PLA

Qu’est-ce que le PLA, et à quoi sert-il ?

L’acide polylactique (PLA) est différent de la plupart des polymères thermoplastiques. Dans la mesure où il est dérivé de ressources renouvelables comme l’amidon de maïs ou la canne à sucre. La plupart des plastiques, en revanche, sont dérivés de la distillation et de la polymérisation de réserves pétrolières non renouvelables. Les plastiques dérivés de la biomasse (par exemple, le PLA) sont appelés « bioplastiques ».

L’acide polylactique est biodégradable et présente des caractéristiques similaires au polypropylène (PP), au polyéthylène (PE) ou au polystyrène (PS). Il peut être produit à partir d’équipements de fabrication déjà existants. Par exemple ceux conçus et utilisés à l’origine pour les plastiques de l’industrie pétrochimique. Sa production est donc relativement rentable. En conséquence, le PLA a le deuxième plus grand volume de production de tous les bioplastiques. Lle plus commun étant généralement cité comme l’amidon thermoplastique.

Les applications de l’acide polylactique sont très nombreuses. Parmi les utilisations les plus courantes, citons les films plastiques, les bouteilles et les dispositifs médicaux biodégradables. Par exemple, les vis, les broches, les tiges et les plaques qui devraient se biodégrader en 6 à 12 mois). Pour en savoir plus sur les prototypes de dispositifs médicaux (biodégradables et permanents), cliquez ici. Le PLA se rétrécit sous l’effet de la chaleur et peut donc être utilisé comme matériau d’emballage rétractable. En outre, la facilité avec laquelle l’acide polylactique fond permet des applications intéressantes dans l’impression 3D. A savoir le « moulage perdu de PLA ». En revanche, sa faible température de transition vitreuse fait que de nombreux types de PLA. Par exemple, les gobelets en plastique ne conviennent pas pour contenir un liquide chaud.

Quels sont les différents types d’acide polylactique et pourquoi est-il si souvent utilisé ?

Il existe plusieurs types d’acide polylactique, notamment le PLLA racémique (acide poly-L-lactique). Le PLLA ordinaire (acide poly-L-lactique). Le PDLA (acide poly-D-lactique) et le PDLLA (acide poly-DL-lactique). Ils ont chacun des caractéristiques légèrement différentes. Mais sont similaires parce qu’ils sont produits à partir d’une ressource renouvelable (acide lactique : C3H6O3). Par opposition aux plastiques traditionnels qui sont dérivés du pétrole non renouvelable.

La production de PLA est une idée populaire. Car elle représente la réalisation du rêve d’une production de plastique rentable et non pétrolière. L’énorme avantage du PLA en tant que bioplastique est sa polyvalence. Exposé à l’environnement il se dégrade naturellement. Par exemple, une bouteille en PLA laissée dans l’océan se dégrade généralement en six à 24 mois. Comparé aux plastiques conventionnels qui, dans le même environnement, peuvent mettre plusieurs centaines à mille ans à se dégrader. C’est vraiment phénoménal. Par conséquent, le PLA a un fort potentiel pour être très utile.

Comme dans les applications à courte durée de vie où la biodégradabilité est très bénéfique. Par exemple, comme bouteille d’eau en plastique ou comme récipient pour fruits et légumes. Il est à noter que malgré sa capacité à se dégrader lorsqu’il est exposé aux éléments sur une longue période. Le PLA est extrêmement robuste dans toute application normale (par exemple, comme pièce électronique en plastique).

PLA pour le développement de prototypes sur les machines CNC et les imprimantes 3D

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Le PLA est l’un des deux plastiques couramment utilisés sur les machines FDM (impression 3D). De plus il est couramment disponible en tant que filament pour l’ impression 3D. L’autre plastique commun pour l’ impression 3D est l’ABS. Le filament PLA pour l’ impression 3D est généralement disponible dans une myriade de couleurs. L’acide polylactique peut être usiné par CNC, mais il n’est généralement pas disponible sous forme de feuille ou de tige. En revanche, il est généralement disponible sous forme de film fin pour le thermoformage. Il est aussi disponible sous forme de granulés de plastique pour le moulage par injection. Pour ajuster les propriétés du matériau, les granulés de plastique pour le moulage par injection sont généralement produits et/ou mélangés.

