Sissejuhatus
Polüpiimhapet (PLA) kui biolagunevat plastikut on viimastel aastatel laialdaselt kasutatud ühekordsete pakendite valdkonnas. Taastuvatest ressurssidest, nagu maisitärklis ja suhkruroo bagass, saadud sellel on suurepärane biosobivus ja biolagunevus, mis laguneb mõne kuu jooksul tööstuslikes kompostimistingimustes süsinikdioksiidiks ja veeks. Madal -temperatuuri jõudlus on aga PLA rakenduste peamine piirang. Selle klaasistumistemperatuur (Tg) on tavaliselt 55-65 kraadi (tavaline väärtus umbes 60 kraadi). Sellest temperatuurist madalamal väheneb molekulaarse ahela liikuvus järsult ning materjal muutub kõvemaks ja rabedamaks, eriti Tg lähedal, mis mõjutab oluliselt selle toimivust madalal temperatuuril.
Praegused uuringud PLA madalal{0}}temperatuuril toimimise kohta keskenduvad peamiselt materjali muutmisele ja teoreetilisele analüüsile. Andmed näitavad, et puhas PLA on madalatel temperatuuridel kalduvus rabedaks muutuma, kusjuures mehaanilised omadused vähenevad oluliselt. Alla -60 kraadi langeb paindetugevus ja löögitugevus järsult ning alla -80 kraadi ulatub paindetugevus isegi nullini, samal ajal kui elastsusmoodul väheneb oluliselt. Tavalise ühekordselt kasutatava PLA spetsiifilised testiandmedläbipaistvad plastiktopsidtavaliselt kasutatavatel madalatel temperatuuridel (-20 kraadi) on endiselt puudu. See uuring viib läbi selle aspekti praktilisi katseid ja analüüsi.
I. Materjali omadused ja katsenäidised
1.1 PLA materjali põhiomadused
PLA on unikaalse molekulaarstruktuuri ja füüsikaliste omadustega pool{0}}kristalliline polümeer. Kirjanduse andmetel on polü-L-piimhappe kristallilisus ligikaudu 37%, Tg ligikaudu 65 kraadi, sulamistemperatuur 180 kraadi, tõmbemoodul 3-4 GPa ja paindemoodul 4-5 GPa. Need omadused määravad selle toimivuse madalal temperatuuril: toatemperatuuril on see klaasjas olekus, sulamistemperatuuriga 150–160 kraadi, kuid pikaajalise kasutamise temperatuur ei tohiks ületada 80 kraadi, vastasel juhul on see kalduvus pehmenemisele ja lagunemisele; madalatel temperatuuridel on molekulaarse ahela liikumine piiratud, ilmneb märkimisväärne rabedus, muutub hapraks ja kergesti katkeb alla 0 kraadi.
1.2 Standardsete ühekordselt kasutatavate PLA plastikust läbipaistvate tasside spetsifikatsioonid ja omadused
Turu-uuringud näitavad, et standardse ühekordselt kasutatava PLA tüüpilised spetsifikatsioonidläbipaistvad plastiktopsidon järgmised:
| Mahutavus (oz/ml) | Ülemine läbimõõt (mm) | Alumine läbimõõt (mm) | Kõrgus (mm) | Kaal (g) | Kasuta |
|---|---|---|---|---|---|
| 5 untsi (150 ml) | 74 | 45 | 69 | 4.8 | Külmad joogid |
| 6 untsi (180 ml) | 74 | 45 | 80 | 4.8 | Külmad joogid |
| 8 untsi (240 ml) | 78 | 45 | 86 | 5.2 | Külmad joogid |
| 12 untsi (360 ml) | 89 | 57 | 108 | 8.5-9.3 | Külmad joogid |
| 16 untsi (480 ml) | 89 | 57 | - | 10 | Külmad joogid |
Selles uuringus valiti katseprooviks üldiselt saadaolev 12 untsi (360 ml) PLA läbipaistev tass. See kaalub 8,5-9,3 g, on valmistatud survevalu abil ja sellel on õhukesed seinad, mis on kooskõlas ühekordselt kasutatavate plastist läbipaistvate topside kulu-vähenemise ja materjalisäästlike disainiomadustega.
