کاربرد گسترده پلی لاکتیک اسید (PLA) به عنوان یک پلاستیک زیست تخریب پذیر مهم مبتنی بر زیست{0}}به شدت بر یک سیستم مشخصات فنی علمی و دقیق متکی است. این مشخصات نه تنها مبنایی را برای تولید مواد خام، پردازش محصول، ارزیابی عملکرد و دفع زیست محیطی فراهم میکند، بلکه نقش اساسی در تضمین کیفیت محصول و حفظ نظم بازار و حفظ نظم بازار دارد. در حال حاضر، یک چارچوب چند بعدی- که نیازمندیهای مواد خام، شاخصهای عملکرد، کنترل پردازش، گواهی تخریب و انطباق با ایمنی را پوشش میدهد، پیرامون PLA شکل گرفته است و به توسعه و بهبود آن در سطوح بینالمللی و داخلی ادامه میدهد.
در خصوص مواد اولیه و مشخصات تولید، ابتدا مشخصات فنی منبع و نیازهای خلوص اسید لاکتیک را روشن می کند. اسید لاکتیک مورد استفاده برای پلیمریزاسیون باید استانداردهای مربوطه را مطابقت داشته باشد-گرید یا صنعتی{2}. محدودیت های فلزات سنگین، حلال های باقیمانده و ناخالصی های مضر باید به شدت کنترل شود تا از خطرات ایمنی و عملکرد در پلیمریزاسیون بعدی و کاربردهای محصول جلوگیری شود. به عنوان یک واسطه کلیدی در پلیمریزاسیون، خلوص نوری و نسبت راسمیک لاکتید به طور مستقیم بر رفتار تبلور و خواص مکانیکی PLA تأثیر میگذارد. بنابراین، استانداردها معمولاً خلوص لاکتید را کمتر از 99.5٪ تعیین می کنند و سطوح باقی مانده مونومر را برای اطمینان از پلیمریزاسیون پایدار و وزن مولکولی قابل کنترل محدود می کنند.
مشخصات عملکرد محصول بسته به کاربرد متفاوت است. برای PLA همه منظوره، استحکام کششی، مدول خمشی، سرعت جریان مذاب و دمای اعوجاج حرارتی معمولاً در محدودههای خاصی در استانداردهای ملی یا صنعتی تعریف میشوند تا سازگاری و عملکرد پردازش را متعادل کنند. برای کاربردهای تماس با مواد غذایی، استانداردها علاوه بر این نیاز دارند که مهاجرت کل و مهاجرت های خاص (مانند اسید لاکتیک مونومر و باقی مانده های کاتالیزور) کمتر از حد ایمنی باشد و با مقررات مربوط به مواد بسته بندی مواد غذایی مطابقت داشته باشد. در زمینه پزشکی، PLA با خلوص{4} بالا باید استانداردهای زیست سازگاری را رعایت کند. محصولات تخریب نباید باعث واکنش های سمی یا ایمنی شوند. این معمولاً توسط استانداردهای ارزیابی زیست سازگاری مانند ISO 10993 کنترل می شود.
مشخصات پردازش و کنترل کیفیت بر امکان سنجی و ردیابی پارامترهای فرآیند تأکید دارد. از آنجایی که PLA به رطوبت حساس است، فرآیند خشک کردن باید طبق مشخصات انجام شود تا اطمینان حاصل شود که رطوبت ماده خام زیر آستانه مشخص شده (معمولاً کمتر یا مساوی 0.02٪) قبل از پردازش است. دمای پردازش، سرعت پیچ، دمای قالب و سایر پارامترها باید در محدوده توصیه شده باشد و با نظارت و ضبط آنلاین تکمیل شود تا از تخریب حرارتی منجر به بدتر شدن عملکرد جلوگیری شود. بازرسی محصول نهایی باید شامل ظاهر، تحمل ابعادی، خواص فیزیکی و مکانیکی، و در صورت لزوم، آزمایش خواص نوری برای اطمینان از سازگاری دستهای-به-بچچ باشد.
عملکرد تخریب و استانداردهای دفع محیطی جنبه های اصلی هستند که PLA را از پلاستیک های سنتی متمایز می کنند. استانداردهای بینالمللی تخریب صنعتی کمپوست (مانند ISO 14855، EN 13432 و ASTM D6400) مشخص میکنند که در دمای خاص (معمولاً 2±58 درجه)، رطوبت و شرایط هوازی، مواد باید به نرخ تجزیه زیستی مشخص (اغلب بیش از 60 درصد تجزیه کربن) از قطعه کربن (اغلب بیش از 60 درصد تجزیه کربن) برسد. کمتر از 2 میلی متر) در یک دوره معین. به طور همزمان، استانداردها محدودیت هایی را برای محتوای فلزات سنگین تعیین می کنند تا اطمینان حاصل شود که محصولات کمپوست می توانند به طور ایمن برای اصلاح خاک استفاده شوند. برای رفتار تخریب در محیطهای غیرقابل کمپوست{11} (مانند خاک و آب دریا)، ارزیابیهای فعلی عمدتاً بر اساس روشهای مرجع است و استانداردهای مربوطه هنوز در حال اصلاح هستند.
الزامات برچسبگذاری و انطباق نیز در سیستم مشخصات فنی گنجانده شده است. محصولات PLA که استانداردهای تخریب خاصی را برآورده می کنند، می توانند علائم گواهی مربوطه (مانند "کامپوست پذیر" یا "برای کمپوست سازی صنعتی") را روی بسته بندی خود یا خود محصول الصاق کنند، اما باید توسط یک سازمان شخص ثالث آزمایش شوند و گواهی دریافت کنند. برچسب زدن باید شامل نوع مواد، شرایط تخریب، سناریوهای قابل اجرا و اطلاعات تولید باشد تا بازیافت و شناسایی مصرف کننده را تسهیل کند. علاوه بر این، تجارت واردات و صادرات باید الزامات نظارتی بازار هدف، مانند مقررات REACH اتحادیه اروپا و مقررات مواد تماس مواد غذایی FDA ایالات متحده را برآورده کند، که شرکت ها را ملزم به ایجاد پرونده های انطباق و مدیریت زنجیره تامین می کند.
به طور کلی، مشخصات فنی PLA بر ایمنی مواد، عملکرد قابل اعتماد و تخریب قابل کنترل تمرکز دارد و کل چرخه عمر از مواد خام تا دفع زباله را پوشش می دهد. با گسترش دامنه کاربرد و سیاستهای سختگیرانهتر زیستمحیطی، سیستم مشخصات همچنان اصلاح و بهروز میشود و راهنماییهای فنی واضحی را برای تولیدکنندگان فراهم میکند و پایهای محکم برای نظارت بر بازار و اعتماد عمومی ایجاد میکند و در نتیجه نقش بیشتری برای PLA در سیستم مواد پایدار ایجاد میکند.