PLA挤出工艺：需添加成核剂、润滑剂、扩链剂等

生物降解研究院原创报道，前文介绍了PLA发泡工艺，可以是成本大幅下降，今天我们再来介绍PLA的发泡挤出工艺，希望对制品工厂有一定的参考作用。

片材吸塑，一体成型

一、常规的挤出成型的机理和工艺

挤出成型是目前比较普遍的塑料成型方法之一，适用于所有的热塑性塑料及部分热固性塑料。

挤出型材的质量取决于挤出模具，挤出模具主要是由机头和定型装置两部分组成，其结构设计的合理性是保证塑件成型质量的决定性因素。挤出成型原理如下图所示（以管材的挤出为例）。

首先，将粒状或粉状塑料加入料斗中，在挤出机旋转螺杆的作用下，加热的塑料沿螺杆的螺旋槽向前方输送。此时，塑料不断地受到螺杆与物料之间、物料与物料之间及物料与料筒之间的剪切磨擦热，逐渐熔融呈粘流态。

然后，在挤压系统的作用下，塑料熔体通过具有一定形状的挤出模具（机头）口模以及一系列辅助装置（定型、冷却、牵引、切割等装置），从而获得截面形状一定的塑料型材。

热塑性塑料的挤出成型工艺过程可分为以下三个阶段。

第一阶段是塑料原料的塑化：塑料原料在挤出机的机筒温度和螺杆的旋转压实及混合作用下，由粉末或粒状变成粘流态物质。

第二阶段是成型：粘流态塑料熔体在挤出机螺杆螺旋力的推动作用下，通过具有一定形状的机头口模，得到截面与口模形状一致的连续型材。 

第三阶段是定型：通过适当的处理方法，如定径处理、冷却处理等，使已挤出的塑料连续型材固化为塑件。

二、几种PLA发泡片材的生产方法

仇海军等人在2011年6月申请专利《PLA发泡片材的生产方法》（CN102276869 B），专利说明书称，能稳定可靠地生产PLA发泡片材，生产的产品泡孔密度大，泡孔尺寸小，质量轻，易于成型，可以替代市场上大部分的食品包装材料，产品可以在自然界生物降解，极大地缓解了传统高分子废弃材料对环境造成的白色污染。

‍这种PLA发泡片材的生产方法是：

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按质量将2%-4%成核剂，1%-3%的复合热稳定剂，0.3%-0.5%的润滑剂，0.6%-1%的分散剂，1%-4%的扩链剂配比混合后形成的混合物倒入到78.5%-85.1%的PLA物料中，混合均匀，由挤出机输送，熔化；

其中，成核剂为3000目滑石粉，复合热稳定剂由按质量80%的硬脂酸锌与20%的硬脂酸钙混合组成，润滑剂为单甘脂，分散剂为十二烷基硫酸钠，扩链剂为甘油；

然后再以10MPa-15MPa的压力注入9%的纯度为98%以上的丁烷，形成温度控制在100-200℃之间的混合物，通过螺杆增压，混合，冷却输送到成型机头成型为发泡制品。

咨询上述成核剂、润滑剂、扩链剂等助剂，请致电/微信：180 2628 8283

山东通佳机械有限公司利用特殊设计的螺杆挤出机和专用模具，结合添加助剂，使聚乳酸发泡稳定，发泡倍率在15-25之间可调，泡孔均匀细密。生产工艺流程图为：

工艺说明：

聚乳酸树脂在干燥机中在90度的温度下干燥2小时，然后在塑料混合机中与一定比例的成核剂混合均匀投入一级挤出机。

一级挤出机的主要功能是原料的塑化，在一级挤出机的末端注入发泡剂和润滑剂，混合后的原料在二级挤出机中进行充分的混合和冷却，以得到较高的熔体强度。

混合均匀的熔体通过油温精确控制的环状模具进行基础发泡，形成筒作为发泡体，然后进行在线剖分进一步冷却、卷取。

三、PLA挤出发泡的优缺点

优点：所用的物理发泡剂成本见底，尤其是二氧化碳和氮的成本低，又无污染，应用价值较高；而且发泡后无残留，对发泡塑料的性能影响不大。

缺点：需要设置昂贵的高压加料设备，泡孔大小较难控制，制品仅限挤出型材，因此在工业上应用较少。

作者 | 小将

来源 | 生物降解塑料研究院

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