食品包装材料生态化发展下的非石油基降解塑料

目前常用的非石油基降解塑料可分为全淀粉型、化学(人工)合成型和天然高分子(以淀粉为主)与合成高分子共混型3种类型。淀粉基生物降解塑料能完全生物降解,制成的薄膜具有良好的透明度、柔韧性、抗张强度,不溶于水,无毒,故市场占有率高,被广泛应用于食品包装、食品容器和一次性餐饮具等;聚乳酸生物降解塑料力学性能与聚丙烯相似,并具有与聚苯乙烯相似的光泽度、清晰度和加工性,同时具有无毒、无刺激性、强度高、易加工成型和优良的生物相容性等特点,是一种能够真正实现生态和经济双重效益的、发展速度最快的生物降解塑料;聚丁二酸丁二醇酯生物降解塑料综合性能优良,性价比合理,故在食品包装、一次性餐具、药品包装瓶、生物医用高分子材料以及汽车零部件等领域均具有良好的应用前景。非石油基降解塑料作为包装材料是必然趋势,其得到广泛应用的关键在于提高材料的改性技术与控制成本,同时须保证其对人体无毒无害,强调个性化,并注重提高市场接受度。     

三大生物降解塑料 未来5年市场需求预测

目前,全球已开发了多种基于不同原料的生物降解塑料,主要品种包括淀粉基生物降解塑料、聚乳酸（PLA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚羟基烷酸酯（PHA）、聚己内酯（PCL）、二氧化碳共聚物脂肪族聚碳酸酯（APC）、脂肪-芳香共聚酯等等。其中,淀粉基生物降解塑料、聚乳酸（PLA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）是当前国内外研究和开发最多、技术相对成熟、     

可全生物降解PLA/PBAT/PHBV共混材料的结构与性能

为了得到刚性与韧性平衡的聚乳酸（PLA）基可生物降解共混材料,通过熔融共混挤出法制备了不同质量比的PLA/己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物（PBAT）/聚（3-羟基丁酸-co-羟基戊酸共聚酯（PHBV）可全生物降解共混材料,采用SEM、TG、DSC、毛细管流变仪和万能材料试验机对PLA/PBAT/PHBV共混材料的形态结构、热性能、流变性能和力学性能进行了研究。结果表明:PLA/PBAT/PHBV共混材料的热失重起始分解温度相对纯PHBV提高了45 ℃,热稳定性提高;共混体系中各组分的玻璃化转变温度与单一体系相比几乎无变化,PLA/PBAT/PHBV共混体系为完全不相容体系,同时PBAT和PHBV的加入阻碍了PLA的冷结晶;PLA/PBAT/PHBV 共混体系的共混形态呈“海-岛”分布,PBAT和PHBV均匀地分散于PLA基体中,相界面分明;随着PBAT含量增加,PLA/PBAT/PHBV共混材料熔体的流动性增加,温度变化对黏度的影响变大;PLA/PBAT/PHBV质量比为70/20/10的共混材料可在保留纯PLA 60%拉伸应力的同时,拉伸应变提高到纯PLA的2.6倍,韧性得到改善。所得结论表明PLA/PBAT/PHBV质量比为70/20/10的共混材料的综合力学性能较纯PLA好。      

生物降解塑料聚乳酸及其工业应用

在全球变暖、石油紧缺、原油供应不稳定及其价格剧烈变动的大形势下,生物降解塑料受到了更多的关注。其中,聚乳酸（PLA）材料是第一个形成商业化规模的生物降解塑料产业,它是由淀粉糖发酵生成,不需以石油为原料,在堆肥条件下可以完全生物降解,被认为是最具竞争力的可再生生物基塑料。许多其他类似的生物基或者生物降解塑料诸如Ecoflex、PHBV、PBS（聚丁二醇丁二酸酯）等,他们的价格几乎都是聚乳酸价格的2-3倍。     

我国完全生物降解塑料的研究现状及前景

介绍了可完全生物降解塑料的种类,尤其是其中主要品种的生物合成、化学合成和天然产物降解塑料的研究历史、制备工艺与应用,阐述了我国可完全生物降解塑料领域的研究现状及新成果,探讨了在研究应用中存在的一些问题,指出随着国家有关政策法规的完善,在进一步技术改造提高的基础上,完全生物降解塑料产品具有良好的发展前景.     