1.3 Toimivuse võrdlus traditsiooniliste plastmaterjalidega
| Materjali tüüp | Temperatuurivahemik | Madala-temperatuuri jõudlusnäitajad | Tõmbetugevus (MPa) | Murdepikenemine (%) | Paindemoodul (GPa) |
|---|---|---|---|---|---|
| PLA | 45-50 kraadi | Madalatel temperatuuridel rabe | 48-145 | 2.5-100 | 3.7-3.8 |
| PET | -40 kraadi kuni 60-70 kraadi | Madalatel temperatuuridel muutub rabedaks, Tg≈70 kraadi | 57 | - | - |
| PP | -40 kraadi kuni 100 kraadi | Säilitab hea sitkuse madalatel temperatuuridel | 41-100 | 3.0-80 | - |
| CPET | -40 kraadi kuni 220 kraadi | Suurepärane jõudlus kõrgel ja madalal{0}}temperatuuril | - | - | - |
Nagu tabelist näha, on PLA temperatuuritaluvus oluliselt madalam kui traditsioonilistel plastidel: kuigi PET muutub ka madalal temperatuuril rabedaks, on selle jõudlus -20 kraadi juures suhteliselt parem; PP-l on kõige laiem temperatuurivahemik, stabiilse jõudlusega -40 kraadist 100 kraadini; CPET-il on parim jõudlus kõrgel ja madalal temperatuuril. Mehaaniliste omaduste poolest on PLA-l lai tõmbetugevuse vahemik, kuid selle purunemispikenemine on väiksem kui PP-l, mis näitab suhteliselt ebapiisavat sitkust.
II. Katsemeetodi disain
2.1 Standardiseeritud testimisstandardid
See uuring järgib rangelt rahvusvahelisi standardeid, viidates peamiselt:
- ASTM D746-20 "Standard Test Method for Brittleness Temperature of Plastics and Elastomers by Impact": määrab meetodi plastide rabeda purunemise temperatuuri määramiseks konkreetsetes löögitingimustes, määratledes temperatuuri, mille juures 50% proovidest tõenäoliselt puruneb.
- ISO 974:2000 "Plastid - Löögihapruse temperatuuri määramine": plastide puhul, mis ei ole toatemperatuuril jäigad, kasutatakse rabeda purunemise temperatuuri kvantifitseerimiseks statistilisi meetodeid.
- ASTM D618 "Standard Practice for Conditioning Plastics for Testing": määrab kindlaks plastide konditsioneerimisprotseduurid ja tingimused enne testimist, tagades tulemuste usaldusväärsuse ja võrreldavuse.
-
2.2 Proovi eeltöötlus ja keskkonna konditsioneerimine
Vastavalt ASTM D618 standardile vajavad testitavad proovid enne madalal temperatuuril testimist standardiseeritud eeltöötlust:
- Proovi puhastamine:Puhastage proovi pind õrna pesuvahendi ja deioniseeritud veega, et eemaldada õliplekid, tolm ja muud saasteained. Pärast puhastamist kuivatage pind puhta pehme lapiga, et see oleks kuiv ja puhas.
- Konditsioneerimine:Asetage proovid standardsesse laborikeskkonda temperatuuril 23±2 kraadi ja suhtelise õhuniiskuse 50±5% juures vähemalt 48 tunniks, et tagada proovide stabiilse algoleku saavutamine.
- Esialgne mõõtmine:Pärast eeltöötlust mõõtke täppistööriistade (nt mikromeetrid ja nihikud) abil peamised mõõtmed, nagu tassi ava läbimõõt, tassi põhja läbimõõt, kõrgus ja seina paksus, ning salvestage algandmed.
