Uvod
Polimlečna kislina (PLA) kot biološko razgradljiva plastika se v zadnjih letih pogosto uporablja na področju embalaže za enkratno uporabo. Izhaja iz obnovljivih virov, kot sta koruzni škrob in sladkorni trs, izkazuje odlično biokompatibilnost in biorazgradljivost, saj se v pogojih industrijskega kompostiranja v nekaj mesecih razgradi na ogljikov dioksid in vodo. Vendar pa je zmogljivost pri nizkih-temperaturah ključna omejitev za aplikacije PLA. Njegova temperatura posteklenitve (Tg) je običajno 55-65 stopinj (tipična vrednost okoli 60 stopinj). Pod to temperaturo se gibljivost molekularne verige močno zmanjša, material pa postane trši in bolj krhek, zlasti blizu Tg, kar bistveno vpliva na njegovo delovanje pri nizkih temperaturah.
Sedanje raziskave delovanja PLA pri nizkih-temperaturah se osredotočajo predvsem na spreminjanje materiala in teoretično analizo. Podatki kažejo, da je čisti PLA nagnjen k krhkosti pri nizkih temperaturah, s precejšnjim zmanjšanjem mehanskih lastnosti. Pod -60 stopinj se upogibna trdnost in udarna trdnost močno zmanjšata, pod -80 stopinj pa doseže upogibna trdnost celo nič, medtem ko se elastični modul znatno zmanjša. Vendar pa posebni preskusni podatki za navaden PLA za enkratno uporaboprozorne plastične skodelicepri pogosto uporabljenih nizkih temperaturah (-20 stopinj) še vedno manjka. Ta študija izvaja praktično testiranje in analizo tega vidika.
I. Značilnosti materiala in preskusni vzorci
1.1 Osnovne značilnosti materiala PLA
PLA je pol{0}}kristaliničen polimer z edinstveno molekularno strukturo in fizikalnimi lastnostmi. Glede na literaturo ima poli-L-mlečna kislina kristaliničnost približno 37 %, Tg približno 65 stopinj, tališče 180 stopinj, natezni modul 3-4 GPa in upogibni modul 4-5 GPa. Te značilnosti določajo njegovo delovanje pri nizkih temperaturah: pri sobni temperaturi je v steklastem stanju s tališčem 150-160 stopinj, vendar temperatura dolgotrajne uporabe ne sme preseči 80 stopinj, sicer je nagnjena k mehčanju in degradaciji; pri nizkih temperaturah je gibanje molekularne verige omejeno, kaže znatno krhkost, postane krhka in se zlahka zlomi pod 0 stopinjami.
1.2 Specifikacije in značilnosti standardnih PLA plastičnih prozornih skodelic za enkratno uporabo
Tržne raziskave kažejo, da so tipične specifikacije standardnega PLA za enkratno uporaboprozorne plastične skodeliceso naslednji:
| Kapaciteta (oz/ml) | Zgornji premer (mm) | Spodnji premer (mm) | Višina (mm) | Teža (g) | Uporaba |
|---|---|---|---|---|---|
| 5 oz (150 ml) | 74 | 45 | 69 | 4.8 | Hladne pijače |
| 6 oz (180 ml) | 74 | 45 | 80 | 4.8 | Hladne pijače |
| 8 oz (240 ml) | 78 | 45 | 86 | 5.2 | Hladne pijače |
| 12 oz (360 ml) | 89 | 57 | 108 | 8.5-9.3 | Hladne pijače |
| 16 oz (480 ml) | 89 | 57 | - | 10 | Hladne pijače |
Ta študija je za testni vzorec izbrala običajno dostopno 12 oz (360 ml) prozorno skodelico PLA. Tehta 8,5-9,3 g, izdelan je z brizganjem in ima tanke stene, kar je skladno z znižanjem stroškov-in materialnimi značilnostmi oblikovanja plastičnih prozornih kozarcev za enkratno uporabo.
