kekuatan dan kekakuannya tidak teruk, takat leburnya agak rendah jika dibandingkan dengan sejumlah besar plastik lain. Ketelusannya, apabila digunakan dalam penghasilan bahan seperti filem PLA, percetakan 3D objek PLA dan banyak produk berasaskan PLA lain juga agak bagus.

S: Di manakah penggunaan PLA bermula dalam percetakan 3D?

J: Penggunaan PLA dalam percetakan 3D adalah perkara biasa, dan ini disebabkan oleh kemudahan penggunaan dan kualiti cetakan yang diperolehi. PLA yang digunakan untuk percetakan 3D menghasilkan model kualiti yang baik dan kemasan permukaan. Fleksibiliti PLA membolehkannya digunakan untuk pelbagai aplikasi seperti prototaip, projek pendidikan, antara lain.

S: Apakah beberapa sifat reologi PLA?

A: Tingkah laku aliran PLA pada tahap tegasan ricih yang berbeza pada pelbagai suhu adalah salah satu sifat reologinya. Ini sangat penting untuk pemprosesan pembuatan melalui penyemperitan dan pengacuan suntikan. Sifat-sifat ini perlu diubah untuk memenuhi keperluan proses pembuatan PLA.

S: Sektor manakah yang menggunakan filem PLA?

J: Kerana kebolehkomposan dan kebolehbiodegradasiannya, filem PLA boleh digunakan dalam bekas, label dan pembungkusan. Oleh itu, ia bertindak sebagai pengganti yang sesuai untuk plastik konvensional yang diperoleh daripada petroleum.

S: Adakah terdapat sebarang teknik yang boleh meningkatkan ciri-ciri PLA?

A: Ciri-ciri polimer boleh dipertingkatkan dengan mengadun polimer dengan bahan lain untuk membentuk adunan PLA. Kaedah ini boleh meningkatkan kekuatan, fleksibiliti, dan keupayaan rintangan haba PLA sekali gus meluaskan skop penggunaannya.

S: Bagaimanakah sebenarnya PLA larut, dan apakah aspek yang membantu dalam biodegradasinya?

J: Biodegradasi PLA termasuk hidrolisis bahan polimer yang seterusnya mengurangkan berat molekulnya. Faktor-faktor seperti suhu, kelembapan dan jumlah mikroorganisma dalam persekitaran mempunyai pengaruh ke atas degradasi PLA.

S: Apakah sumbangan asid laktik dalam sintesis PLA?

A: PLA melibatkan asid laktik dalam sintesisnya. Molekul yang diperlukan untuk penapaian asid laktik boleh didapati daripada bahan boleh diperbaharui yang boleh membantu membantu pempolimeran yang diperlukan untuk mencipta bahan tersebut.

S: Adakah terdapat kawasan perindustrian di mana PLA boleh digunakan?

J: Ya, PLA boleh digunakan dalam pelbagai industri berkat kelebihan ekologi serta ciri bahannya. Ia digunakan dalam pembuatan alat ganti automotif, elektronik dan peranti perubatan, memaksimumkan sifat dan mesra alam bahannya.

S: Apakah langkah yang boleh diambil untuk meningkatkan ciri permukaan PLA?

A: Apakah kaedah salutan dan lekatan yang digunakan untuk aplikasi plasma? Untuk menambah baik ciri permukaan PLA, penggunaan salutan atau aditif dan rawatan permukaan dengan bahan kimia atau plasma boleh digunakan. Teknik ini digunakan untuk meningkatkan lekatan, kebolehcetakan, dan daya tarikan produk akhir.

Sumber Rujukan

1. Kajian Perbandingan tentang rintangan hentaman dua Plastik Kuasa Cetakan 3D: Menentukan Kesan Parameter Dimensi pada Kesan Tornado Muncung Pelancar yang Dijanakan oleh Pendorongan Roket yang Ditembakkan daripada Mana-mana Penyelidikan Angkasa Antara Bintang. 

• Authors: DG Zisopol dan lain-lain
• Tarikh penerbitan: 02 Jun 2023
• Penemuan Utama: Penyelidikan ini menganalisis ciri impak dua polimer, iaitu PLA dan ABS, dalam bahagian Bercetak 3D. Kajian ini juga menyiasat kesan ketebalan lapisan dan peratusan isian terhadap sifat mekanikal seperti keliatan. Telah didapati bahawa rintangan hentaman PLA boleh diubah oleh faktor-faktor ini dengan itu mencadangkannya sebagai bahan kejuruteraan calon yang mungkin dalam keadaan tertentu.
• Kaedah: Atas sebab ini, ujian impak Charpy telah dilakukan pada bahagian bercetak 3D yang diperbuat daripada PLA dan ABS yang dicetak dengan ketinggian lapisan berbeza 0.10, 0.15, 0.20 mm dan peratusan isian berbeza sebanyak 50,75 dan100% (Zisopol et al, 2023).