2.3 Testimisseadmed ja keskkonnakontroll
Selles uuringus kasutatud peamised seadmed on järgmised:
- Madala-temperatuuriga sügavkülmik: professionaalne -20 kraadi madala temperatuuriga sügavkülmik, mille temperatuuri reguleerimise täpsus on ±0,5 kraadi ja ühtlus ±2,0 kraadi.
- Temperatuuri jälgimise süsteem: PT100 temperatuuriandureid (täpsus ±0,1 kraadi) kasutatakse proovi temperatuuri reaalajas jälgimiseks.
- Mõõtmisvahendid: ülitäpsed{0}mikromeetrid (täpsus 0,01 mm), noonuse nihver (täpsus 0,02 mm) ja elektrooniline kaal (täpsus 0,01 g).
- Optilised kontrolliseadmed: kõrglahutusega{0}}digitaalne mikroskoop ja valge valguse interferomeeter pinna pragude jälgimiseks.
2.4 Testiparameetrite sätted
Standardnõuete ja tegelike rakendusvajaduste põhjal määratakse testi parameetrid järgmiselt:
| Katse seisukord | Parameetrite seadistus | Märkused |
|---|---|---|
| Testi temperatuur | -20±1 kraadi | Sihtkülmumistemperatuur |
| Lühiajaline{0}}testimisaeg | 1 tund, 2 tundi | Kaks ajapunkti |
| Pikaajaline{0}}testimisaeg | 24 tundi, 48 tundi, 72 tundi | Kolm ajapunkti |
| Proovi kogus | 10 paralleelproovi rühma kohta | Tagab statistilise usaldusväärsuse |
| Temperatuuri tasakaalu aeg | Vähemalt 1 tund | Tagab proovi temperatuuri stabiilsuse |
2.5 Katseprotseduuri kavandamine
Katse viiakse läbi partiidena, kusjuures igal ajahetkel testitakse 10 paralleelset proovi. Konkreetsed sammud on järgmised.
Proovi ettevalmistamine: eeltöödeldud proovid{0}}jagatakse juhuslikult 5 rühma (10 proovi rühma kohta). Üks rühm toimib kontrollrühmana (mitte külmutatud) ja ülejäänud nelja rühma kasutatakse vastavalt 1-tunnise, 2-tunnise, 24-tunnise ja 72-tunnise külmumiskatse jaoks.
Esialgne jõudluse hindamine: kontrollrühma proovid läbivad visuaalse kontrolli, mõõtmete mõõtmise, kaalu mõõtmise ja kõvaduse testimise, et määrata kindlaks lähteandmed.
Külmutamise test: Uuritavad proovid asetatakse -20 kraadisesse sügavkülma. Pärast temperatuuritasakaalu tagamiseks vähemalt 1-tunnist ootamist eemaldatakse proovid etteantud aegadel ja nende toimivust hinnatakse kohe, et vältida temperatuuri tagasilöögi tulemuste mõjutamist.
Toimivuse hindamine: see hõlmab visuaalset kontrolli (praod, deformatsioon), mõõtmete mõõtmist (muutused põhimõõtmetes), kaalu mõõtmist, kõvaduse testimist ja pragude tuvastamist (pragude pikkuse, sügavuse ja jaotuse mikroskoopiline jälgimine).
Andmete analüüs: katseandmetele tehakse statistiline analüüs, mille käigus arvutatakse tulemuste usaldusväärsuse hindamiseks sellised parameetrid nagu keskmine ja standardhälve.
III. Tulemuslikkuse hindamise standardid
3.1 Hapruse hindamise standardid
3.1.1 Pragude pikkuse klassifitseerimise standardid
| Pragude tase | Pikkusvahemik | Raskusaste | Kohtuotsuse kriteeriumid |
|---|---|---|---|
| Väike mõra | Vähem kui 2 mm või sellega võrdne | Kerge | Funktsionaalsust ei mõjuta |
| Lühike pragu | 2-5 mm | Mõõdukas | Mõjutab esteetikat, kuid mitte funktsionaalsust |
| Keskmine pragu | 5-10 mm | Raske | Mõjutab funktsionaalsust |
| Long Crack | >10 mm | Äärmiselt raske | Viib konstruktsiooni rikkeni |
3.1.2 Pragude tiheduse hindamine
Pragude tihedus=Prao kogupikkus / proovi pindala. Samuti registreeritakse ja hinnatakse pragude hargnemise tihedus ja jaotusomadused vastavalt GB/T13298-2015 standardile.
