PLA可降解生物材料成為市場關注的熱點
PLA(聚乳酸)是一種可完全生物降解的環保材料,以可再生的植物資源為原料,提取淀粉,經微生物發酵制得乳酸,再將乳酸合成為丙交脂,最后經過聚合得到聚乳酸樹脂,具有綠色環保、可完全降解、食品接觸安全性高等特點。目前在食品包裝、紡織服裝、衛生用品、農林環保、3D打印、醫療、汽車制造等領域不斷拓展。
與其他常見的可降解生物塑料PBAT、PHA、PCL、PBS等相比,PLA率先進入食品包裝領域(一次性餐具及短保質期的食品包裝)并形成基礎產業鏈,也是PLA今后相當長的時間內應用最廣的領域。PLA在研究基礎、產業鏈產能、市場應用、主要性能、生產成本、加工工藝等方面占據優勢。經過注塑成型和熱成型,可制成餐具、牙杯、湯勺、筷子、盤子、一次性餐盒、食品包裝、擠出的吸管等。
PLA發泡材料是PLA重要的成型材質。雖然兼具生物降解性,但與石油基聚合物相比,PLA的熱穩定性較弱,脆性較大,要制成PLA發泡材料,最好的方式是在生產PLA的時候利用其他單體進行共聚發泡,這樣能最大限度地保持PLA本身特性,還能提高PLA發泡材料的抗沖擊性能和韌性。
在擠出發泡過程中,PLA發泡的結晶度低,耐熱性差。需要增加熔體強度,可以采用擴鏈、支化、交聯等方式。高壓釜式發泡利于PLA的結晶。在發泡過程中,高壓CO2具有較強的增塑作用,可以顯著提高PLA的結晶速率,進而提高其結晶度。
改性后的PLA,發泡倍率最高可達25-30倍,與同樣規格的PLA普通吸塑產品相比,重量減輕20-60%。耐溫最高可達130℃。-20℃冷藏抗壓性優異。可以說,不管是微波爐加熱還是生鮮冷藏都可輕松駕馭。且與紙漿制品相比,改性PLA發泡材料防水性、耐油性、隔熱性更好,且無重金屬殘留。
改性PLA發泡餐具制品已在食品包裝領域初步應用,如水果包裝盒、沙拉盤、水果碟、雞蛋托、杯蓋、餐盒、緩沖包裝的襯墊。
現階段由于成本和部分性能的限制,PLA及其發泡材料還沒有全面大規模應用于包裝行業,主要是一次性塑料袋、餐具、緩沖材料等短期使用的領域,對PLA的韌性、耐熱性、透明性、阻隔性甚至導電性等未來仍存在巨大研究空間。