pengenalan
Asid polilaktik (PLA), sebagai plastik terbiodegradasi, telah digunakan secara meluas dalam bidang pembungkusan pakai buang dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Diperolehi daripada sumber yang boleh diperbaharui seperti kanji jagung dan ampas tebu, ia mempamerkan biokompatibiliti dan kebolehbiodegradasian yang sangat baik, mereput menjadi karbon dioksida dan air dalam masa beberapa bulan di bawah keadaan pengkomposan industri. Walau bagaimanapun, prestasi suhu-rendah ialah had utama untuk aplikasi PLA. Suhu peralihan kacanya (Tg) biasanya 55-65 darjah (nilai biasa sekitar 60 darjah ). Di bawah suhu ini, mobiliti rantai molekul berkurangan dengan mendadak, dan bahan menjadi lebih keras dan rapuh, terutamanya berhampiran Tg, menjejaskan prestasi suhu rendahnya dengan ketara.
Penyelidikan semasa tentang prestasi suhu-rendah PLA tertumpu terutamanya pada pengubahsuaian bahan dan analisis teori. Data menunjukkan bahawa PLA tulen terdedah kepada kerosakkan pada suhu rendah, dengan penurunan ketara dalam sifat mekanikal. Di bawah -60 darjah, kekuatan lenturan dan kekuatan hentaman jatuh dengan mendadak, dan di bawah -80 darjah, kekuatan lenturan malah mencapai sifar, manakala modulus elastik berkurangan dengan ketara. Walau bagaimanapun, data ujian khusus untuk PLA pakai buang biasacawan plastik jernihpada suhu rendah yang biasa digunakan (-20 darjah ) masih kurang. Kajian ini menjalankan ujian amali dan analisis terhadap aspek ini.
I. Ciri-ciri Bahan dan Sampel Ujian
1.1 Ciri-ciri Asas Bahan PLA
PLA ialah polimer separa-hablur dengan struktur molekul dan sifat fizikal yang unik. Menurut kesusasteraan, poli-L-asid laktik mempunyai kehabluran kira-kira 37%, Tg kira-kira 65 darjah , takat lebur 180 darjah , modulus tegangan 3-4 GPa dan modulus lentur 4-5 GPa. Ciri-ciri ini menentukan prestasi suhu rendahnya: pada suhu bilik, ia berada dalam keadaan berkaca, dengan takat lebur 150-160 darjah, tetapi suhu penggunaan jangka panjang tidak boleh melebihi 80 darjah, jika tidak, ia terdedah kepada pelembutan dan degradasi; pada suhu rendah, pergerakan rantai molekul dihadkan, menunjukkan kerapuhan yang ketara, menjadi rapuh dan mudah pecah di bawah 0 darjah .
1.2 Spesifikasi dan Ciri-ciri cawan jernih plastik PLA Pakai Piawai
Penyelidikan pasaran menunjukkan bahawa spesifikasi tipikal PLA pakai buang standardcawan plastik jernihadalah seperti berikut:
| Kapasiti (oz/ml) | Diameter Atas (mm) | Diameter Bawah (mm) | Tinggi (mm) | Berat (g) | guna |
|---|---|---|---|---|---|
| 5oz (150ml) | 74 | 45 | 69 | 4.8 | Minuman sejuk |
| 6oz (180ml) | 74 | 45 | 80 | 4.8 | Minuman sejuk |
| 8oz (240ml) | 78 | 45 | 86 | 5.2 | Minuman sejuk |
| 12oz (360ml) | 89 | 57 | 108 | 8.5-9.3 | Minuman sejuk |
| 16oz (480ml) | 89 | 57 | - | 10 | Minuman sejuk |
Kajian ini memilih cawan lutsinar PLA 12oz (360ml) yang biasa didapati sebagai sampel ujian. Ia mempunyai berat 8.5-9.3g, dihasilkan menggunakan pengacuan suntikan dan mempunyai dinding nipis, selaras dengan-pengurangan kos dan ciri reka bentuk penjimatan bahan bagi cawan jernih plastik pakai buang.
