可生物降解聚乳酸复合材料讲义.pptVIP

可生物降解聚乳酸复合材料 Biodegradable Polylactic Acid Composite Materials 2003年1月1日起，欧盟已明令禁止发泡塑料聚苯乙烯作为包装材料进入欧盟各国。 韩国从2003年6月30日开始禁止使用一次性PP、PE塑料购物袋和一次性PP、PE、EPS塑料餐具等制品。 环境友好塑料（生物可降解塑料）的市场发展现状和前景 （Environmentally Degradable Plastics，EDP） 北美、加拿大EDP塑料制品销售量 PLA降解循环 比澳格(南京)环保材料有限公司 深圳市易生新材料有限公司 70% 降解塑料制品 骨固定材料及组织修复 药物控制释放材料 优质生态纤维制品 国内PLA消费市场预测 国内PLA产业现状和技术水平 资源优势：众多企业参与，产业化进展顺利 面临问题：售价仍较石油基塑料高 PLA性能缺点：抗热性差，耐冲击低 低端食品包装 电子、汽车、建筑等领域作为耐久性工程塑料的应用 高性能PLA复合材料 性能改善 聚乳酸的增强改性 玻璃纤维增强 项目 标准 PLA PLA/GF (60/40) 性能提高率(%) 拉伸强度 MPa 弯曲强度 MPa 弯曲模量 MPa Izod缺口冲击强度kJ/m2 热变形温度 oC ASTM D638 ASTM D790 ASTM D790 ASTM D256 ASTM D648 66 107 3490 5 58 108 180 10870 26 167 63.6 68.2 211.5 420.0 187.9 表1. 40%玻璃纤维增强PLA力学性能比较 [1] 1. Kitano, K. (Sumitomo Chemical Co.), JP 2005336220, 2005. 注：原料PLA为日本钟纺合纤株式会社的Lactone TM100，GF是单纤直径为16 mm的长玻璃纤维。 天然植物纤维增强 分类 举例 秸秆纤维 玉米秸、麦秸、稻草 非木纤维 韧皮 洋麻、亚麻、黄麻、大麻、苎麻 叶 剑麻、赫纳昆叶纤维（Henequen）、蕉麻 种子/果 棉花、椰子壳纤维 木纤维 软木、硬木 表2. 增强天然纤维分类 天然植物纤维相对玻璃纤维的优势 1. 生态保护性能（生长期短，对环境要求不高，能量消耗少，对二氧化碳有强吸收能力）。 2. 可替代人造材料，节约有限石油资源。 3. 填埋后可生物降解，再生循环利用。 从可持续发展和环境保护理念出发，天然植物纤维增强可生物降解高分子从而制备生物复合材料具有相当的前景。 表3. 洋麻纤维改性PLA与玻纤改性ABS性能比较 项目 PLA/kenaf ABS/GF 纤维添加量（质量份数%） 热变形温度（oC） 弯曲模量（GPa） 弯曲强度（MPa） 缺口冲击强度（kJ/m2） 0 66 4.5 132 4.4 10 72 5.4 111 3.8 15 107 6.3 110 3.2 20 120 7.6 93 3.1 0 86 2.1 70 19 20 100 7.3 110 4.6 洋麻纤维增强PLA具有优异的耐热性、刚性和成型加工性，是高性能复合材料。 2006年3月，NEC公司与UNITIKA公司再度联合推出了可用于制造手机外壳的PLA/kenaf复合材料。 NTT DoCoMo已将这种新型环保材料用于其新款手机 —— FOMATM N701iECO的外壳机身制造，并于3月10日在日本市场推出了该款手机。 NEC公司和UNITIKA公司已经联合将利用上面的改性技术得到的洋麻纤维改性PLA复合材料实现商品化。 这种近乎100%由植物成分组成的复合材料于2004年9月开始在NEC的手提电脑部件上使用。 聚乳酸的增韧改性 PLA的强度和刚性好，但柔软性和冲击性能差，常温下是一种硬而脆的材料。 聚氨酯弹性体（TPU）增韧 聚氨酯弹性体（TPU）是一种主链上含 有较多氨基甲酸酯基团的高分子材料， 具有优异的力学韧性、良好的耐磨性 及生物相容性[2]。 研究表明 [3]TPU的加入可以显著提高PLA的力学性能：加入质量分数为20%的TPU即可使