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全球市场超51亿美元,这款新材料供不应求

全球市场超51亿美元,这款新材料供不应求 链塑网
2020-11-19
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导读:可降解塑料材料的呼声也越来越高,聚乳酸(PLA)渐渐走入大众的视野。





一年一度的双十一大战又来临。购物狂欢过后,又一波包装材料垃圾来袭。在北上广深等超一线大城市中,快递包装垃圾增量已占到生活垃圾增量的93%,部分大型城市也在85%至90%之间。


不仅快递包装堆积如山,平日里的各类饮料包装、外卖包装、礼品包装已让城市垃圾不堪负重。包装垃圾超过了生活垃圾中1/3,包装废弃物的体积更是占固体废弃物的50%。


白色污染成为人们日益关注的焦点,很多人疑问,花钱购买塑料袋就实现环保了吗?显然没有!要从质上改变“白色污染”,需要改变塑料袋的材料本身。因此,可降解塑料材料的呼声也越来越高,聚乳酸(PLA)渐渐走入大众的视野。



聚乳酸材料具有绿色环保、节能减排、原料可再生等优势,不仅可以从根本上解决白色污染问题,还可以大量减少材料产业对石油的消耗,缓解石化资源压力。


从2015年到2020年,聚乳酸全球市场的年增长率将达到20.9%,到2020年全球聚乳酸消费市场将达到51.6亿美元。


聚乳酸制品具有良好的生物可降解性,使用后能被自然界中完全降解,最终生成二氧化碳和水,被植物吸收,从而实现在自然界的绿色循环,这对保护环境非常有利。


因此,聚乳酸已被公认为替代石油基塑料最具前景的环境友好材料。


除优异的生物降解性能外,聚乳酸的透明度、力学性能等与聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等石油基聚合物相近,可有效替代石油基高分子材料;聚乳酸具有良好的加工成型性能,可采用注塑、吸塑、挤出成型、吹膜成型、发泡成型等方式加工;具有良好的抑菌性能,可广泛应用于塑料制品、纺织纤维、包装材料、医疗卫生等领域,市场前景十分广阔。


此外,国内政策利好消息不断,PLA主要企业通过扩大产能巩固市场地位。海正加紧了于2015年立项启动的5万吨PLA项目建设,预计于2019年初投产,届时海正PLA的年产量将达65000吨;九江科院生物化工有限公司2017年中首期工程建成投产,计划2018年启动二期万吨级高性能聚乳酸及改性生物降解材料生产线的建设。


聚乳酸作为一种绿色环保材料,具有取代传统石油基高分子材料的潜力,可有效地缓解对石化资源的依赖及减少白色污染问题。再加上《“十三五”材料领域科技创新专项规划》、国家重点研发计划等利好政策,可以预见我国聚乳酸产业在未来有巨大的发展空间。、


聚乳酸(PLA)以玉米、木薯等农作物为原料,经微生物发酵、提取制得乳酸,再经过精制、脱水低聚、高温裂解、聚合而成。PLA具有优异的生物降解性,废弃后一年内能被土壤中的微生物完全降解,生成CO2和水,对环境不产生污染。PLA本身属脂肪族聚酯,具有通用高分子材料的基本特性,有着良好的机械加工性能,收缩率低,能够胜任大多数合成塑料的用途,被广泛用于制作包装材料、一次性餐具、家电外壳、纤维、3D耗材等。


PLA的基础物性及注塑加工性能

1.聚乳酸与其他通用塑料物理力学性能比较


聚乳酸的力学性能与聚丙烯相似,可以通过通用塑料的加工方法进行加工。如注塑、挤出、吸塑、吹塑、纺丝等成型加工技术。其产品可在各种民用、工业、农业和医疗特殊领域等广泛使用。其基础物理力学性能见下表。


2.聚乳酸的注塑成型性能


PLA可以用普通的塑料注射模具设备加工各种餐具如:杯、碟、茶碟、饭盒、碗、刀、叉、筷子;各种容器如:瓶、桶、盆、牙刷、衣服挂、安全帽等制品。加工用PLA要求树脂的摩尔质量不能太大,熔体黏度要小,加工温度高,注射模具加工的PLA具体树脂性能和产品力学性能见下表。


表2  注射模具加工PLA树脂的物理性能和加工性能


PLA加工的首要问题是PLA颗粒物料的干燥,如果PLA中含水量高,在加工过程中PLA会发生降解,导致摩尔质量下降,影响制品的力学强度和拉伸模量。出厂后在包装袋或储存罐中的PLA的水分小于0.025%。PLA树脂需要储存在于燥的条件下,一般要密封保存直到使用前。加工过程中PLA的含水量要求小于0.010%,因此使用前需要进一步干燥。PLA在100℃需要干燥3 h以上才可使用。无定形的PLA必须在50℃以下干燥,因为其熔点较低。


注射模具加工用PLA通常要求熔融温度不要太高,否则熔融黏度太高,需要提高加工温度,而高温下容易裂解,导致摩尔质量和力学性能的降低。PLA熔点一般控制在145~175℃。控制的方法是调节聚乳酸的旋光纯度,即在左旋聚乳酸单体(LLA)中加入少量的右旋聚乳酸单体(DLA),这样可以控制PLA的结晶度,也就控制了PLA的熔点。另外可以采用加入增塑剂的方法,降低PLA熔点。例如日本岛津注射模具用PLA的熔点仅在145~155℃,美国cargil -dow公司的PLA熔点为120~170℃。


来源互联网



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