1.3 Perbandingan Prestasi dengan Bahan Plastik Tradisional
| Jenis Bahan | Julat Suhu | Rendah-Ciri Prestasi Suhu | Kekuatan Tegangan (MPa) | Pemanjangan pada Rehat (%) | Modulus Lentur (GPa) |
|---|---|---|---|---|---|
| PLA | 45-50 darjah | Rapuh pada suhu rendah | 48-145 | 2.5-100 | 3.7-3.8 |
| PET | -40 darjah hingga 60-70 darjah | Menjadi rapuh pada suhu rendah, Tg≈70 darjah | 57 | - | - |
| PP | -40 darjah hingga 100 darjah | Mengekalkan keliatan yang baik pada suhu rendah | 41-100 | 3.0-80 | - |
| CPET | -40 darjah hingga 220 darjah | Prestasi suhu tinggi dan rendah{0}}cemerlang | - | - | - |
Seperti yang dapat dilihat daripada jadual, rintangan suhu PLA jauh lebih rendah daripada plastik tradisional: walaupun PET juga menjadi rapuh pada suhu rendah, prestasinya secara relatifnya lebih baik pada -20 darjah ; PP mempunyai julat suhu terluas, dengan prestasi yang stabil dari -40 darjah hingga 100 darjah; CPET mempunyai prestasi suhu tinggi dan rendah yang terbaik. Dari segi sifat mekanikal, PLA mempunyai pelbagai kekuatan tegangan, tetapi pemanjangan semasa putus adalah lebih rendah daripada PP, menunjukkan keliatan yang agak tidak mencukupi.
II. Reka Bentuk Kaedah Ujian
2.1 Standard Ujian Standard
Kajian ini mengikut piawaian antarabangsa, terutamanya merujuk:
- ASTM D746-20 "Kaedah Ujian Standard untuk Suhu Kerapuhan Plastik dan Elastomer Mengikut Kesan": Menentukan kaedah untuk menentukan suhu patah rapuh plastik di bawah keadaan hentaman tertentu, mentakrifkan suhu di mana 50% sampel mungkin gagal.
- ISO 974:2000 "Plastik - Penentuan suhu kerapuhan hentaman": Untuk plastik yang tidak tegar pada suhu bilik, teknik statistik digunakan untuk mengukur suhu patah rapuh.
- ASTM D618 "Amalan Piawai untuk Penghawa dingin Plastik untuk Pengujian": Menentukan prosedur dan syarat penyaman untuk plastik sebelum ujian, memastikan kebolehpercayaan dan kebolehbandingan keputusan.
-
2.2 Prarawatan Sampel dan Penyaman Persekitaran
Menurut piawaian ASTM D618, sampel ujian memerlukan prarawatan piawai sebelum-ujian suhu rendah:
- Pembersihan Sampel:Bersihkan permukaan sampel dengan detergen lembut dan air ternyahion untuk menghilangkan kotoran minyak, habuk dan bahan cemar lain. Selepas pembersihan, keringkan permukaan dengan kain bersih dan lembut untuk memastikan ia kering dan bersih.
- Pengkondisian:Letakkan sampel dalam persekitaran makmal standard pada suhu 23±2 darjah dan kelembapan relatif 50±5% selama sekurang-kurangnya 48 jam untuk memastikan sampel mencapai keadaan awal yang stabil.
- Pengukuran Awal:Selepas prarawatan, ukur dimensi utama seperti diameter bukaan cawan, diameter bahagian bawah cawan, ketinggian dan ketebalan dinding menggunakan alat ketepatan seperti mikrometer dan angkup, dan rekod data awal.