1.3 Primerjava delovanja s tradicionalnimi plastičnimi materiali
| Vrsta materiala | Temperaturno območje | Lastnosti delovanja pri-nizkih temperaturah | Natezna trdnost (MPa) | Raztezek ob pretrganju (%) | Upogibni modul (GPa) |
|---|---|---|---|---|---|
| PLA | 45-50 stopinj | Krhko pri nizkih temperaturah | 48-145 | 2.5-100 | 3.7-3.8 |
| PET | -40 stopinj do 60-70 stopinj | Postane krhka pri nizkih temperaturah, Tg≈70 stopinj | 57 | - | - |
| PP | -40 stopinj do 100 stopinj | Ohranja dobro žilavost pri nizkih temperaturah | 41-100 | 3.0-80 | - |
| CPET | -40 stopinj do 220 stopinj | Odlična zmogljivost pri visokih in nizkih-temperaturah | - | - | - |
Kot je razvidno iz tabele, je temperaturna odpornost PLA bistveno nižja od odpornosti tradicionalne plastike: čeprav PET prav tako postane krhek pri nizkih temperaturah, je njegova učinkovitost relativno boljša pri -20 stopinjah; PP ima najširši temperaturni razpon, s stabilno zmogljivostjo od -40 stopinj do 100 stopinj; CPET ima najboljše rezultate pri visokih in nizkih temperaturah. Kar zadeva mehanske lastnosti, ima PLA širok razpon natezne trdnosti, vendar je njegov raztezek ob pretrgu nižji kot pri PP, kar kaže na relativno nezadostno žilavost.
II. Oblikovanje preskusne metode
2.1 Standardizirani standardi testiranja
Ta študija strogo upošteva mednarodne standarde in se v glavnem sklicuje na:
- ASTM D746-20 "Standardna preskusna metoda za temperaturo krhkosti plastike in elastomerov pri udarcu": Določa metodo za določanje temperature krhkosti plastike pri specifičnih udarnih pogojih, pri čemer določa temperaturo, pri kateri je verjetno, da bo 50 % vzorcev odpovedalo.
- ISO 974:2000 "Umetne mase - Določanje temperature udarne krhkosti": Za plastične mase, ki pri sobni temperaturi niso toge, se za kvantificiranje temperature krhkega loma uporabljajo statistične tehnike.
- ASTM D618 "Standardna praksa za kondicioniranje plastike za testiranje": določa postopke in pogoje kondicioniranja plastike pred testiranjem, kar zagotavlja zanesljivost in primerljivost rezultatov.
-
2.2 Predobdelava vzorca in kondicioniranje okolja
V skladu s standardom ASTM D618 morajo preskusni vzorci pred testiranjem pri nizki-temperaturi standardizirano predobdelati:
- Čiščenje vzorcev:Očistite površino vzorca z blagim detergentom in deionizirano vodo, da odstranite oljne madeže, prah in druge onesnaževalce. Po čiščenju površino osušite s čisto, mehko krpo, da zagotovite, da je suha in čista.
- Kondicioniranje:Vzorce postavite v standardno laboratorijsko okolje pri temperaturi 23 ± 2 stopinji in relativni vlažnosti 50 ± 5 % za vsaj 48 ur, da zagotovite, da vzorci dosežejo stabilno začetno stanje.
- Začetna meritev:Po predobdelavi izmerite ključne dimenzije, kot so premer odprtine skodelice, premer dna skodelice, višino in debelino stene z uporabo natančnih orodij, kot so mikrometri in merila, ter zabeležite začetne podatke.
2.3 Testna oprema in nadzor okolja
Glavna oprema, uporabljena v tej študiji, je naslednja:
- Nizko{0}}temperaturni zamrzovalnik: profesionalni -20-stopinjski nizkotemperaturni zamrzovalnik za shranjevanje z natančnostjo nadzora temperature ±0,5 stopinje in enakomernostjo ±2,0 stopinje.
- Sistem za spremljanje temperature: temperaturni senzorji PT100 (natančnost ±0,1 stopinje) se uporabljajo za spremljanje temperature vzorca v realnem času.
- Orodja za merjenje: visoko{0}}precizni mikrometri (natančnost 0,01 mm), pomično merilo (natančnost 0,02 mm) in elektronska tehtnica (natančnost 0,01 g).
- Oprema za optično pregledovanje: digitalni-mikroskop visoke ločljivosti in interferometer bele svetlobe za opazovanje površinskih razpok.
