PLA,也稱為聚乳酸或聚丙交酯,是由可再生資源如玉米澱粉,木薯根或甘蔗製成的熱塑性塑料,這與其他主要由石油製成的工業材料不同。由於有更多的生態起源(ecological origins),這種材料已經在3D列印中流行起來,我們已經開始在醫療應用和食品中看到它。
PLA由美國化學家華萊士·卡洛瑟斯(Wallace Carothers)於1930年代創立,該公司最著名的化學公司杜邦公司開發尼龍和氯丁橡膠。但是直到1980年代,PLA才最終被美國嘉吉(company Cargill)公司使用。
通過發酵碳水化合物源如玉米澱粉來生產這種熱塑性聚合物。在這種情況下,將天然產物磨碎以將澱粉與玉米分離,然後將其與酸或乳酸單體混合。通過這種混合物,澱粉被分解為葡萄糖(D-葡萄糖)或玉米糖。最後,葡萄糖發酵會產生L-乳酸,這是PLA的基本成分。該材料被認為是非牛頓假塑性流體。這意味著其粘度(流動阻力)將根據其承受的應力而變化。具體來說,PLA是一種精細切割的材料,這意味著粘度會隨著您施加壓力而降低。
PLA filament已在增材製造領域獲得了廣泛的接受,部分原因是它是由可再生產品製成,並且還因為其機械性能。它是3D打印初學者的首選,因為它是一種非常易於使用的材料。這種材料被認為是半結晶聚合物,其熔化溫度為180ºC,低於ABS filament,後者開始在200ºC至260ºC之間熔化。這意味著,在使用PLA進行列印時,無需使用加熱的打印床,也不需要封閉罩。唯一的缺點是PLA filament的黏度較高,如果不小心會堵塞噴頭。
PLA filament機械性能與ABS filament不同。第二個是更堅固和靈活。但是,PLA具有更高的耐熱性,因此常用於食品工業。即使這樣,如果項目沒有很大的機械複雜性,通常還是建議使用它,因為它要簡單得多。例如,PLA不需要復雜的後處理。如果需要,可以將其打磨或用丙酮處理,通常很容易除去支撐物。
近年來,PLA filament的可持續性受到質疑。可能是因為經常代指“可生物降解”已導致混亂。實際上,這種材料是由您在自然界中發現的可再生材料製成的,但是並不一定會使該材料具有生物可降解性。這種材料可以分解,但只能在某些有氧條件下分解。例如,PLA在進行工業堆肥處理時會迅速降解,否則可能需要長達80年的時間才能在戶外分解,就像其他塑料一樣變成塑料污染物。