2.3 Peralatan Ujian dan Kawalan Persekitaran
Peralatan utama yang digunakan dalam kajian ini adalah seperti berikut:
- Rendah-Penyejuk beku: Penyimpanan suhu rendah -20 darjah profesional dengan ketepatan kawalan suhu ±0.5 darjah dan keseragaman ±2.0 darjah .
- Sistem Pemantauan Suhu: Penderia suhu PT100 (ketepatan ±0.1 darjah ) digunakan untuk memantau suhu sampel dalam masa nyata.
- Alat Pengukuran: -Mikrometer berketepatan tinggi (ketepatan 0.01mm), angkup vernier (ketepatan 0.02mm) dan neraca elektronik (ketepatan 0.01g).
- Peralatan Pemeriksaan Optik: Mikroskop digital{0}}resolusi tinggi dan interferometer cahaya putih untuk cerapan retakan permukaan.
2.4 Tetapan Parameter Ujian
Berdasarkan keperluan standard dan keperluan aplikasi sebenar, parameter ujian ditetapkan seperti berikut:
| Keadaan Ujian | Tetapan Parameter | Teguran |
|---|---|---|
| Ujian Suhu | -20±1 darjah | Sasaran suhu beku |
| Masa Ujian-jangka pendek | 1 jam, 2 jam | Dua titik masa |
| Masa Ujian jangka-panjang | 24 jam, 48 jam, 72 jam | Tiga mata masa |
| Kuantiti Sampel | 10 sampel selari setiap kumpulan | Memastikan kebolehpercayaan statistik |
| Masa Keseimbangan Suhu | Sekurang-kurangnya 1 jam | Memastikan kestabilan suhu sampel |
2.5 Reka Bentuk Prosedur Ujian
Ujian dijalankan secara berkelompok, dengan 10 sampel selari diuji pada setiap titik masa. Langkah-langkah khusus adalah seperti berikut:
Penyediaan Sampel: Sampel pra{0}}dibahagikan secara rawak kepada 5 kumpulan (10 sampel setiap kumpulan). Satu kumpulan berfungsi sebagai kumpulan kawalan (tidak beku), dan baki empat kumpulan digunakan untuk ujian pembekuan 1 jam, 2 jam, 24 jam dan 72 jam, masing-masing.
Penilaian Prestasi Permulaan: Sampel kumpulan kawalan menjalani pemeriksaan visual, ukuran dimensi, ukuran berat dan ujian kekerasan untuk mewujudkan data garis dasar.
Ujian Pembekuan: Sampel ujian diletakkan di dalam peti sejuk -20 darjah. Selepas menunggu sekurang-kurangnya 1 jam untuk memastikan keseimbangan suhu, sampel dikeluarkan pada masa yang telah ditetapkan, dan prestasinya dinilai serta-merta untuk mengelakkan lantunan suhu menjejaskan keputusan.
Penilaian Prestasi: Ini termasuk pemeriksaan visual (retak, ubah bentuk), ukuran dimensi (perubahan dalam dimensi utama), ukuran berat, ujian kekerasan dan pengesanan retak (pemerhatian mikroskopik panjang retak, kedalaman dan taburan).
Analisis Data: Analisis statistik dilakukan ke atas data ujian, mengira parameter seperti min dan sisihan piawai untuk menilai kebolehpercayaan keputusan.
III. Standard Penilaian Prestasi
3.1 Standard Penilaian Kerapuhan
3.1.1 Piawaian Pengelasan Panjang Retak
| Tahap Retak | Julat Panjang | Keterukan | Kriteria Penghakiman |
|---|---|---|---|
| Retak Kecil | Kurang daripada atau sama dengan 2mm | Sedikit | Tidak menjejaskan fungsi |
| Retak Pendek | 2-5mm | Sederhana | Menjejaskan estetika tetapi tidak berfungsi |
| Retak Sederhana | 5-10mm | Teruk | Mempengaruhi fungsi |
| Retak Panjang | >10mm | Sangat Teruk | Membawa kepada kegagalan struktur |
3.1.2 Penilaian Ketumpatan Retak
Ketumpatan retak=Jumlah panjang retak / Luas permukaan sampel. Ketumpatan cawangan retak dan ciri pengedaran juga direkodkan dan dinilai mengikut standard GB/T13298-2015.
