PLA的行業(yè)應(yīng)用

   在石油資源日益枯竭和全球提倡低碳環(huán)保的大背景下，生物塑料在資源利用和可降解等方面比傳統(tǒng)塑料具有的優(yōu)勢。作為生物塑料家族中的當(dāng)家品種，PL吹塑級可降解塑料供應(yīng)以其良好的相容性和可降解性受到各方青睞。聚乳酸也稱為聚丙交酯，是以乳酸為原料生產(chǎn)的新型聚酯材料。因為用于生產(chǎn)聚乳酸的原料--乳酸是由玉米、木薯等的淀粉經(jīng)微生物發(fā)酵方法制備，再經(jīng)過化學(xué)合成形成聚乳酸，而廢棄的聚乳酸可以通過堆肥等方法在微生物的作用下可徹底降解為CO2和H2O，因此吹塑級可降解塑料供應(yīng)是一種資源可再生的合成生物塑料材料。

    吹塑級可降解塑料供應(yīng)的應(yīng)用十分廣泛，可用于加工從工業(yè)到民用的各種塑料制品，包裝食品、快餐飯盒、無紡布、工業(yè)及民用布，也可加工成農(nóng)用織物、保健織物、衛(wèi)生用品和帳篷布等，市場前景十分看好。聚乳酸在領(lǐng)域也應(yīng)用廣泛，可生產(chǎn)一次性輸液用具、免拆型手術(shù)縫合線、骨釘?shù)?，還可用于緩釋劑等等。

    吹塑級可降解塑料供應(yīng)作為目前產(chǎn)業(yè)化成熟、產(chǎn)量、應(yīng)用廣泛、價格的生物基塑料，是未來有希望撼動石油基塑料傳統(tǒng)地位的降解材料，也將成為生物塑料的主力軍。

TPS淀粉基降解材料吹膜工藝

  淀粉主要由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成，親水性極強(qiáng)，直接加熱時沒有塑化熔融的過程。

  因此，常向熱塑性淀粉中添加小分子塑化劑，通過塑化劑使淀粉能夠在擠出、注塑等高溫剪切作用下表現(xiàn)出熱塑性。這個過程稱為淀粉改性或者淀粉熱塑性處理，改性后的原料一般成為熱塑性淀粉（TPS）。

  將粒度d50為4.95μm的玉米淀粉放入115℃的KFP-1000L干燥箱內(nèi)，烘干8小時，使水分含量在900ppm以內(nèi)，將甘油和淀粉按照100:30比例在高混機(jī)中混合均勻，之后投料入長徑比36:1、直徑40mm的同向雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)過水槽冷切、拉條、造粒。擠出機(jī)各段溫度設(shè)定為120~210℃，擠出機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速為150rpm。切粒后制得熱塑性淀粉粒料(TPS)，在90℃干燥箱內(nèi)烘干至水分含量低于800ppm后密閉包裝后待用。

  了彌補(bǔ)單一淀粉材料性能的不足，通過將熱塑性淀粉TPS與吹塑級可降解塑料供應(yīng)類的脂肪族共聚酯PBSA進(jìn)行共混改性，以提高淀粉基吹塑級可降解塑料供應(yīng)的拉伸強(qiáng)度和耐撕裂性等物理力學(xué)性能。

  為了彌補(bǔ)單一淀粉材料性能的不足，通過將熱塑性淀粉TPS與生物降解類的脂肪族共聚酯PBSA進(jìn)行共混改性，以提高淀粉基降解塑料的拉伸強(qiáng)度和耐撕裂性等物理力學(xué)性能。

  將不同試驗的材料分別投入MB-900吹膜機(jī)內(nèi)，在不同溫度、螺桿轉(zhuǎn)速條件下熔融擠出吹膜收卷。薄膜厚度調(diào)整為15μm，樣品在23℃和50%RH環(huán)境下狀態(tài)調(diào)節(jié)4h。分別投料進(jìn)行吹膜試驗的材料有：PBAT-A/B/C 、PBSA-A/B/C 。試驗中不同的吹脹比DDR按照吹制不同的產(chǎn)品寬度調(diào)節(jié)，不同的牽引比通過更換不同間隙的口模吹制相同厚度和寬度的薄膜來實現(xiàn)。

可降解塑料面臨的挑戰(zhàn)國內(nèi)

  1）成本較高，雖然近幾年隨著產(chǎn)能規(guī)模的擴(kuò)大，價格已有下降，但平均價格仍是傳統(tǒng)塑料的2 ～ 3倍（淀粉基塑料除外）；2）生物降解塑料的降解需要一定的微生物環(huán)境，因此對其回收及回收后如何堆肥也是需要考慮的一個重要問題；3）吹塑級可降解塑料供應(yīng)的性能與傳統(tǒng)石油基塑料相比還有差距，大部分性能不如石油基塑料（除PBS，PBTA）；4）很多生物基降解塑料的原料來源是玉米、木薯等，需要考慮“吃”和“用”的平衡問題；（可參考1噸PLA要消耗2.5噸玉米，發(fā)展PLA真的糟蹋糧食嗎？一文）總而言之，PLA的發(fā)展面臨著擴(kuò)大產(chǎn)能、乳酸的玉米為主原料來源的道德問題及其價格波動等諸多挑戰(zhàn)；PBAT也面臨著石油的非生物質(zhì)資源來源問題、未來石油價格波動問題、應(yīng)用場景較窄、以及降解產(chǎn)物風(fēng)險評估等問題。這些問題需要學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界攜手攻關(guān)、共同探索，找到解決以上問題的途徑與方案。

全降解為什么傳統(tǒng)“堆肥”一定要“60天

  吹塑級可降解塑料供應(yīng)為什么傳統(tǒng)“堆肥”一定要“60天為啥子要60天？一般有機(jī)肥堆肥發(fā)酵15-20天的產(chǎn)品只能達(dá)到無害化標(biāo)準(zhǔn)。而的有機(jī)肥料堆肥發(fā)酵過程一般需要45-60天的時間。

 這是因為在堆肥前期的升溫階段以及高溫階段會植物致病病原菌、蟲卵、雜草籽等有害微生物，但此過程中微生物的主要作用是新陳代謝、繁殖，而只產(chǎn)生很少量的代謝產(chǎn)物，并且這些代謝產(chǎn)物不穩(wěn)定也不易被植物吸收。到后期的降溫期，微生物才會進(jìn)行有機(jī)物的腐殖質(zhì)化，并在此過程中產(chǎn)生大量有益于植物生長吸收的代謝產(chǎn)物，這個過程需要45-60天。經(jīng)此過程的堆肥可以達(dá)到三個目的，一是無害化；二是腐殖質(zhì)化；三是大量微生物代謝產(chǎn)物如各種、蛋白類物質(zhì)等。