寧波材料所生物可降解聚乳酸發(fā)泡粒子制備技術取得突破性進展
難以環(huán)境降解的聚苯乙烯發(fā)泡材料的廣泛使用是導致環(huán)境“白色污染”的主要原因。依靠單一的行政干預來解決“白色污染”問題目前并不現(xiàn)實。開發(fā)具有環(huán)境降解能力的生物基發(fā)泡材料,從根本上解決這一環(huán)境問題勢在必行。
2010年9月，寧波材料所超臨界流體綠色加工團隊在翟文濤副研究員和鄭文革研究員的帶領下開展聚乳酸發(fā)泡粒子的研發(fā)工作?；谠诖祟I域的長期積累以及聚丙烯發(fā)泡粒子產(chǎn)業(yè)化方面的豐富經(jīng)驗，研究人員通過對聚乳酸樹脂進行改性和采用超臨界CO2流體為發(fā)泡劑,近期成功開發(fā)出聚乳酸發(fā)泡粒子的技術。該技術采用通用聚乳酸樹脂為原料并以超臨界CO2為發(fā)泡劑，制備的聚乳酸發(fā)泡粒子膨脹率20-45倍可控，且發(fā)泡粒子具有良好的二次成型能力，發(fā)泡粒子成型體耐溫可達100度以上。該技術發(fā)泡過程綠色環(huán)保、制備條件溫和、生產(chǎn)成本低，具有極高的學術與產(chǎn)業(yè)化價值。
發(fā)泡粒子外觀形態(tài)
發(fā)泡粒子泡孔形態(tài)
聚乳酸是一種以生物質為原料制備的熱塑性聚合物樹脂，它具有生物相容性，可生物降解，被認為是最具發(fā)展前景的聚合物樹脂。美國Sealed Air公司開發(fā)出一種連續(xù)擠出發(fā)泡制備聚乳酸發(fā)泡片材的技術，并在2009年成功實現(xiàn)商業(yè)化。
該技術使用無定形聚乳酸或者無定形聚乳酸和半結晶聚乳酸的共混物及HCFC類發(fā)泡劑，所制備發(fā)泡材料的使用溫度一般不高于65度，且HCFC類發(fā)泡劑在未來數(shù)年后將面臨被禁用；而高結晶能力聚乳酸樹脂發(fā)泡材料具有更高的使用溫度，但目前該樹脂的連續(xù)擠出發(fā)泡仍存在技術上的難題。荷蘭Synbra公司開發(fā)出一種具有完全環(huán)保意義的聚乳酸發(fā)泡技術并在2009年實現(xiàn)商業(yè)化，該技術于同年獲得由荷蘭橡膠塑料聯(lián)合會(Dutch rubber and plastics federation)授予的2009年度荷蘭塑料工業(yè)最具創(chuàng)新性可持續(xù)發(fā)展金獎(The gold sustainability medal for the most innovative and daring project of 2009 in the Dutch plastics industry)。該技術采用高壓CO2流體為發(fā)泡劑，釜壓發(fā)泡制備聚乳酸發(fā)泡粒子。所采用的聚乳酸樹脂為專用料，樹脂的性能參數(shù)目前沒有公開報道。而采用商品化通用聚乳酸樹脂制備發(fā)泡粒子存在技術上的困難。
（供稿：高分子事業(yè)部 翟文濤）