3.1.3 Penilaian Suhu kerapuhan
Menurut piawaian ASTM D746 dan ISO 974, suhu kerapuhan merujuk kepada suhu di mana 50% sampel mengalami keretakan rapuh di bawah keadaan hentaman tertentu. Walaupun kajian ini memberi tumpuan kepada -20 darjah, ujian tambahan telah dijalankan untuk menentukan julat suhu kerapuhan cawan jernih plastik PLA..
3.2 Piawaian Penilaian Ubah Bentuk
3.2.1 Kadar Perubahan Dimensi Linear
Kadar perubahan linear (%)=(Dimensi selepas rawatan - Dimensi awal) / Dimensi awal × 100%. Ukuran utama termasuk perubahan dalam diameter mulut cawan, diameter bawah cawan, ketinggian dan ketebalan dinding.
3.2.2 Pekali Ubah Bentuk
Warpage: Ukur sisihan kerataan mulut dan bahagian bawah cawan. Sisihan maksimum yang dibenarkan ialah 0.5 mm, dengan ralat kerataan satah rujukan sebanyak<0.05 mm.
Sisihan kebulatan: Ukur perubahan kebulatan cawan pada ketinggian yang berbeza menggunakan alat pengukur kebulatan.
Sisihan keserenjangan: Ukur perubahan keserenjangan antara paksi cawan dan permukaan bawah.
3.2.3 Kadar Perubahan Isipadu
Kadar perubahan volum (%)=(Volume selepas rawatan - Volum awal) / Volum awal × 100%. Isipadu diukur dengan kaedah pengisian air, menggunakan silinder penyukat ketepatan untuk mengukur isipadu air yang diisi.
3.2.4 Perubahan Keseragaman Ketebalan Dinding
Ukur ketebalan dinding di mulut cawan, bahagian tengah badan cawan dan bahagian bawah (4 arah di setiap lokasi) menggunakan mikrometer. Kira sisihan piawai dan pekali variasi untuk menilai perubahan keseragaman.
3.3 Gred Penilaian Prestasi Komprehensif
| Gred | Tahap kerapuhan | Tahap Ubah Bentuk | Syor Penggunaan |
|---|---|---|---|
| Cemerlang | Tiada retak | Ubah bentuk<1% | Sesuai untuk kegunaan biasa |
| bagus | Retak sedikit (<2mm) | Ubah bentuk 1-3% | Gunakan dengan berhati-hati |
| Adil | Retak pendek (2-5mm) | Ubah bentuk 3-5% | Tidak disyorkan untuk-penggunaan jangka panjang |
| miskin | Medium-long cracks (>5mm) | Deformation >5% | Tidak sesuai digunakan |
| Sangat Miskin | retak teruk | Ubah bentuk yang teruk | Kegagalan sepenuhnya |
IV. Keputusan dan Analisis Ujian
4.1 Keputusan Ujian Pembekuan Jangka Pendek- (1-2 jam)
Ujian jangka pendek-menunjukkan bahawa cawan jernih plastik PLA mempamerkan kerapuhan suhu-rendah yang ketara pada -20 darjah . Data khusus adalah seperti berikut:
| Masa Ujian | Nombor Sampel | Keadaan Retak | Panjang Retak Maksimum (mm) | Purata Ketumpatan Retak (mm/cm²) | Perubahan Diameter Mulut Cawan (%) | Perubahan Ketinggian (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 jam | 1-5 | Retak sikit | 1.2-1.6 | 0.15-0.20 | -0.6 hingga -0.9 | -0.3 hingga -0.6 |
| Purata 1 jam | - | Retak sikit | 1.4±0.1 | 0.17±0.02 | -0.76±0.1 | -0.46±0.1 |
| 2 jam | 6-10 | Retak pendek/Retak sedikit | 1.8-2.4 | 0.22-0.30 | -1.0 hingga -1.3 | -0.6 hingga -0.9 |
| Purata 2 jam | - | Retak pendek | 2.2±0.2 | 0.28±0.03 | -1.16±0.1 | -0.76±0.1 |
Selepas 1 jam pembekuan, sedikit retakan muncul dalam semua sampel. Keretakan ini kebanyakannya diedarkan di sepanjang rim cawan, di kawasan kepekatan tegasan badan cawan, dan di persimpangan bahagian bawah dan dinding sisi, dengan taburan yang agak berselerak. Selepas 2 jam pembekuan, retakan bertambah teruk, dengan retakan pendek muncul dalam 4 daripada 5 sampel. Purata panjang retak dan ketumpatan meningkat dengan ketara, menunjukkan bahawa masa pembekuan yang berpanjangan memburukkan lagi keretakan rapuh.