L’une des choses intéressantes que l’on peut faire avec le PLA sur une imprimante 3D s’appelle le « moulage de PLA perdu ». Il s’agit d’un procédé dans lequel le PLA est imprimé sous la forme d’une cavité intérieure. Ensuite il est enrobé de matériaux ressemblant à du plâtre. Le PLA est ensuite brûlé car sa température de fusion est inférieure à celle du matériau environnant. Le résultat final est un vide qui peut être rempli (souvent avec du métal fondu).

Comment fabrique t-on le PLA ?

L’acide polylactique est principalement fabriqué par deux procédés différents : la condensation et la polymérisation. La technique de polymérisation la plus courante est connue sous le nom de polymérisation par ouverture de cycle. Il s’agit d’un procédé qui utilise des catalyseurs métalliques. La combinaison avec du lactide pour créer les plus grosses molécules de PLA. Le processus de condensation est similaire. La principale différence étant la température pendant la procédure. De plus les sous-produits (condensats) qui sont libérés à la suite de la réaction sont différents.

Quelles sont les caractéristiques de l’acide polylactique ?

Maintenant que nous savons à quoi il sert, examinons certaines des principales propriétés de l’acide polylactique. Le PLA est classé comme un polyester « thermoplastique », par opposition à « thermodurcissable ». Ce nom est lié à la façon dont le plastique réagit à la chaleur. Les matériaux thermoplastiques deviennent liquides à leur point de fusion (150-160 degrés Celsius dans le cas du PLA). L’une des principales caractéristiques utiles des thermoplastiques est qu’ils peuvent être chauffés jusqu’à leur point de fusion, refroidis et réchauffés à nouveau sans dégradation significative. Au lieu de brûler, les thermoplastiques comme l’acide polylactique se liquéfient, ce qui leur permet d’être facilement moulés par injection et ensuite recyclés.

En revanche, les plastiques thermodurcissables ne peuvent être chauffés qu’une seule fois (généralement pendant le processus de moulage par injection). Le premier chauffage provoque la prise des matériaux thermodurcissables (semblable à celle d’un époxy en deux parties). Le changement chimique ne peut donc pas être inversé. Si vous essayez de chauffer un plastique thermodurci à une température élevée une seconde fois, il brûlera tout simplement. Cette caractéristique fait des matériaux thermodurcis de mauvais candidats au recyclage. Le PLA relève du code d’identification de résine SPI 7 (« autres »).

Le PLA est-il toxique ?

Sous forme solide, non. En fait, l’acide polylactique (PLA) est biodégradable. La manipulation des aliments utilise souvent le PLA. Une autre utilisation sont les implants médicaux qui se biodégradent dans le corps avec le temps. Comme la plupart des plastiques, il peut être toxique. Surtout s’il est inhalé et/ou absorbé par la peau ou les yeux sous forme de vapeur ou de liquide. C’est-à-dire pendant les processus de fabrication. Soyez prudent et suivez attentivement les instructions de manipulation du polymère fondu en particulier.

Quels sont les inconvénients de l’acide polylactique ?

Le PLA a une température de transition vitreuse relativement basse (généralement entre 111 et 145 °F). Cela le rend assez peu adapté aux applications à haute température. Même des choses comme une voiture chaude en été pourraient provoquer le ramollissement et la déformation des pièces.

L’acide polylactique est un peu plus fragile que l’ABS pour le prototypage 3D, mais il présente également certains avantages.

Quelles sont les propriétés du PLA ?

• Nom technique : Acide polylactique (PLA)
• Formule chimique : (C3H4O2)n
• Température
  • de fusion : PLA : 157 – 170 °C (315 – 338 °F) **
  • typique de moulage par injection : PLLA : 178 – 240 °C (353 – 464 °F) **
  • de déflexion de la chaleur (HDT) : 49 – 52 °C (121 – 126 °F) à 0,46 MPa (66 PSI) ****
• Résistance
  • à la traction : PLLA : 61 – 66 MPa (8840 – 9500 PSI) ***
  • à la flexion : PLLA : 48 – 110 MPa (6,950 – 16,000 PSI) ***
• Densité spécifique : PLLA : 1,24 *
• Taux de rétraction : PLLA : 0,37 – 0,41% (0,0037 – 0,0041 in/in)