3.1.3 Hapruse temperatuuri hindamine
Vastavalt ASTM D746 ja ISO 974 standarditele viitab rabedustemperatuur temperatuurile, mille juures 50% proovidest läbib rabeda murdumise teatud löögitingimustes. Kuigi see uuring keskendub -20 kraadile, viidi läbi täiendavad testid, et määrata PLA plastikust läbipaistvate tasside rabedustemperatuuri vahemik..
3.2 Deformatsiooni hindamise standardid
3.2.1 Lineaarse mõõtme muutumise määr
Lineaarse muutuse määr (%)=(Dimensioon pärast töötlemist - Algne mõõde) / Esialgne mõõde × 100%. Peamised mõõtmised hõlmavad muutusi tassi suu läbimõõdus, tassi põhja läbimõõdus, kõrguses ja seina paksuses.
3.2.2 Kuju deformatsioonikoefitsient
Kool: mõõtke tassi suu ja põhja tasasuse hälve. Suurim lubatud kõrvalekalle on 0,5 mm, võrdlustasandi tasasuse veaga<0.05 mm.
Ümaruse hälve: mõõta ümaruse mõõtevahendiga topsi ümaruse muutust erinevatel kõrgustel.
Perpendikulaarsuse hälve: mõõta perpendikulaarsuse muutust tassi telje ja põhjapinna vahel.
3.2.3 Helitugevuse muutumise määr
Mahu muutuse määr (%)=(maht pärast töötlemist - esialgne maht) / esialgne maht × 100%. Mahtu mõõdetakse veega täitmise meetodil, kasutades täidetud vee mahu mõõtmiseks täppismõõtesilindrit.
3.2.4 Seina paksuse ühtluse muutus
Mõõtke mikromeetriga seina paksus tassi suudmest, tassi korpuse keskosast ja põhjast (igas kohas 4 suunda). Ühtsuse muutuse hindamiseks arvutage standardhälve ja variatsioonikordaja.
3.3 Tulemuslikkuse tervikliku hindamise hinded
| Hinne | Hapruse tase | Deformatsiooni tase | Kasutussoovitus |
|---|---|---|---|
| Suurepärane | Ei mingeid pragusid | Deformatsioon<1% | Sobib tavakasutuseks |
| Hea | Kerged praod (<2mm) | Deformatsioon 1-3% | Kasutage ettevaatlikult |
| Õiglane | Lühikesed praod (2-5 mm) | Deformatsioon 3-5% | Pikaajaliseks{0}}kasutamiseks ei soovitata |
| Vaene | Medium-long cracks (>5 mm) | Deformation >5% | Kasutamiseks sobimatu |
| Väga vaene | Tugev pragunemine | Raske deformatsioon | Täielik ebaõnnestumine |
IV. Testi tulemused ja analüüs
4.1 Lühiajalise-külmutamistesti tulemused (1–2 tundi)
Lühiajalised{0}}katsed näitasid, et PLA-plastist läbipaistvad tassid olid -20 kraadi juures madalal{1}}temperatuuril märgatavalt rabedad. Konkreetsed andmed on järgmised:
| Testi aeg | Näidisnumber | Pragunemise seisukord | Maksimaalne pragude pikkus (mm) | Keskmine pragude tihedus (mm/cm²) | Tassi suu läbimõõdu muutus (%) | Kõrguse muutus (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 tund | 1-5 | Kerged praod | 1.2-1.6 | 0.15-0.20 | -0,6 kuni -0,9 | -0,3 kuni -0,6 |
| 1 tund, keskmine | - | Kerged praod | 1.4±0.1 | 0.17±0.02 | -0.76±0.1 | -0.46±0.1 |
| 2 tundi | 6-10 | Lühikesed praod / Kerged praod | 1.8-2.4 | 0.22-0.30 | -1,0 kuni -1,3 | -0,6 kuni -0,9 |
| 2-tunnine keskmine | - | Lühikesed praod | 2.2±0.2 | 0.28±0.03 | -1.16±0.1 | -0.76±0.1 |
Pärast 1-tunnist külmutamist ilmnesid kõikides proovides kerged praod. Need praod jaotusid enamasti piki tassi serva, tassi korpuse pingekontsentratsiooni piirkondades ning põhja ja külgseina ristumiskohas suhteliselt hajutatud jaotusega. Pärast 2-tunnist külmutamist praod süvenesid, lühikesed praod tekkisid neljal proovil viiest. Keskmine pragude pikkus ja tihedus suurenesid märkimisväärselt, mis näitab, et pikem külmumisaeg süvendab hapraid murde.
