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可以批量生产可生物降解的塑料的新技术出现了!

时间:2017-09-04 09:20来源:未知 作者:中国塑料网 点击:
内布拉斯加-林肯大学研发的一种可降解塑料的纤维。内布拉斯加州的研究者和他们的同事们展示了一个新型技术不仅可以改善生物塑料的性质,还可以简化它的制作流程,使其与以石油为基础制作塑料的同行相比更具竞争力。来源:克雷格·钱德勒,内布拉斯加-林肯大学

内布拉斯加-林肯大学研发的一种可降解塑料的纤维。内布拉斯加州的研究者和他们的同事们展示了一个新型技术不仅可以改善生物塑料的性质,还可以简化它的制作流程,使其与以石油为基础制作塑料的同行相比更具竞争力。来源:克雷格·钱德勒,内布拉斯加-林肯大学

内布拉斯加-林肯大学和江南大学的最新研究表明,介绍了一种简单的源于植物的生产步骤,可生物降解的塑料可以提高其性能,同时还能克服商业制造带来的障碍。

那一步? 带来热量

内布拉斯加州的Yiqi Yang和他的同事们发现,将生物塑料纤维的温度提高到几百华氏度,然后慢慢地让它们冷却,这样可以极大地提高生物塑料通常对热量和湿气的抵抗力。

该研究报告称,该热学方法还可以让团队绕过使用溶剂和其他昂贵、耗时的技术,这些技术通常需要制造有商业用途的生物塑料。

杨说这种方法可以让比如在布莱尔、内布拉斯加的嘉吉工厂的玉米衍生塑料的制造商,至少在以石油为基础的塑料行业标准上不断地生产可生物降解的材料。最近的研究估计,美国大约90%的塑料都是不可回收的。

作者报告说:“这种清洁技术使商业化生物塑料的工业规模化生产成为可能。”

很难成为环保型塑料

这种方法使用聚乳酸或聚交酯,一种可以从玉米淀粉、甘蔗和其他植物中发酵提取的可降解的塑料。尽管大多数塑料都是由石油制成的,但聚乳酸已经成为了一种环保的替代品。

然而,尤其是在制造过程中,聚交酯对热量和湿度的敏感性,限制了在纺织品和其他行业的使用。在寻找解决这个问题的方法时,研究人员很久以前就发现,混合镜像聚乳酸分子——通常被称为“L”和“D”——可以产生更强的分子相互作用,这比仅仅使用L或D更有效果。

但还有另一个陷阱。让人相信L和D分子的合理比例可以永久配对是困难的,这常常迫使研究人员策划昂贵且复杂的配对计划。其中一些最常见的涉及使用溶剂或其他化学药剂,这种处置可能会引起环境问题。

“问题是人们找不到一种让你可以在大尺度上使用它的方法来让它起作用,”杨说,他是生物系统工程和纺织品、营销和服装设计的查尔斯•贝西(Charles Bessey)教授。“人们使用肮脏的溶剂或其他添加剂。但这些都不利于生产的持续性。”

“我们不想溶解这些聚合物,然后试着去蒸发溶剂,再考虑重新使用它们。”这太贵了(而且)不现实。

加热

杨和他的同事决定采取另一种方法。在混合了L和D聚乳酸的小球并将其纺成纤维后,该团队迅速将其加热到华氏400度。

由此产生的生物塑料在温度超过100度的高温下抵抗融化,而塑料只含有L或D分子。它也保持了其结构的完整性和抗拉强度,因为它被淹没在超过250度的水中,近似于生物塑料在被纳入染色纺织品时必须忍受的条件。

杨元庆说,纺织工业每年生产约1亿吨纤维,这意味着对于石油制造业,一个可行的绿色替代产品可以在环境和经济上获得回报。

“所以我们只是使用一种可持续应用的廉价方法,这是方程式的一个重要部分,”杨说。“为了进行大规模的生产,你必须不断地做这些工作。这些都是重要的因素。”

尽管该团队已经在杨氏实验室进行了小规模的持续生产,但他表示很快将进一步说明如何将这种方法整合到现有的工业流程中去。

(责任编辑:中国塑料网)
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