生物降解塑料市场发展报告(一)

<正> 生物降解塑料是指在自然环境下通过微生物的生命活动能很快降解的高分子材料。按其降解特性可分为完全生物降解塑料和生物破坏性塑料。按其来源则可分为天然高分子材料、微生物合成材料、化学合成材料、掺混型材料等。从上世纪90年代开始发展的生物降解塑料产业,目前正成为塑料工业缓解石油资源矛盾和治理环境污染的有效途径之一,市场前景十分广阔。对于我国这样一个塑料制     

生物降解塑料市场的发展概述

生物降解塑料是指在自然环境下通过微生物的生命活动能很快降解的高分子材料。按其降解特性可分为完全生物降解塑料和生物破坏性塑料。按其来源则可分为天然高分子材料、微生物合成材料、化学合成材料、掺混型材料等。从上世纪90年代开始发展的生物降解塑料产业,目前正成为塑料工业缓解石油资源矛盾和治理环境污染的有效途径之一,市场前景十分广阔。对于我国这样一个塑料制品生产和消费大国,生物降解塑料的研发、生产与应用对塑料产业的可持续发展具有更加重要的意义。     

淀粉基生物降解薄膜的开发

中科院长春应化所最近在淀粉基完全生物降解塑料的开发工作上取得了较大进展,获得了一批拥有自主知识产权的技术成果。中科院长春应化所目前研发的主要产品有淀粉基发泡材料和淀粉     

PBAT基包装袋生命周期评价

基于生命周期评价(LCA)方法,采用eFootprint软件,对比聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)包装袋、PBAT/淀粉(质量分数为75％的PBAT与质量分数为25％的淀粉共混)包装袋生产过程产生的环境负荷,定量分析PBAT基包装袋的环境影响.结果显示,PBAT/淀粉包装袋在CO2排放和初级能源消耗(PED)两个指标上改进空间较大,分别较PBAT包装袋可减少14.53％和6.44％的环境贡献量.PBAT基包装袋对初级能源消耗(PED)、CO2排放、水资源消耗(IWU)的影响较大,每生产1 t PBAT包装袋的指标数值分别为9.47E+4 MJ、4.18E+3 kg、4.52E+3 kg,每生产1 t PBAT/淀粉包装袋的指标数值分别为8.86E+4 MJ、3.81E+3 kg、5.04E+3 kg.PBAT包装袋ECER-135综合指标值为1.36E-8,PBAT/淀粉包装袋ECER-135综合指标值为1.25E-8,这表明使用淀粉改性后,PBAT基包装袋的环境负荷降低了8.1％.PBAT基包装袋造成的环境负荷主要来源于颗粒生产阶段,在颗粒生产阶段的综合指标中,其SO2指标占据环境负荷的首位,其次是PED指标,因此,应关注其碳排放、SO2、PED、NOx及COD指标值.     

改性木质素/PBAT复合包装膜的研究

目的 将硅烷化木质素（SAL）与聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）共混制备包装性能更为优良的SAL/PBAT复合包装膜,使其在包装领域应用更广。方法 通过对木质素进行硅烷化改性,以咪唑作为中间体,将叔丁基二甲基氯硅烷（TBDMSCl）接枝到木质素的羟基上制备SAL,并将SAL与PBAT进行熔融共混吹塑成膜,探讨其对包装膜的力学和阻隔等性能的影响。结果 与纯PBAT膜相比,SAL/PBAT复合包装膜拉伸强度提高了31.0%,断裂伸长率降低了37.4%,弹性模量提高了529.7%,氧气透过率降低了39.4%,水蒸气透过率降低了42.4%。结论 改性木质素与PBAT复合能够产生协同效应,可以有效改善SAL/PBAT复合包装膜的力学和阻隔性能。     

生物可降解高分子材料增韧共混改性研究进展

目的 综述国内外生物可降解塑料共混改性的常用策略,为高品质生物可降解塑料的工业化开发提供思路与理论方法。方法 共混改性是高分子材料改性的常用策略,因其具有高效、经济的特点而被广泛采用,本文针对生物可降解高分子材料增韧共混改性策略,选取聚乳酸（PLA）、对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯（PBAT）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）作为对象,对增韧共混改性研究现状进行归纳、总结和分析,同时对比各自的增韧改性效果及优点和不足。结论 以生物可降解塑料取代不可降解塑料可以在很大程度上缓解当前的环境污染问题,在未来地膜和包覆材料中具有广阔的应用前景。     

In situ lamination of starch‐based baked foam packaging with degradable films

A technique for making biodegradable food service packaging comprising a starch–fibre core and a biodegradable film laminate is described. The biodegradable films were made of polylactic acid (PLA), polybutylene succinate/terephthalate (PBST), rubber latex and polybutylene adipate/terephthalate (PBAT). The technique involved an in situ process for laminating a baked foam product in a single step. A critical element of the in situ technique involved using a heat insulating fibre sheet to stabilize heat‐sensitive laminate films during the baking/lamination process. The PLA‐, PBST‐ and PBAT‐laminated samples were baked for 6min at 120°C. The latex‐laminated sample, which was much more heat‐stable, did not need the insulating sheet and was baked for 3min at 160°C. Starch‐based foam laminated with PLA, PBST or PBAT generally had higher density and greater tensile and flexural strength than the non‐laminated control. Starch foam laminated with a rubber latex film had tensile and flexural properties similar to the non‐laminated control, due to the low modulus and elasticity of the latex film. The in situ lamination process improved the adhesion of the starch foam core with the fibre sheet, PLA and latex films compared to a post‐lamination process. All of the laminate materials provided a low water vapour permeance. The films degraded in a compost mixture but at a much slower rate compared to starch. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