Dari segi ubah bentuk, selepas 1 jam, purata diameter bukaan cawan mengecut sebanyak -0.76±0.1% dan ketinggian mengecut sebanyak -0.46±0.1%; selepas 2 jam, penguncupan adalah lebih ketara, dengan diameter pembukaan cawan mengecut sebanyak -1.16±0.1% dan ketinggian sebanyak -0.76±0.1%. Ubah bentuk adalah konsisten dengan ciri pengecutan haba suhu rendah PLA.
4.2-Keputusan Ujian Pembekuan Jangka Panjang (24 jam atau lebih)
Ujian jangka panjang-menunjukkan kemerosotan lebih lanjut pada cawan jernih plastik PLA, dengan kerosakan struktur yang teruk. Data adalah seperti berikut:
| Masa Ujian | Nombor Sampel | Keadaan Retak | Panjang Retak Maksimum (mm) | Purata Ketumpatan Retak (mm/cm²) | Perubahan Diameter Mulut Cawan (%) | Perubahan Ketinggian (%) | Perubahan Berat Badan (g) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 24 jam | 11-15 | Retak Sederhana/Panjang | 6.5-12.5 | 0.79-1.52 | -2.1 hingga -2.5 | -1.6 hingga -2.0 | -0.2 hingga -0.3 |
| 48 jam | 16-20 | Retak Panjang/Retak Teruk | 14.6-25.2 | 1.78-3.04 | -2.9 hingga -3.3 | -2.3 hingga -2.7 | -0.3 hingga -0.5 |
| 72 jam | 21-25 | Retak Teruk | 28.7-32.5 | 3.52-3.98 | -3.5 hingga -3.8 | -2.9 hingga -3.2 | -0.5 hingga -0.6 |
4.3 Analisis Ciri Taburan Suhu dan Penyejukan
Masa keseimbangan suhu: Ia mengambil masa 30-40 minit untuk sampel menyejuk dari suhu bilik (23 darjah) hingga -20 darjah, dan sekurang-kurangnya 1 jam untuk mencapai keseimbangan suhu, yang berkaitan dengan ketebalan dinding sampel, isipadu, dan kapasiti penyejukan peti sejuk beku.
Keseragaman pengagihan suhu: Dalam persekitaran -20 darjah, perbezaan suhu antara bahagian sampel yang berlainan adalah dalam ±0.5 darjah, dan suhu mulut, badan dan bahagian bawah cawan adalah konsisten, memenuhi keperluan ujian.
Ciri-ciri pengecutan terma: Apabila cawan PLA menyejuk dari suhu bilik hingga -20 darjah, kadar pengecutan linear adalah lebih kurang 0.3-0.5%. Pengecutan ini menghasilkan tekanan dalaman dalam dinding cawan, yang merupakan punca penting pembentukan retakan.