2. Struktur Mikro dan Sifat Komposit Bergred PLA/WFPC Tulen: Difabrikasi menggunakan FDM dengan filamen PA6 Diperkukuh oleh Gentian Tenunan. 

• Authors: D. Veeman dan lain-lain.
• Tarikh Diterbitkan: 27 Julai 2023
• Mata Utama: Penyelidikan tertumpu pada sifat mekanikal bahan bergred berterusan PLA dan komposit polimer gentian kayu (WFPC). Telah ditunjukkan bahawa bahan komposit yang dihasilkan menunjukkan kekuatan tegangan dan tenaga hentaman yang tinggi dan bahawa bahan komposit ini sesuai untuk tujuan kejuruteraan kerana PLA boleh digunakan dengan jayanya dalam bahan komposit.
• Reka Bentuk Penyelidikan: Kajian penyelidikan ini bekerja dengan komposit PLA/WFPC dan menguji sifat mekanikalnya, seperti kekuatan tegangan, mampatan dan lentur serta tenaga hentaman (Veeman et al., 2023).

3. Analisis Kekuatan Tegangan PLA dalam Pencetakan 3d – Kekuatan Yang Terdapat dalam Lapisan

• Pengarang K.Gunasekaran
• Tarikh penerbitan: 31st Julai 2023
• Penemuan Utama: Kajian ini memberi tumpuan kepada mengkaji kesan parameter terpilih semasa cetakan tiga dimensi ke atas kekuatan tegangan yang diperolehi PLA. Ia membuat kesimpulan bahawa ketebalan lapisan adalah salah satu penentu utama dalam kekuatan tegangan produk PLA yang mengkategorikannya sebagai plastik kejuruteraan jika digunakan secara optimum.
• Kaedah: Teknik reka bentuk eksperimen (JAS) telah dilaksanakan dalam skop kerja ini untuk menyiasat kesan parameter percetakan tertentu terhadap kekuatan tegangan sampel PLA (Gunasekaran, 2023).

4. Menggunakan Ujian Bulge dan 3D-DIC untuk Pencirian Dwi-Paksi Filem PLA dan Pengesanan Kecacatan

• Authors: F. Kharrat et al.
• Tarikh penerbitan: 10th Ogos 2023
• Penemuan Utama: Melalui ujian Bulge dan korelasi imej digital 3D (3D-DIC), filem PLA yang telah dibentuk telah dinilai untuk kelakuan mekanikalnya melalui peranti. Ini amat berguna untuk menilai bonjolan sebagai prestasi mekanikal di mana sifat lain seperti sudut tertentu diperlukan untuk menyokong pengkategorian lanjut PLA sebagai plastik kejuruteraan.
• Kaedah: Ujian bulge telah dijalankan pada satu siri filem PLA dan akhirnya 3D-DIC telah digunakan untuk mengimbas medan terikan dan mengenal pasti kecacatan yang ada. (Kharrat et al 2023 ms 447-469).

5. Pengaruh Kitar Semula terhadap Sifat Mekanikal Berulang Asid Polilaktik dan Komposit Ampas Kopi PLA/Spent sebagai Filamen Pencetakan 3D

• Authors: Oumaima Boughanmi et al.
• Tarikh penerbitan: Ogos 29, 2024
• Penemuan Utama: Penyelidikan ini menyiasat peranan kitar semula terhadap tingkah laku mekanikal PLA dan kompositnya. Telah ditubuhkan bahawa walaupun beberapa sifat mekanikal hilang disebabkan oleh proses kitar semula, prestasi bahan gabungan dengan serbuk kopi bekas boleh dipertingkatkan, menunjukkan bahawa pengubahsuaian PLA berfungsi ke arah pengurangan kesan alam sekitar tanpa kehilangan prestasi yang ketara.
• Kaedah: Pencirian tegangan dan mekanikal bagi komposit PLA dan PLA kitar semula telah dilakukan, mentakrifkan kesan beberapa kitaran kitar semula ke atas sifat bahan (Boughanmi et al., 2024).

6. Plastik

7. Asid Polylactic