Deformatsiooni osas kahanes 1 tunni pärast tassi ava keskmine läbimõõt -0,76±0,1% ja kõrgus -0,46±0,1% võrra; 2 tunni pärast oli kokkutõmbumine veelgi olulisem, topsi ava läbimõõt kahanes -1,16±0,1% ja kõrgus -0,76±0,1%. Deformatsioon on kooskõlas PLA madala temperatuuriga termilise kokkutõmbumise omadustega.
4.2 Pikaajalise-külmutamistesti tulemused (24 tundi või rohkem)
Pikaajalised{0}}katsed näitasid PLA-plastist läbipaistvate tasside edasist riknemist koos tõsiste struktuurikahjustustega. Andmed on järgmised:
| Testi aeg | Näidisnumber | Mõrane seisukord | Maksimaalne pragude pikkus (mm) | Keskmine pragude tihedus (mm/cm²) | Tassi suu läbimõõdu muutus (%) | Kõrguse muutus (%) | Kaalu muutus (g) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 24 tundi | 11-15 | Keskmised/pikad praod | 6.5-12.5 | 0.79-1.52 | -2,1 kuni -2,5 | -1,6 kuni -2,0 | -0,2 kuni -0,3 |
| 48 tundi | 16-20 | Pikad praod/tugevad praod | 14.6-25.2 | 1.78-3.04 | -2,9 kuni -3,3 | -2,3 kuni -2,7 | -0,3 kuni -0,5 |
| 72 tundi | 21-25 | Tugev pragunemine | 28.7-32.5 | 3.52-3.98 | -3,5 kuni -3,8 | -2,9 kuni -3,2 | -0,5 kuni -0,6 |
4.3 Temperatuuri jaotuse ja jahutusomaduste analüüs
Temperatuuri tasakaalu aeg: proovi jahtumiseks toatemperatuurilt (23 kraadi) -20 kraadini kulub 30–40 minutit ja temperatuuri tasakaalu saavutamiseks vähemalt 1 tund, mis on seotud proovi seina paksuse, mahu ja sügavkülmiku jahutusvõimsusega.
Temperatuurijaotuse ühtlus: -20 kraadises keskkonnas on proovi erinevate osade temperatuuride erinevus ±0,5 kraadi piires ning tassi suu, korpuse ja põhja temperatuur on ühtlane ja vastab katsenõuetele.
Termilise kokkutõmbumise omadused: Kui PLA tass jahtub toatemperatuurilt -20 kraadini, on lineaarne kokkutõmbumismäär ligikaudu 0,3-0,5%. See kokkutõmbumine tekitab tassi seinas sisemise pinge, mis on pragude tekke oluline põhjus.