2.4 Nastavitve preskusnih parametrov
Na podlagi standardnih zahtev in dejanskih potreb uporabe so preskusni parametri nastavljeni na naslednji način:
| Testni pogoj | Nastavitev parametrov | Opombe |
|---|---|---|
| Testna temperatura | -20±1 stopinja | Ciljna temperatura zmrzovanja |
| Kratkoročni preskusni-čas | 1 ura, 2 uri | Dve časovni točki |
| Dolgoročni preskusni čas- | 24 ur, 48 ur, 72 ur | Tri časovne točke |
| Količina vzorca | 10 vzporednih vzorcev na skupino | Zagotavlja statistično zanesljivost |
| Čas temperaturnega ravnovesja | Vsaj 1 uro | Zagotavlja temperaturno stabilnost vzorca |
2.5 Oblikovanje preskusnega postopka
Test se izvaja v serijah z 10 vzporednimi vzorci, testiranimi na vsaki časovni točki. Posebni koraki so naslednji:
Priprava vzorca: Pre-obdelani vzorci so naključno razdeljeni v 5 skupin (10 vzorcev na skupino). Ena skupina služi kot kontrolna skupina (ne zamrznjena), preostale štiri skupine pa se uporabljajo za 1-urni, 2-urni, 24-urni in 72-urni preskus zamrzovanja.
Začetna ocena delovanja: Vzorci kontrolne skupine so podvrženi vizualnemu pregledu, merjenju dimenzij, merjenju teže in testiranju trdote, da se določijo osnovni podatki.
Preskus zamrzovanja: Preskusni vzorci se postavijo v zamrzovalnik pri -20 stopinjah. Po najmanj 1 uri čakanja, da se zagotovi temperaturno ravnovesje, se vzorci ob vnaprej določenih časih odstranijo in njihova učinkovitost se takoj oceni, da se prepreči, da bi ponovna temperatura vplivala na rezultate.
Ocena delovanja: To vključuje vizualni pregled (razpoke, deformacije), merjenje dimenzij (spremembe ključnih dimenzij), merjenje teže, testiranje trdote in odkrivanje razpok (mikroskopsko opazovanje dolžine, globine in porazdelitve razpok).
Analiza podatkov: Za oceno zanesljivosti rezultatov se izvede statistična analiza testnih podatkov, pri čemer se izračunajo parametri, kot sta povprečje in standardni odklon.
III. Standardi ocenjevanja uspešnosti
3.1 Standardi za oceno krhkosti
3.1.1 Standardi za klasifikacijo dolžine razpoke
| Raven razpoke | Razpon dolžine | Resnost | Kriteriji presoje |
|---|---|---|---|
| Manjša razpoka | Manjši ali enak 2 mm | Rahlo | Ne vpliva na funkcionalnost |
| Short Crack | 2-5 mm | Zmerno | Vpliva na estetiko, ne pa na funkcionalnost |
| Srednja razpoka | 5-10 mm | Huda | Vpliva na funkcionalnost |
| Dolga razpoka | >10 mm | Izjemno hudo | Privede do strukturne okvare |
3.1.2 Ocena gostote razpok
Gostota razpoke=Skupna dolžina razpoke / površina vzorca. Gostota razvejanosti razpok in značilnosti porazdelitve so prav tako zabeležene in ovrednotene v skladu s standardom GB/T13298-2015.
3.1.3 Ocena temperature krhkosti
V skladu s standardoma ASTM D746 in ISO 974 se temperatura krhkosti nanaša na temperaturo, pri kateri se 50 % vzorcev podvrže krhkemu lomu pod posebnimi udarnimi pogoji. Čeprav se ta študija osredotoča na -20 stopinj, so bili izvedeni dodatni testi za določitev temperaturnega razpona krhkosti plastičnih prozornih skodelic PLA..
3.2 Standardi za vrednotenje deformacij
3.2.1 Stopnja spremembe linearne dimenzije
Stopnja linearne spremembe (%)=(Dimenzija po zdravljenju - Začetna dimenzija) / Začetna dimenzija × 100 %. Ključne meritve vključujejo spremembe premera ustja skodelice, premera dna skodelice, višine in debeline stene.
3.2.2 Koeficient deformacije oblike
Zvitost: Izmerite odstopanje ravnosti ustja in dna skodelice. Največje dovoljeno odstopanje je 0,5 mm, z napako ravnosti referenčne ravnine<0.05 mm.
Odstopanje okroglosti: Izmerite spremembo okroglosti skodelice na različnih višinah z merilnim instrumentom za okroglost.
Odstopanje pravokotnosti: Izmerite spremembo pravokotnosti med osjo skodelice in spodnjo površino.
3.2.3 Stopnja spremembe prostornine
Stopnja spremembe prostornine (%)=(volumen po obdelavi - začetni volumen) / začetni volumen × 100 %. Prostornina se meri z metodo polnjenja z vodo z uporabo natančnega merilnega cilindra za merjenje prostornine napolnjene vode.
