中科院长春应化所:聚乳酸改性技术100问

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中科院长春应化所:聚乳酸改性技术100问


中科院长春应化所:聚乳酸改性技术100问


中科院长春应化所:聚乳酸改性技术100问

聚乳酸是产业化最成熟、产量最大、应用最广泛、价格最低的生物基和生物降解塑料。聚乳酸具有高力学强度及透明性,但是耐热性、韧性及耐久性较差,限制了聚乳酸的应用

为此,材视+第五届生物基大会邀请到中科院应化所刘焱龙老师,针对上述问题,从产品应用角度出发,系统讲解改进聚乳酸性能的多种解决方案

3月9日,第一节课《合成类可降解高分子产业与应用背景》已火热开讲,3000+观看人次、50+提问,内容全面、干货满满!本文对此次课程中学员提到的部分精彩问题进行了整理,有没有你想知道的呢?

近期聚乳酸价格上升,产能不足的原因是什么?是哪个环节出了问题?

刘:主要是供需方面失衡造成的。聚乳酸全球产能一直是在15万吨到20万吨之间,材料合成方面有一定技术门槛;同时,需求端增长太快,尤其是欧洲从18年的下半年对聚乳酸需求增长特别快,造成产能需求和发展不匹配,这是造成现有状况的主要原因

而且,聚乳酸从立项到生产是需要一定周期的,大概需要两年左右时间。预计目前聚乳酸供求紧张的情况还会持续的2022年,现在很多技术团队都在研究聚乳酸的产业化,再过两年这种紧张局面将会缓解,聚乳酸价格也将从现在的3万多降到2万多的价位

目前全降解膜材料价格相比与PE还是略高,市场打不开,请问从成本角度 PBAT/PLA膜材料可否降低成本至1万5左右?

刘:比较困难,PE的原材料乙烯是石油化工副产物,在以前都是要直接烧掉的,所以其原材料相当于“免费”,前十年聚乙烯的价格最低可能只有5000一吨,这个价格体系连聚乳酸的乳酸单体都买不到。从成本角度 PBAT/PLA膜材料可否降低成本至1万5不太现实。想要这种材料广泛应用,需要政府促使,同时,环境污染使大家不得不用环保材料应对

大家都在关心PLA国内是否掌控了丙交酯的技术,中科院长春应化所作为前沿单位,能否告知是否掌控?到什么程度(PLA树脂跟NW,PURAC对比),大概什么时候大批量国产化?

刘:我们对丙交酯制备技术的掌握应该处于国际先进水平,因为现在在海正用的技术与国际同步,处于大家一起向前跑的状态。我们现在进行开发新一代的两步法聚乳酸的制备技术,这个开发成功将会处于世界领先程度。我们的树脂和国际大厂的对比,稳定性、指标、颜色等都处于同一水平线,品质完全没问题。

有什么类型润滑剂可以用在聚乳酸上面吗?

刘:润滑剂主要是用来解决材料流动性的问题,吹膜当中经常用到的开口剂、也就是常用的外润滑剂,像EBS,用量一般在0.5-2%,1-2%用量时螺杆加工时候容易打滑,不建议加太多,如果没有效果,就要从树脂原料或加工温度方面来调整;内润滑剂也就是增塑剂,不建议用。

目前成核剂使用哪种类型?

刘:是我下节课将主要介绍的。酰胺类的、苯甲酸类属于有机成核剂,成核效果比较好;无极成核剂,例如滑石粉、片层状的填料都可以用来作为聚乳酸的成核剂。

聚乳酸的耐热和透明如何兼得?

刘:有一定难度。目前,我自己做的耐热透明聚乳酸,能达到半透明的程度。耐热透明聚乳酸的制备主要要求成核剂的尺寸低于可见光波长的,这需要在成核剂以及成型工艺方面进行协调考虑。

有什么PLA的相容剂?

刘:相容剂应用于两种聚合物共混的情况。类似聚乳酸和PBAT是经常用到的一个体系,应化所做了一些嵌段共聚物以提高聚乳酸和PBAT的相容性。还可以采用多环氧基团的共聚物来作为反应型的增溶剂,后续课程也会进一步介绍。

现在有耐高温聚乳酸生产的婴儿奶瓶产品吗?

刘:可以做,但是有很大问题。不经过反复高温消毒的婴儿产品还是可以的。奶瓶需要蒸汽消毒,温度在110摄氏度左右,就算聚乳酸耐水解性很好,20个高温循环处理后,性能也就不行了。这一块主要问题就是高温蒸煮

聚乳酸的价格还会涨吗 如果涨的话会持续多久?

刘:2年左右,等供需达到一定平衡。

耐热改性方面,我们主要是用于餐盒和高原用育苗盘,容易变形,譬如说户外育苗盘,用不到一个月,就完全变形,这方面是否有比较好的优化方案?

刘:高原表面温度达到多少?通常当表面温度达到60摄氏度以上,才会存在变形的问题。可以通过耐热吸塑成型的方法来提高耐热性。耐热改性后,耐热温度可以达到90摄氏度,育苗盘应该是不会变形的。需要具体分析,后续可以进一步交流。

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