天然高分子/PVA可生物降解材料研究

聚乙烯醇(PVA)的化学稳定性及成膜性较好,可以完全生物降解,与天然高分子材料的相容性好,已被广泛应用于与天然高分子材料复合制备可生物降解材料。综述了淀粉/PVA复合材料、纤维素/PVA复合材料、壳聚糖/PVA复合材料、木质素/PVA复合材料及蛋白质/PVA复合材料的研究进展,并对其作为可生物降解材料替代某些通用塑料的应用前景进行了展望。     

纳米SiO2改性可生物降解材料研究进展

纳米SiO2无毒,无味,无污染,具有优异的纳米特性,与高分子聚合物具有良好的相容性,被广泛应用于改善可生物降解材料性能等领域。综述了纳米SiO2的分散稳定性能,以及纳米SiO2改性聚乳酸、聚乙烯醇等合成型生物降解材料与淀粉、纤维素、壳聚糖、蛋白质、木质素等天然高分子材料的研究进展,并从降低价格及增强性能方面,对其改性可生物降解材料替代某些通用塑料的应用前景进行了展望。     

从二氧化碳制备生物可降解塑料——机会与挑战

从CO2制备塑料成为目前化学化工领域备受关注的研发方向,其原因一方面在于CO2作为化工资源的规模化利用,另一方面则是所得到的塑料具有生物可降解性能,为解决长期制约生物降解塑料发展的性价比难题提供了难得的机遇。本报告介绍了二氧化碳基塑料研发方面的最新进展,指出生物降解只是二氧化碳基塑料的诸多性能之一,但不是实现其规模化应用的决定因素。不断提高其性价比,使其与普通塑料相比有竞争力,是二氧化碳基塑料面临的最大挑战。二氧化碳基塑料的性价比取决于其高效合成和性能改善的程度,一方面其高效制备受制于催化剂活性、聚合工艺、聚合后处理技术等因素,其中提高催化活性是降低其成本的核心。另一方面,二氧化碳基塑料的玻璃化温度较低(35℃左右)、且为无定型结构,存在尺寸稳定性差(40℃以上)和低温脆性(18℃以下)的问题,能否在保持生物降解性能的前提下,解决低成本的高温增强和低温增韧难题,是二氧化碳基塑料改性的关键。     

不同生物质纤维及其添加量对PBAT复合材料结构与性能的影响

目的 将生物质纤维材料芦苇、黄麻和纸浆引入聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)中,通过高速共混机制备高性能的硬质可生物降解复合材料。方法 研究不同生物质纤维及其添加量对复合材料结构、性能、生物降解性的影响。结果 PBAT/生物质纤维复合材料的弯曲模量和强度得到明显提升。在3种复合材料中,PBAT/纸浆复合材料表现出最佳的力学性能和热稳定性,通过简单混合PBAT和质量分数为60%的纸浆,其弯曲模量、弯曲强度可分别达到(1 055±35)、(12.46±1.10)MPa。降解试验结果表明,复合材料的降解速率显著高于PBAT的降解速率,并且与生物质纤维的吸水性及尺寸有关。结论 经大尺寸生物质纤维填充PBAT得到的硬质可降解复合材料的综合性能优异,为发展绿色可降解硬质包装及包装填充物材料提供了科学思路和技术依据。     

MFC-structured biodegradable poly(l-lactide)/poly(butylene adipate-co-terephatalate) blends with improved mechanical and barrier properties

Both polylactide (PLA) and poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT) are biodegradable polymers. They are thermoplastics which can be processed using conventional polymer processing methods. In this study, microfibrillar-reinforced composites (MFC) based on PLA/PBAT (PLA/Ecoflex^®) blends in different weight ratios were prepared under industry-relevant conditions by melt extrusion followed by continuous cold drawing of the extrudates. Strip-like specimens (films) and plates (laminates) of the drawn blends were prepared by compression molding (CM) at processing temperature above the melting temperature (T _m) of PBAT, but below T _m of PLA. SEM and WAXS observations show that the extruded blend components are isotropic, but become highly oriented after drawing, and they are converted into MFC-structured polymer–polymer composites after CM. An effect of PLA microfibrils on the non-isothermal crystallization of the Ecoflex during cooling from the melt, associated with the formation of crystalline regions of the matrix around the fibrils, was observed. Depending on the blend composition, the compression-molded samples possess a 3- to 7-time higher tensile strength as well as a 15–30 higher modulus than the neat Ecoflex. In addition, the MFC-structured plates exhibited superior barrier properties compared to the neat Ecoflex, e.g., the oxygen permeability decreased by up to 5 times.