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可降解材料的原料
目前主流的可降解材料有注塑級可降解塑料廠家,PCL PA.....這其中,注塑級可降解塑料廠家聚乳酸因為優(yōu)異的綜合性能被各國科研機構(gòu)和跨國公司青睞。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù),2014年全球注塑級可降解塑料廠家市場需求量約為11-12萬噸,預計未來將以20%-30%的速度增長,至2020年注塑級可降解塑料廠家市場將達到30-50萬噸。目前,注塑級可降解塑料廠家的主要消費領(lǐng)域是包裝材料,占總消費量的65%左右;其次為生物醫(yī)學領(lǐng)域,約占總消費量的26%。歐洲和北美是注塑級可降解塑料廠家較大的市場,而亞太地區(qū)是增長較快的市場之一。日本、印度、中國和泰國對注塑級可降解塑料廠家的需求還會持續(xù)增長,從而推動注塑級可降解塑料廠家在亞太市場的增長。注塑級可降解塑料廠家在打印的時候平臺可升溫可不升溫,ABS要升到110攝氏度,不然很容易翹邊。2007年以來,我國注塑級可降解塑料廠家的進口數(shù)量在國內(nèi)需求的推動下不斷攀升,2010-2015年注塑級可降解塑料廠家進口量年平均增長率達34.22%,2015年進口 金額再高達2,213.28萬美元。隨著國內(nèi)注塑級可降解塑料廠家共混改性及成型加工技術(shù)的發(fā)展,其機械和耐熱、耐久性能得到進一步提高,促使我國的注塑級可降解塑料廠家能夠進軍性能更加好的市場,出口價格也在逐漸上升,并與進口價格基本持平。
綠色可降解材料——玉米
面對席卷全球的綠色環(huán)保行動,材料科學以玉米等自然資源為原料成功提煉出高分子原料——綠色可生物降解的環(huán)保新型合成材料玉米PLA(聚乳酸)其具有良好的力學性能、降解產(chǎn)物無毒,生物相容性好等特點。這種材料與傳統(tǒng)塑料具有相似的性能,但其能在自然環(huán)境中較快地分解, 達到自然生態(tài)的平衡。因此,聚乳酸在工業(yè)產(chǎn)品上的開發(fā)與應用,是人類對自然界碳循環(huán)的一種和諧參與,在綠色可降解材料中尤其引人注目。人民日報評論稱,禁絕塑料污染,當務之急是想方設(shè)法減少塑料的使用。目前,市面上已有以聚乳酸為原料生產(chǎn)的玉米PLA全降解餐具和一些兒童用工業(yè)產(chǎn)品。在以「 環(huán)境與開發(fā)」為大背景的21世紀,積極開發(fā)和利用聚乳酸顯得尤為重要。
PLA與PBAT理化差異
注塑級可降解塑料廠家T偏軟,韌性強,加工成膜性好,但是偏黏容易粘連,制成的膜透明度低,且有透氣性。那么作為加工企業(yè)為解決以上問題,就需要改變注塑級可降解塑料廠家的加工缺陷,增強原料的挺度,常見的辦法是添加碳酸鈣、木質(zhì)素、纖維素、淀粉等物質(zhì)。6億噸左右,即使5年后國內(nèi)PLA產(chǎn)量能達到100萬噸,玉米用量的占比也不到1%,因此PLA的原料不存在瓶頸。改性后的材料適合吹塑加工,用以生產(chǎn)膜、袋類制品,像連卷袋,背心袋,自封袋,平口袋等,幾乎沒法用于注塑,吸塑加工,沒法生產(chǎn)像一-次性杯盤刀叉這樣的產(chǎn)品。
PLA偏硬,韌性差,成膜困難,但挺度好,透明度高。因此加工企業(yè)常用其生產(chǎn)注塑,吸塑類制品。
聚乳酸耐熱性能大幅度提升,成核劑起重要作用
聚乳酸(PLA)用可再生的植物資源如玉米淀粉為原料,通過化學合成方法得到聚合物,具有透明、硬度高、可生物降解、環(huán)保等特點。通過調(diào)查,在國內(nèi)PLA表觀消費總量已達到 2.3萬t以上,產(chǎn)品主要銷往海外。注塑級可降解塑料廠家與其他可降解塑料相比,在一些方面并沒有優(yōu)勢,但是硬度和透明性上注塑級可降解塑料廠家卻具有獨特的性能。在應用方面,已經(jīng)涵括了醫(yī)學材料、包裝、日用塑料、農(nóng)用品、電器以及3D打印等行業(yè),其中地膜薄膜占大量比重。
目前市場上的聚乳酸都以左旋聚乳酸(PLLA)為主,PLLA雖然具有透明、可降解的優(yōu)點,但不耐熱,高溫時容易變形,這限制了它的使用范圍。添加成核劑可以改善PLLA的結(jié)晶速率、結(jié)晶度等,從而提高它的耐熱溫度。
成核劑主要分為以下幾種:有機成核劑、無機成核劑。
綜上所述,由于添加成核劑可以提高PLA制品的結(jié)晶度,從而改善它的耐熱性能,因此,近幾年P(guān)LA的成核劑得到了大量的研發(fā)。今后這方面研究重點: 1)開發(fā)成核效果更明顯、結(jié)晶速率更快的成核劑,使得PLA在注塑等熱塑性加工過程中結(jié)晶速率快、結(jié)晶度高,從而縮短成型時間、提高生產(chǎn)效率,提高制品的耐熱性能; 2)深入研究不同成核劑對PLA材料結(jié)晶行為的影響,清晰各種成核劑的成核機理,在此研究基礎(chǔ)上,對成核劑作適當改進或者進行不同品種成核劑復合,以進一步提高其成核效果,從而更好地服務于改善PLA制品的性能,促進PLA應用和工業(yè)化生產(chǎn)進程。第二類為微生物發(fā)酵和化學合成共同參與得到的聚合物,如聚乳酸(PLA)等。