宁波材料所生物可降解聚乳酸发泡粒子制备技术取得突破

2011-1-13 11:01 来源: 中国科学院
收藏到BLOG

  难以环境降解的聚苯乙烯发泡材料的广泛使用是导致环境“白色污染”的主要原因。依靠单一的行政干预来解决“白色污染”问题目前并不现实。开发具有环境降解能力的生物基发泡材料,从根本上解决这一环境问题势在必行。

  2010年9月以来,中科院宁波材料技术与工程研究所超临界流体绿色加工团队在翟文涛副研究员和郑文革研究员的带领下,开展了聚乳酸发泡粒子的研发工作。基于在此领域的长期积累以及聚丙烯发泡粒子产业化方面的丰富经验,研究人员通过对聚乳酸树脂进行改性和采用超临界CO2流体为发泡剂,于近期成功开发出聚乳酸发泡粒子的技术。

  聚乳酸是一种以生物质为原料制备的热塑性聚合物树脂,它具有生物相容性,可生物降解,被认为是最具发展前景的聚合物树脂。美国Sealed Air公司开发出一种连续挤出发泡制备聚乳酸发泡片材的技术,并在2009年成功实现商业化。该技术使用无定形聚乳酸或者无定形聚乳酸和半结晶聚乳酸的共混物及HCFC类发泡剂,所制备发泡材料的使用温度一般不高于65度,且HCFC类发泡剂在未来数年后将面临被禁用;而高结晶能力聚乳酸树脂发泡材料具有更高的使用温度,但目前该树脂的连续挤出发泡仍存在技术上的难题。荷兰Synbra公司也曾开发出一种具有完全环保意义的聚乳酸发泡技术并在2009年实现商业化,该技术于同年获得由荷兰橡胶塑料联合会授予的2009年度荷兰塑料工业最具创新性可持续发展金奖。该技术采用高压CO2流体为发泡剂,釜压发泡制备聚乳酸发泡粒子。所采用的聚乳酸树脂为专用料,树脂的性能参数目前没有公开报道。而目前,采用商品化通用聚乳酸树脂制备发泡粒子存在技术上的困难。

  宁波材料所此次开发的新技术采用通用聚乳酸树脂为原料并以超临界CO2为发泡剂,制备的聚乳酸发泡粒子膨胀率20-45倍可控,且发泡粒子具有良好的二次成型能力,发泡粒子成型体耐温可达100度以上。该技术发泡过程绿色环保、制备条件温和、生产成本低,具有极高的学术与产业化价值。

  

发泡粒子外观形态

  

发泡粒子泡孔形态