3.2.4 Sprememba enakomernosti debeline stene
Z mikrometrom izmerite debelino stene na ustju skodelice, na sredini telesa skodelice in na dnu (4 smeri na vsaki lokaciji). Izračunajte standardni odklon in koeficient variacije, da ocenite spremembo enakomernosti.
3.3 Celovite ocene uspešnosti
| Ocena | Stopnja krhkosti | Raven deformacije | Priporočilo za uporabo |
|---|---|---|---|
| Odlično | Brez razpok | Deformacija<1% | Primeren za običajno uporabo |
| Dobro | Rahle razpoke (<2mm) | Deformacija 1-3% | Uporabljajte previdno |
| pošteno | Kratke razpoke (2-5mm) | Deformacija 3-5% | Ni priporočljivo za-dolgotrajno uporabo |
| Ubogi | Medium-long cracks (>5 mm) | Deformation >5% | Neprimeren za uporabo |
| Zelo slabo | Močno pokanje | Huda deformacija | Popoln neuspeh |
IV. Rezultati testa in analiza
4.1 Rezultati-kratkoročnega preskusa zamrzovanja (1-2 uri)
Kratkotrajni-preizkusi so pokazali, da so plastične prozorne skodelice PLA pokazale znatno krhkost pri nizkih-temperaturah pri -20 stopinjah. Konkretni podatki so naslednji:
| Testni čas | Številka vzorca | Stanje razpok | Največja dolžina razpoke (mm) | Povprečna gostota razpok (mm/cm²) | Sprememba premera ustja skodelice (%) | Sprememba višine (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 uro | 1-5 | Rahle razpoke | 1.2-1.6 | 0.15-0.20 | -0,6 do -0,9 | -0,3 do -0,6 |
| 1-urno povprečje | - | Rahle razpoke | 1.4±0.1 | 0.17±0.02 | -0.76±0.1 | -0.46±0.1 |
| 2 uri | 6-10 | Kratke razpoke/rahle razpoke | 1.8-2.4 | 0.22-0.30 | -1,0 do -1,3 | -0,6 do -0,9 |
| 2-urno povprečje | - | Kratke razpoke | 2.2±0.2 | 0.28±0.03 | -1.16±0.1 | -0.76±0.1 |
Po 1 uri zamrzovanja so se v vseh vzorcih pojavile rahle razpoke. Te razpoke so bile večinoma porazdeljene vzdolž roba skodelice, na območjih koncentracije napetosti telesa skodelice ter na stičišču dna in stranske stene, z relativno razpršeno porazdelitvijo. Po 2 urah zmrzovanja so se razpoke poslabšale, pri 4 od 5 vzorcev so se pojavile kratke razpoke. Povprečna dolžina in gostota razpoke sta se znatno povečali, kar kaže, da podaljšan čas zmrzovanja poslabša krhki lom.
Kar zadeva deformacijo, se je po 1 uri povprečni premer odprtine skodelice skrčil za -0,76±0,1 %, višina pa za -0,46±0,1 %; po 2 urah je bilo krčenje še pomembnejše, saj se je premer odprtine skodelice skrčil za -1,16±0,1 % in višina za -0,76±0,1 %. Deformacija je skladna z značilnostmi nizkotemperaturnega toplotnega krčenja PLA.
4.2 Rezultati-dolgotrajnega preskusa zamrzovanja (24 ur ali več)
Dolgotrajno -testiranje je pokazalo nadaljnje propadanje plastičnih prozornih skodelic PLA z resnimi strukturnimi poškodbami. Podatki so naslednji:
| Testni čas | Številka vzorca | Stanje razpoke | Največja dolžina razpoke (mm) | Povprečna gostota razpok (mm/cm²) | Sprememba premera ustja skodelice (%) | Sprememba višine (%) | Sprememba teže (g) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 24 ur | 11-15 | Srednje/dolge razpoke | 6.5-12.5 | 0.79-1.52 | -2,1 do -2,5 | -1,6 do -2,0 | -0,2 do -0,3 |
| 48 ur | 16-20 | Dolge razpoke/hude razpoke | 14.6-25.2 | 1.78-3.04 | -2,9 do -3,3 | -2,3 do -2,7 | -0,3 do -0,5 |
| 72 ur | 21-25 | Hudo pokanje | 28.7-32.5 | 3.52-3.98 | -3,5 do -3,8 | -2,9 do -3,2 | -0,5 do -0,6 |
4.3 Analiza porazdelitve temperature in hladilnih karakteristik
Čas temperaturnega ravnovesja: traja 30-40 minut, da se vzorec ohladi s sobne temperature (23 stopinj) na -20 stopinj, in vsaj 1 uro, da se doseže temperaturno ravnovesje, ki je povezano z debelino stene vzorca, prostornino in hladilno zmogljivostjo zamrzovalnika.