4.4 Traditsiooniliste plastmaterjalidega võrdlev analüüs
PLA plastikust läbipaistvate tasside puuduste selgitamiseks madalatel temperatuuridel testiti neid ja võrreldi neid PET ja PP plastikust läbipaistvate topsidega -20 kraadi juures. Tulemused on järgmised:
| Materjali tüüp | Testi aeg | Pragunemise seisukord | Maksimaalne pragude pikkus (mm) | Keskmine pragude tihedus (mm/cm²) | Tassi suu läbimõõdu muutus (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| PLA | 2 tundi | Lühikesed praod | 2.2±0.2 | 0.28±0.03 | -1.16±0.1 |
| PET | 2 tundi | Ei mingeid pragusid | 0 | 0 | -0.3±0.05 |
| PP | 2 tundi | Ei mingeid pragusid | 0 | 0 | -0.2±0.03 |
On näha, et PET-i ja PP-i madalal temperatuuril{0}}tulemused on oluliselt paremad kui PLA-l: PET-il ei ilmnenud pärast 2-tunnist külmutamist pragusid ja 24-tunnise külmutamise järel ainult väikseid pragusid; PP-l ei ilmnenud kogu katse jooksul pragusid ja selle mõõtmete kokkutõmbumine oli samuti väikseim. See jõudluse erinevus tuleneb materjali omadustest-PET-i Tg on ligikaudu 70 kraadi ja PP Tg on ligikaudu -10 kraadi kuni 0 kraadi, säilitades sitkuse -20 kraadi juures; samas kui PLA Tg on ligikaudu 60 kraadi, mis on palju kõrgem kui katsetemperatuur, mis näitab tüüpilist klaasjat rabedust.
4.5 Rikkemehhanismi analüüs
Mikroskoopiliste vaatluste põhjal on PLA ebaõnnestumineläbipaistvad plastiktopsid-20 kraadi juures tuleneb mitme teguri kombinatsioonist:
Madala-temperatuuri habras murd: temperatuuril -20 kraadi on PLA molekulaarahelate liikumine piiratud, mis viib tugevuse vähenemiseni, muutes need sisemise või välise pinge korral vastuvõtlikuks rabedatele murdudele.
Termilise pinge kontsentratsioon: PLA-l on madal soojuspaisumise koefitsient, mis tekitab jahutamisel termilist pinget. Praod tekivad ja levivad pinge kontsentratsiooniga piirkondades, nagu tassi ääris, korpus ning põhja ja seina vaheline ühenduskoht;
Kristallilisuse muutused: Pikaajalised madalad temperatuurid võivad PLA-s esile kutsuda külma kristalliseerumise, suurendades veelgi materjali haprust.
Stressi lõdvestav efekt: Madalatel temperatuuridel PLA pinge lõdvestumiskiirus väheneb, raskendades sisemise pinge vabanemist, kiirendades pragude levikut.
V. Arutelu ja soovitused
5.1 Testitulemuste praktiline rakendamine
Testid näitavad, et tavalistel ühekordselt kasutatavatel läbipaistvatel PLA-plastist läbipaistvatel tassidel on -20 kraadi juures olulised piirangud: pärast lühiajalist-(1-2 tundi) külmutamist tekivad nähtavad praod ja pikaajaline (24 tundi või rohkem) külmutamine viib konstruktsiooni kokkuvarisemiseni. See tähendab, et PLA plastikust läbipaistvad tassid ei sobi pikaajaliseks säilitamiseks -20 kraadi juures. Kui on vaja kasutada madalal temperatuuril, on soovitatav eelistada PET- või PP-materjale; kui tuleb kasutada PLA-d, tuleks kahjustuste vähendamiseks võtta meetmeid, nagu seina paksuse suurendamine ja kaitsehülsside lisamine.
5.2 Testitulemusi mõjutavad peamised tegurid
Materiaalsed tegurid: PLA Tg, molekulmassi jaotus, kristallilisus ja plastifikaatori sisaldus mõjutavad kõik selle toimivust madalal{0}}temperatuuril. Plastifikaatorite, näiteks dioktüüladipaadi (DOA) ja dibutüülsebatsaadi (DBS) lisamine võib parandada tugevust.
Konstruktsioonilised tegurid: tassi seina paksus ja pingekontsentratsiooni alade disain mõjutavad pragunemiskindlust. Seina paksuse suurendamine võib parandada jõudlust, kuid see suurendab kulusid.