4.4 Analisis Perbandingan dengan Bahan Plastik Tradisional
Untuk menjelaskan kelemahan cawan jernih plastik PLA pada suhu rendah, ia telah diuji dan dibandingkan dengan cawan jernih plastik PET dan PP pada -20 darjah . Hasilnya adalah seperti berikut:
| Jenis Bahan | Masa Ujian | Keadaan Retak | Panjang Retak Maksimum (mm) | Purata Ketumpatan Retak (mm/cm²) | Perubahan Diameter Mulut Cawan (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| PLA | 2 jam | Retak pendek | 2.2±0.2 | 0.28±0.03 | -1.16±0.1 |
| PET | 2 jam | Tiada retak | 0 | 0 | -0.3±0.05 |
| PP | 2 jam | Tiada retak | 0 | 0 | -0.2±0.03 |
Dapat dilihat bahawa prestasi suhu rendah-PET dan PP adalah jauh lebih baik daripada PLA: PET tidak menunjukkan keretakan selepas 2 jam pembekuan, dan hanya retak kecil selepas 24 jam; PP tidak menunjukkan keretakan sepanjang ujian, dan pengecutan dimensinya juga yang paling kecil. Perbezaan prestasi ini berpunca daripada ciri bahan-PET mempunyai Tg lebih kurang 70 darjah , dan PP mempunyai Tg lebih kurang -10 darjah hingga 0 darjah , mengekalkan keliatan pada -20 darjah ; manakala PLA mempunyai Tg lebih kurang 60 darjah , jauh melebihi suhu ujian, menunjukkan kerapuhan berkaca biasa.
4.5 Analisis Mekanisme Kegagalan
Berdasarkan pemerhatian mikroskopik, kegagalan PLAcawan plastik jernihpada -20 darjah berpunca daripada gabungan pelbagai faktor:
Patah rapuh-suhu rendah: Pada -20 darjah , pergerakan rantai molekul PLA dihadkan, membawa kepada kehilangan keliatan, menjadikannya mudah terdedah kepada patah rapuh di bawah tekanan dalaman atau luaran.
Kepekatan tegasan terma: PLA mempunyai pekali pengembangan terma yang rendah, menghasilkan tegasan terma semasa penyejukan. Retakan bermula dan merambat di kawasan kepekatan tegasan seperti rim cawan, badan, dan sambungan antara bahagian bawah dan dinding;
Perubahan kehabluran: Suhu rendah yang berpanjangan boleh menyebabkan penghabluran sejuk dalam PLA, seterusnya meningkatkan kerapuhan bahan.
Kesan kelonggaran tekanan: Pada suhu rendah, kadar kelonggaran tegasan PLA berkurangan, menjadikannya sukar untuk tekanan dalaman dilepaskan, mempercepatkan perambatan retak.
V. Perbincangan dan Cadangan
5.1 Aplikasi Praktikal Kepentingan Keputusan Ujian
Ujian menunjukkan bahawa cawan jernih plastik PLA lutsinar pakai buang biasa mempunyai had yang ketara pada -20 darjah : retakan yang boleh dilihat muncul selepas pembekuan-pendek (1-}2 jam) dan pembekuan yang berpanjangan (24 jam atau lebih) membawa kepada keruntuhan struktur. Ini bermakna cawan jernih plastik PLA tidak sesuai untuk penyimpanan jangka panjang pada -20 darjah . Jika penggunaan suhu rendah diperlukan, adalah disyorkan untuk mengutamakan bahan PET atau PP; jika PLA mesti digunakan, langkah seperti meningkatkan ketebalan dinding dan menambah lengan pelindung harus diambil untuk mengurangkan kerosakan.
5.2 Faktor Utama Mempengaruhi Keputusan Ujian
Faktor bahan: Tg, taburan berat molekul, kehabluran dan kandungan plasticizer PLA semuanya mempengaruhi prestasi suhu-rendahnya. Menambah pemplastik seperti dioctyl adipate (DOA) dan dibutyl sebacate (DBS) boleh meningkatkan keliatan.