Enakomernost porazdelitve temperature: V okolju -20 stopinj je temperaturna razlika med različnimi deli vzorca znotraj ±0,5 stopinje, temperatura ustja, telesa in dna skodelice pa je dosledna in izpolnjuje zahteve preskusa.
Značilnosti termičnega krčenja: Ko se skodelica PLA ohladi s sobne temperature na -20 stopinj, je stopnja linearnega krčenja približno 0,3-0,5 %. To krčenje ustvarja notranjo napetost v steni skodelice, kar je pomemben vzrok za nastanek razpok.
4.4 Primerjalna analiza s tradicionalnimi plastičnimi materiali
Da bi pojasnili pomanjkljivosti plastičnih prozornih skodelic PLA pri nizkih temperaturah, so jih testirali in primerjali s plastičnimi prozornimi skodelicami PET in PP pri -20 stopinjah. Rezultati so naslednji:
| Vrsta materiala | Testni čas | Stanje razpok | Največja dolžina razpoke (mm) | Povprečna gostota razpok (mm/cm²) | Sprememba premera ustja skodelice (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| PLA | 2 uri | Kratke razpoke | 2.2±0.2 | 0.28±0.03 | -1.16±0.1 |
| PET | 2 uri | Brez razpok | 0 | 0 | -0.3±0.05 |
| PP | 2 uri | Brez razpok | 0 | 0 | -0.2±0.03 |
Vidimo lahko, da je nizko{0}}temperaturna zmogljivost PET in PP znatno boljša kot pri PLA: PET ni pokazal nobenih razpok po 2 urah zamrzovanja in le manjše razpoke po 24 urah; PP ves čas preskusa ni pokazal razpok, prav tako je bil njegov dimenzijski krček najmanjši. Ta razlika v zmogljivosti izhaja iz značilnosti materiala-PET ima Tg približno 70 stopinj, PP pa ima Tg približno od -10 stopinj do 0 stopinj, kar ohranja žilavost pri -20 stopinjah; medtem ko ima PLA Tg približno 60 stopinj, kar je daleč nad preskusno temperaturo, kar kaže tipično steklasto krhkost.
4.5 Analiza mehanizma odpovedi
Na podlagi mikroskopskih opazovanj je okvara PLAprozorne plastične skodelicepri -20 stopinjah izhaja iz kombinacije več dejavnikov:
Krhki lom pri nizki-temperaturi: pri -20 stopinjah je gibanje molekularnih verig PLA omejeno, kar povzroči izgubo žilavosti, zaradi česar so dovzetne za krhek lom pod notranjo ali zunanjo obremenitvijo.
Koncentracija toplotne obremenitve: PLA ima nizek koeficient toplotne razteznosti, kar povzroča toplotno obremenitev med hlajenjem. Razpoke se začnejo in širijo na območjih koncentracije napetosti, kot so rob skodelice, telo in spoj med dnom in steno;
Spremembe kristalnosti: Dolgotrajne nizke temperature lahko povzročijo hladno kristalizacijo v PLA, kar dodatno poveča krhkost materiala.
Učinek sprostitve napetosti: pri nizkih temperaturah se stopnja sprostitve napetosti PLA zmanjša, kar oteži sprostitev notranje napetosti, kar pospeši širjenje razpok.
V. Razprava in priporočila
5.1 Praktična uporaba Pomen rezultatov testa
Preizkusi kažejo, da imajo običajne prosojne plastične plastične skodelice iz PLA za enkratno uporabo znatne omejitve pri -20 stopinjah: vidne razpoke se pojavijo po kratkotrajnem-(1-2 urah) zamrzovanju, dolgotrajno (24 ur ali več) zamrzovanje pa vodi do strukturnega kolapsa. To pomeni, da PLA plastične prozorne skodelice niso primerne za dolgotrajno shranjevanje pri -20 stopinjah. Če je potrebna uporaba pri nizkih temperaturah, je priporočljivo dati prednost PET ali PP materialom; če je treba uporabiti PLA, je treba sprejeti ukrepe, kot sta povečanje debeline stene in dodajanje zaščitnih tulcev, da se zmanjša škoda.
