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PLA可降解生物材料成为市场关注的热点

PLA(聚乳酸)是一种可完全生物降解的环保材料,以可再生的植物资源为原料,提取淀粉,经微生物发酵制得乳酸,再将乳酸合成为丙交脂,最后经过聚合得到聚乳酸树脂,具有绿色环保、可完全降解、食品接触安全性高等特点。目前在食品包装、纺织服装、卫生用品、农林环保、3D打印、医疗、汽车制造等领域不断拓展。


与其他常见的可降解生物塑料PBAT、PHA、PCL、PBS等相比,PLA率先进入食品包装领域(一次性餐具及短保质期的食品包装)并形成基础产业链,也是PLA今后相当长的时间内应用最广的领域。PLA在研究基础、产业链产能、市场应用、主要性能、生产成本、加工工艺等方面占据优势。经过注塑成型和热成型,可制成餐具、牙杯、汤勺、筷子、盘子、一次性餐盒、食品包装、挤出的吸管等。

PLA发泡材料是PLA重要的成型材质。虽然兼具生物降解性,但与石油基聚合物相比,PLA的热稳定性较弱,脆性较大,要制成PLA发泡材料,最好的方式是在生产PLA的时候利用其他单体进行共聚发泡,这样能最大限度地保持PLA本身特性,还能提高PLA发泡材料的抗冲击性能和韧性。

在挤出发泡过程中,PLA发泡的结晶度低,耐热性差。需要增加熔体强度,可以采用扩链、支化、交联等方式。高压釜式发泡利于PLA的结晶。在发泡过程中,高压CO2具有较强的增塑作用,可以显著提高PLA的结晶速率,进而提高其结晶度。

改性后的PLA,发泡倍率最高可达25-30倍,与同样规格的PLA普通吸塑产品相比,重量减轻20-60%。耐温最高可达130℃。-20℃冷藏抗压性优异。可以说,不管是微波炉加热还是生鲜冷藏都可轻松驾驭。且与纸浆制品相比,改性PLA发泡材料防水性、耐油性、隔热性更好,且无重金属残留。

改性PLA发泡餐具制品已在食品包装领域初步应用,如水果包装盒、沙拉盘、水果碟、鸡蛋托、杯盖、餐盒、缓冲包装的衬垫。

现阶段由于成本和部分性能的限制,PLA及其发泡材料还没有全面大规模应用于包装行业,主要是一次性塑料袋、餐具、缓冲材料等短期使用的领域,对PLA的韧性、耐热性、透明性、阻隔性甚至导电性等未来仍存在巨大研究空间。