Faktor reka bentuk struktur: Ketebalan dinding dan reka bentuk kawasan kepekatan tegasan cawan mempengaruhi rintangan retak. Meningkatkan ketebalan dinding boleh meningkatkan prestasi, tetapi ia akan meningkatkan kos.
Faktor persekitaran dan proses: Kadar pembekuan dan turun naik suhu boleh mempercepatkan penuaan bahan; proses pembuatan, seperti parameter pengacuan suntikan dan kadar penyejukan, menjejaskan kualiti awal produk.
Pengubahsuaian Bahan: Kurangkan Tg PLA melalui kopolimerisasi/campuran, tambah-pemplastik suhu rendah dan kawal kehabluran dengan agen nukleus;
Pengoptimuman Struktur: Tebal bahagian utama seperti rim cawan dan bahagian bawah, optimumkan reka bentuk untuk mengurangkan kepekatan tekanan, dan pakai struktur komposit PLA/PE.
Penggunaan dan Piawaian: Elakkan penyimpanan jangka panjang-cawan jernih plastik PLA pada -20 darjah , kawal kadar perubahan suhu; menggalakkan penubuhan piawaian prestasi aplikasi suhu rendah PLA dan garis panduan penggunaan.
5.3 Cadangan Penambahbaikan
Pengubahsuaian Bahan:Kurangkan Tg PLA melalui kopolimerisasi/campuran, tambah-pemplastik suhu rendah dan kawal kehabluran dengan agen nukleus;
Pengoptimuman Struktur:Tebal bahagian utama seperti rim cawan dan bahagian bawah, dan optimumkan reka bentuk untuk mengurangkan kepekatan tekanan.
Penggunaan dan Piawaian:Elakkan penyimpanan jangka panjang-cawan jernih plastik PLA pada -20 darjah , dan kawal kadar perubahan suhu.
5.4 Had Penyelidikan dan Tinjauan
- Kajian ini hanya menguji cawan jernih plastik PLA 12oz pada suhu tunggal -20 darjah dan dalam masa 72 jam dan tidak meliputi spesifikasi, suhu dan faktor kelembapan yang lain. Penyelidikan masa depan perlu meluaskan skop ujian, membangunkan-bahan PLA yang diubah suai suhu rendah, menambah baik sistem penilaian dan menggalakkan penggunaan rasional PLA dalam pembungkusan suhu rendah
-
VI. Ringkasan
Kajian ini secara sistematik menilai ketahanan beku cawan jernih plastik PLA lutsinar pakai buang biasa pada -20 darjah melalui ujian piawai, dengan penemuan utama berikut:
Prestasi Patah Rapuh: Pembekuan jangka pendek-(1-2 jam) mengakibatkan keretakan sedikit hingga pendek, manakala pembekuan jangka panjang (72 jam) mengakibatkan purata panjang retakan 30.5mm, yang membawa kepada kegagalan struktur lengkap;
Prestasi Ubah Bentuk: Pembekuan menyebabkan cawan jernih plastik mengecut, dengan pengecutan maksimum -3.7% dalam diameter rim cawan dan ketinggian -3.1%; ubah bentuk dipergiatkan dari semasa ke semasa;
Perbandingan Bahan: Prestasi suhu rendah-PLA jauh lebih rendah daripada PET dan PP, yang mengekalkan integriti yang baik semasa tempoh ujian;
Mekanisme Kegagalan: Kerapuhan suhu-rendah, kepekatan tegasan haba, perubahan dalam kehabluran dan kelonggaran tegasan secara bersama-sama membawa kepada kegagalan PLA;
Syor Penggunaan: Cawan jernih plastik PLA lutsinar biasa tidak sesuai untuk-kegunaan jangka panjang pada -20 darjah ; penggunaan jangka pendek-memerlukan berhati-hati; utamakan bahan yang boleh disesuaikan dengan suhu rendah seperti PET dan PP.
