PLA物理改性方法

連卷袋可降解材料是由含糖、淀粉、纖維素等生物質(zhì)材料為原料，經(jīng)發(fā)酵制成乳酸，再由乳酸聚合制成聚乳酸高分子材料而成。因?yàn)檫B卷袋可降解材料具有良好的生物相容性、可降解性和來源于生物原材料等特點(diǎn)，研究者認(rèn)為 連卷袋可降解材料是應(yīng)用前景比較好的一種連卷袋可降解材料。

雖然連卷袋可降解材料有很多優(yōu)點(diǎn)，但是在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中也存在很多不足: 如 連卷袋可降解材料 的韌性比較差，缺少彈性以及柔性，質(zhì)地硬而且脆性大，溶體強(qiáng)度相對(duì)較低，結(jié)晶速率過慢等，上述缺陷限制了其在很多方面的應(yīng)用。連卷袋可降解材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)中含有大量的酯鍵，導(dǎo)致其親水性差，降解速率需要控制等。而且 連卷袋可降解材料 價(jià)格較高，增加了原料成本，也限制了其在商業(yè)上的推廣。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。因此，針對(duì)以上諸多缺點(diǎn)，對(duì) 連卷袋可降解材料 進(jìn)行改性成為近些年國(guó)內(nèi)外相關(guān)科研人員主要研究的方向。以期改善材料性能和降解產(chǎn)品成本。

連卷袋可降解材料是基于材料共混改性完成的。共混改性是在保持聚合物原有的優(yōu)良性能的前提下，有針對(duì)性地對(duì)其某些有缺陷的物理機(jī)械性能進(jìn)行改進(jìn)，同時(shí)使生產(chǎn)成本降低。因此是目前應(yīng)用廣泛的改性聚合物的方法。而“可降解塑料”的宣傳，會(huì)容易讓公眾認(rèn)為這是一種“可以不用處理就能自己消失”的材料而造成誤導(dǎo)。目前，根據(jù)共混組分的類型不同，連卷袋可降解材料共混體系可大致分為增塑劑共混、成核劑共混、無機(jī)填料共混、天然纖維共混以及其他可降解材料共混等。

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(shí)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(gè)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(shí)，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(zhǎng)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。Na2CO3和HCl作為調(diào)節(jié)pH值的化學(xué)試劑，也是允許使用的添加劑，加入的量也在允許使用的范圍內(nèi)。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與連卷袋可降解材料類的脂肪族共聚酯PBSA進(jìn)行共混改性，以提高淀粉基連卷袋可降解材料的拉伸強(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(yàn)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(yàn)的材料有：PBAT-A/B/C 、PBSA-A/B/C 。其中，PLA/PHA共混纖維的光澤(外觀)與真絲等纖維相媲美，具有天然抑菌、防螨等功能特性。試驗(yàn)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(shí)現(xiàn)。

PLA可以回收！堆肥只是其中一種方法

  人們認(rèn)為連卷袋可降解材料不可回收，這是一種普遍存在的誤解,化學(xué)回收就是將聚合物轉(zhuǎn)化為單體、低聚物或者碳?xì)浠衔?，以便再次使用，生產(chǎn)原始聚合物。化學(xué)回收有熱解聚和化學(xué)解聚兩種工藝。

熱解聚需要消耗大量的能量，可用于PE和PP回收。

化學(xué)解聚可用于PET和PLA等聚酯。用于PLA時(shí)，化學(xué)解聚過程是簡(jiǎn)單的水解，可以在小規(guī)模設(shè)施中相對(duì)容易地進(jìn)行。

Total Corbion偏向于化學(xué)解聚。該公司在泰國(guó)商業(yè)工廠擁有這樣的設(shè)施。該技術(shù)已被用于內(nèi)部回收非特定PLA產(chǎn)品。Total Corbion目前正在研究如何使用該技術(shù)從轉(zhuǎn)換器和消費(fèi)后塑料廢物中化學(xué)回收工業(yè)后廢棄物。

相關(guān)應(yīng)用的主要例子包括托盤、瓶子和杯子。Total Corbion致力于與專業(yè)的PLA回收公司一起開發(fā)回收價(jià)值鏈，以刺激對(duì)PLA的需求，從而提高PLA產(chǎn)品的回收率。

禁塑3周，海南為什么還缺貨

  2019年3月，海南省生態(tài)環(huán)境廳相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，海南島內(nèi)每年一次性不可降解的塑料制品消耗量約為11-12萬噸，目前島內(nèi)生產(chǎn)能力約6.5萬噸，占55%，剩下的45%靠島外。因此，亟需通過提升一次性不可降解塑料制品代替產(chǎn)品的產(chǎn)能、使用性能，塑料制品的管理機(jī)制，降低連卷袋可降解材料制品的生產(chǎn)成本。連卷袋可降解材料是由含糖、淀粉、纖維素等生物質(zhì)材料為原料，經(jīng)發(fā)酵制成乳酸，再由乳酸聚合制成聚乳酸高分子材料而成。

2020年11月30日，央視新聞，海南省生態(tài)環(huán)境廳相關(guān)負(fù)責(zé)人稱，目前海南省內(nèi)的(產(chǎn))量可以滿足一部分需求，從(塑料)膜袋來講的話，目前有3萬噸左右的產(chǎn)量規(guī)模，餐具的話在1萬噸左右，但是我們也調(diào)查省外也有這樣的廠家，總共這個(gè)生產(chǎn)能力是完全能夠滿足我們海南省內(nèi)的這個(gè)禁塑需求的?！哺邷谺和MB型〕適用于200℃以上至240℃以下加工條件之硬膠材質(zhì)，如：ABS、AS（SAN）、PMMA（Acrylic）等。

從以上兩個(gè)數(shù)據(jù)來了，在禁塑實(shí)施一年前就有心理準(zhǔn)備，需求12萬噸，島內(nèi)生產(chǎn)能力僅為6.5萬噸，剩下的45%靠島外供應(yīng)。

只是有時(shí)候報(bào)道的數(shù)據(jù)也會(huì)出現(xiàn)偏差，2020年3月報(bào)道的年消耗量?jī)H為6.5萬噸——據(jù)海南省生態(tài)環(huán)境廳相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前海南省一次性塑料袋年消耗量約4萬噸，一次性塑料餐具年消耗量約2.5萬噸——讓人誤解為海南市場(chǎng)已經(jīng)接近飽和。