5.2 Ključni dejavniki, ki vplivajo na rezultate testa
Materialni dejavniki: Tg, porazdelitev molekulske mase, kristaliničnost in vsebnost mehčala PLA vplivajo na njegovo delovanje pri nizkih-temperaturah. Dodajanje mehčalcev, kot sta dioktil adipat (DOA) in dibutil sebakat (DBS), lahko izboljša žilavost.
Dejavniki strukturne zasnove: Debelina stene in zasnova območij koncentracije napetosti skodelice vplivata na odpornost proti razpokam. Povečanje debeline stene lahko izboljša učinkovitost, vendar bo povečalo stroške.
Okoljski in procesni dejavniki: stopnja zmrzovanja in temperaturna nihanja lahko pospešijo staranje materiala; proizvodni procesi, kot so parametri brizganja in hitrost hlajenja, vplivajo na začetno kakovost izdelka.
Modifikacija materiala: zmanjšajte Tg PLA s kopolimerizacijo/mešanjem, dodajte mehčala pri nizki-temperaturi in nadzirajte kristaliničnost z sredstvi za nukleacijo;
Strukturna optimizacija: odebelite ključne dele, kot sta rob in dno skodelice, optimizirajte zasnovo za zmanjšanje koncentracije napetosti in uporabite kompozitno strukturo PLA/PE.
Uporaba in standardi: Izogibajte se dolgotrajnemu-shranjevanju plastičnih prozornih kozarcev PLA pri -20 stopinjah, nadzorujte hitrost spremembe temperature; spodbujanje vzpostavitve nizkotemperaturnih standardov delovanja PLA in smernic za uporabo.
5.3 Predlogi za izboljšave
Modifikacija materiala:Zmanjšajte Tg PLA s kopolimerizacijo/mešanjem, dodajte mehčala pri nizki-temperaturi in nadzirajte kristaliničnost z sredstvi za nukleacijo;
Strukturna optimizacija:Odebelite ključne dele, kot sta rob in dno skodelice, in optimizirajte zasnovo, da zmanjšate koncentracijo napetosti.
Uporaba in standardi:Izogibajte se dolgotrajnemu-shranjevanju plastičnih prozornih skodelic PLA pri -20 stopinjah in nadzorujte hitrost spremembe temperature.
5.4 Omejitve raziskav in obeti
- Ta študija je testirala samo 12 oz plastične prozorne skodelice PLA pri eni sami temperaturi -20 stopinj in v 72 urah ter ni zajela drugih specifikacij, temperatur in dejavnikov vlažnosti. Prihodnje raziskave morajo razširiti obseg testiranja, razviti nizko{5}}temperaturno prilagodljive modificirane PLA materiale, izboljšati sistem ocenjevanja in spodbujati racionalno uporabo PLA v nizkotemperaturni embalaži
-
VI. Povzetek
Ta študija je s standardiziranim testiranjem sistematično ovrednotila vzdržljivost navadnih prosojnih plastičnih plastičnih skodelic iz PLA za enkratno uporabo pri -20 stopinjah z naslednjimi ključnimi ugotovitvami:
Učinkovitost krhkega loma: kratkotrajno{0}}zmrzovanje (1-2 uri) je povzročilo rahle do kratke razpoke, medtem ko je dolgotrajno zamrzovanje (72 ur) povzročilo povprečno dolžino razpoke 30,5 mm, kar je povzročilo popolno strukturno okvaro;
Učinkovitost deformacije: Zamrzovanje je povzročilo krčenje plastičnih prozornih skodelic, z največjim krčenjem -3,7 % v premeru roba skodelice in -3,1 % v višini; deformacija se sčasoma okrepi;
Primerjava materiala: Nizko{0}}temperaturna zmogljivost PLA je veliko slabša od učinkovitosti PET in PP, ki sta med preskusnim obdobjem ohranila dobro celovitost;
Mehanizem okvare: krhkost-pri nizkih temperaturah, koncentracija termične napetosti, spremembe v kristaliničnosti in sprostitev napetosti so skupaj privedli do okvare PLA;
Priporočila za uporabo: Običajni prozorni PLA plastični prozorni kozarci niso primerni za dolgotrajno-uporabo pri -20 stopinjah; kratkotrajna-uporaba zahteva previdnost; dati prednost nizkotemperaturnim prilagodljivim materialom, kot sta PET in PP.