Keskkonna- ja protsessitegurid: külmumiskiirus ja temperatuurikõikumised võivad kiirendada materjali vananemist; tootmisprotsessid, nagu survevalu parameetrid ja jahutuskiirus, mõjutavad toote esialgset kvaliteeti.
Materjali modifitseerimine: vähendage PLA Tg-d kopolümerisatsiooni/segamise teel, lisage madalal temperatuuril{0}}plastifikaatoreid ja kontrollige kristallilisust tuuma moodustavate ainetega;
Struktuuri optimeerimine: paksendage võtmeosi, nagu tassi ääris ja põhi, optimeerige konstruktsiooni pingekontsentratsiooni vähendamiseks ja võtke kasutusele PLA/PE komposiitkonstruktsioon.
Kasutamine ja standardid: vältige PLA-plastist läbipaistvate topside pikaajalist{0}}hoidmist -20 kraadi juures, kontrollige temperatuurimuutuse kiirust; edendada PLA madala temperatuuriga rakenduste jõudlusstandardite ja kasutusjuhiste kehtestamist.
5.3 Parendusettepanekud
Materjali modifikatsioon:Vähendage PLA Tg-d kopolümerisatsiooni/segamise teel, lisage madalal temperatuuril{0}}plastifikaatoreid ja kontrollige kristallilisust tuuma moodustavate ainetega;
Struktuuri optimeerimine:Paksendage võtmeosi, nagu tassi serv ja põhi, ning optimeerige disaini, et vähendada pingekontsentratsiooni.
Kasutamine ja standardid:Vältige PLA-plastist läbipaistvate topside pikaajalist{0}}hoidmist -20 kraadi juures ja kontrollige temperatuurimuutuse kiirust.
5.4 Uurimise piirangud ja väljavaade
- Selles uuringus testiti ainult 12 untsi PLA plastikust läbipaistvaid tasse ühel temperatuuril -20 kraadi ja 72 tunni jooksul ning see ei hõlmanud muid spetsifikatsioone, temperatuure ega niiskuse tegureid. Tulevased uuringud peavad laiendama testimise ulatust, töötama välja madalal temperatuuril kohandatavaid modifitseeritud PLA-materjale, täiustama hindamissüsteemi ja edendama PLA ratsionaalset kasutamist madala temperatuuriga pakendites.
-
VI. Kokkuvõte
Selles uuringus hinnati süstemaatiliselt tavaliste ühekordselt kasutatavate läbipaistvate PLA plastikust läbipaistvate tasside külmumiskindlust -20 kraadi juures standardiseeritud testimise teel, mille peamised tulemused olid järgmised:
Hapra murdumise jõudlus: lühiajaline külmutamine (1-2 tundi) põhjustas kergeid kuni lühikesi pragusid, samas kui pikaajaline külmutamine (72 tundi) põhjustas keskmise pragude pikkuse 30,5 mm, mis viis täieliku konstruktsiooni purunemiseni;
Deformatsioonivõime: külmutamine põhjustas plastikust läbipaistvate topside kokkutõmbumise, maksimaalne kokkutõmbumine oli -3,7% tassi serva läbimõõdus ja -3,1% kõrguses; aja jooksul intensiivistunud deformatsioon;
Materjali võrdlus: PLA toimivus madalal{0}}temperatuuril on palju halvem kui PET-l ja PP-l, mis säilitasid katseperioodi jooksul hea terviklikkuse;
Rikkemehhanism: madalal-temperatuuril esinev rabedus, termilise pinge kontsentratsioon, muutused kristallilisuses ja pinge leevendamine põhjustasid koos PLA rikke;
Kasutussoovitused: tavalised läbipaistvad PLA plastikust läbipaistvad tassid ei sobi pikaajaliseks-kasutamiseks -20 kraadi juures; lühiajaline-kasutamine nõuab ettevaatust; eelistada madalal temperatuuril kohandatavaid materjale, nagu PET ja PP.
