生物基塑料的应用趋势与研究进展分切压痕机
2022-09-19 17:34:46 感恩五金网
生物基塑料的应用趋势与研究进展
生物基塑料的应用趋势与研究进展 2011： 生物基塑料作为高分子材料、生命科学和机械工程等多学科交叉的前沿领域，在世界各国广受重视。针对生物基塑料的材料及加工技术研究正在迅速发展，并呈现出与纳米技术、自组装技术、材料生物降解、新型医用材料等研究领域相互结合的趋势。随着人们对环境问题的日益关注，生物基塑料作为高分子材料、生命科学和机械工程等多学科交叉的前沿领域，正成为世界各国普遍重视的研究热点。美国能源部（DOE）预计到2020，提高使用性能後，无疑将成为传统石油基塑料的重要替代材料。
生物基塑料在日本的应用与研究进展从用途来说，生物基塑料主要应用於以下几个方面。（1）农业工程、土木工程材料；（2）生活垃圾回收袋；（3）食品的容器、包装；（4）非食品的容器、包装；（5）衣料纤维、生活用品；（6）电子设备；（7）办公设备；（8）汽车零部件；（9）医疗用品等。随着各国针对生物基塑料的研究不断深入，针对不同材料配方改进与加工制备方法的研究也随之更深入，体现出良好的发展趋势。替代PC/ABS的电子设备、办公设备部件制造日本富士公司研发的PC/PLA混合材料的阻燃性已能达到UL-94规格的最高等级标准，并成功解决了PC/PLA/阻燃剂混合後导致的成型难度加大、制品抗冲击性下降的问题，使得PC/PLA材料的加工条件与抗冲击性基本达到传统PC/ABS材料的性能。目前使用的PC/PLA材料中PLA含量已达到25%，并有望继续增加。该材料主要用於电子设备、办公设备外壳部件。替代PP的汽车内饰件部件制造汽车内饰部件对於材料的耐热性（100℃以上）、耐冲击性（>7kJ/m2）有较高的要求，目前多使用PP类石油基塑料材料。随着提升PLA结晶性能的新兴结晶剂的使用，通过在反应器中进行预反应处理，在不降低耐冲击性的基础上有效的提成耐热性，使得PLA注射制件的整体性能大幅提升，耐冲击性达到13kJ/m2，已经呈现出可以替换部分汽车内饰件PP材料的趋势。目前有多家汽车公司均在开展PLA材料研究，预计在2013年实现一定比例内饰件材料替代。替代石油基PE的容器、配管、胶片制造洗浴液的包装材料通常要求具有较好的耐冲击强度（坠落冲击）、耐药蚀性，和良好的手感，通常使用石油基PE材料经中空成型制造。目前资生堂公司已开始进行使用生物基PE材料制造包装容器的试验。试验显示，生物基PE材料的性能已基本达到石油基PE材料的性能，但生物基PE材料成本是石油基PE的1.3-1.5倍。如何有效降低成本是下一步研究的主要内容。日本Braskem公司计划从2011年开始生物基PE的正式生产，一方面替代HDPE材料制造硬质容器、配管类制品，另一方面替代LLDPE制造胶片类制品，计划年产量20万吨，其中5万吨在亚洲销售。替代PP的洋麻纤维/PP共混材料丰田纺织公司近年开始尝试使用洋麻纤维材料制造汽车内饰部件。该技术首先将洋麻纤维破碎成为直径5mm左右的颗粒，与PP粉料混合後进行注射成型，产品与单纯使用PP的产品相比，刚性强、收缩率小。在洋麻纤维的含量达到60%的情况下，洋麻纤维/PP混合料流动性与PP基本相近。在注射件长度1米左右时，成型效果良好。在全球金融危机的影响下，高价格的汽车销量有所下降，为洋麻纤维/PP材料的应用提供了契机，可以更好的发挥其价格低、外观好的优点。陈旧/废弃粮食基塑料制造废弃粮食包括由於存储时间过长、霉变的粮食，也包括食品工业加工的废弃料。为了对这些陈旧/废弃粮食进行有效利用，使用这些材料制造生物基塑料便成为了较好的处理方法。通过将粮食粉末与PE、PP混合，制备仿木材料、托盘、食器等制品。使用废弃粮食制备制品，根据加工成型工艺不同，温度与含粮食率各不相同。一般来说废弃粮食的含水率较大，当温度达到140℃时，混合材料中的水分开始挥发。但当温度超过180℃时，粮食成分会出现焦烧、变色现象，导致制品质量劣化。因此加工温度必须严格控制在140-160℃间，进行低温加工。混合材料使用不同的加工方法，能达到的最大粮食成分含量各不相同。一般来说，异型材挤出成型含量最高可达70%左右，注射成型含量约为50%-70%，板材挤出成型含量约为50%，压膜成型含量约为50%，吹膜成型含量约为35%。(end)