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可生物降解的高性能聚合物

时间:2006-03-25 12:00来源:中国食品产业网 作者:bioguider 阅读:
        由纤维素混合物、聚乳酸(PLA)或多羟基丁酸酯(PHB)组成的新一代可生物降解的聚合物,以其优良的加工性能和使用性能正在超越塑料袋、一次性刀叉和包装这样的传统应用领域。它们除了能够继续应用于普通包装和一次性用品方面之外,还可应用于医疗、诊断器械和阻隔性包装等领域。



        可用传统方法加工的生物降解聚合物

        FKuR  Kunststoffe  GmbH公司(以下简称为FKuR公司)与位于德国Oberhausen市的Fraunhofer  Umsicht研究院合作开发出了一种PLA/聚酯共混物,此共混物可以采用与LDPE吹塑薄膜一样的工艺进行加工。由FKuR公司所做的试验表明,这种新型Bio-Flex  219F材料完全可以在传统的吹膜生产线上加工,而不必对螺杆、模头和牵引装置做任何改造。

        据该公司介绍,  Bio-Flex  219F材料是由10%的PLA(购自明尼苏达州Minnetonka市的  NatureWorks  LLC公司,即原Cargill  Dow公司)和一种可生物降解的共聚酯及相容剂等一些特殊助剂组成的。由于相容剂的作用,PLA和共聚酯发生偶合反应,从而生成了具有均相结构的共混物,因此该种材料的加工性能很好,其吹塑膜的厚度甚至可以被控制至8mm。据试验可知,用该料制成的厚度小于110mm的薄膜在自然环境下经过12周就会有90%发生降解。

        用FKuR公司的Bio-Flex  PLA/聚酯共混物和注塑级Biograde纤维素混合物制成的包装制品

        Bio-Flex  219F料主要用于生产购物袋、棚膜和层压盘。另外,FKuR公司还开发了刚性更高的Bio-Flex级材料。其中,466F(含20%的PLA)和467F(含30%的PLA)用于加工购物袋,482F(含70%的PLA)则用于加工流延膜。

        FKuR公司开发的另一个“天然化合物”系列材料是改性纤维素。该系列具有与聚苯乙烯类似的加工特性和机械性能。其中,Biograde  300A为一种使用了天然填充剂和特殊的植物油的注塑级材料,可用于一次性刀叉等产品,其颜色呈白色。该料的热稳定性很好,可以在具有通用型螺杆的标准注塑机上进行模塑。由于该材料的收缩率很低,使制品的外观没有翘曲现象。此外,FKuR公司还预计于今年年底之前推出Biograde  500A,这种材料主要用来进行热水杯的注塑成型。



        可用多种方法加工的生物降解聚合物

        FKuR公司近期还推出了Biograde  200C,这是一种不含填充物和淀粉的纤维素混合物,可以100%地进行回收。由它制成的流延膜和注塑制品具有很高的刚性和透明度,以及与PLA相类似的阻隔性能。据FKuR公司的市场销售经理Patrick  Zimmermann说,Biograde  200C的注塑加工性能与聚苯乙烯相近,它可以用来吹制瓶子,以及进行杯子和托盘的热成型。

        FKuR公司在1992年成立时只是一个塑料回收商,2000年,该公司开始进入可生物降解聚合物领域,目前已可年产超过6000000镑的可生物降解聚合物,而且其销售网络遍布全球。该公司的这一产品的价格从2.85~70/kg不等。据Zimmermann预计,随着FKuR公司不断进入棚膜料等新的市场领域,其在2005年的业绩将会增长25%。



        在医疗、食品领域中的应用前景无限

        Biomer公司是另一家德国生产可生物降解聚合物的公司,他们目前正在大力开拓PHB和PLA聚酯的新市场。该公司用其开发的一种微生物来发酵糖或者淀粉糖浆,然后将抽提出的PHB或PLA聚酯与低分子量和高分子量增塑剂、成核剂和其他的加工助剂按照三种不同比例配混成注塑级材料。这三种材料的加工工艺与液晶聚合物类似,由于其熔体粘度极低(MFR高于20g/10min),从而在注塑具有复杂结构的制品时不需要很高的合模力。

        Biomer公司称,用这些料注塑而成的1.2mm厚的样品在自然环境中于6周内即可降解。

        在这三种材料中,P226具有类似于PP的机械性能,且易于模塑,制造周期短;P209的机械性能总体上与HDPE相近,只是由于它具有晶体结构,使其断裂伸长率要比HDPE低得多;P240是在P209的基础上进行了增韧,使其具有较高的抗冲击强度。用上述三种材料可注塑成医用“免疫条”诊断工具、烟火包装和军事演习炮筒等制品。此外,该公司还能够提供少量专用于注塑透明医疗诊断带的PLA,以及挤塑多丝外科手术织品的PHB。据Biomer公司总裁  Urs  Hanggi介绍,他们正在开发具有较高熔体强度的PHB产品,以用于薄膜的吹塑生产。

        Biomer公司的产品销售量目前正在快速增长,尤其是在美国市场上。其生产能力已达到数吨/月。Hanggi坚信目前价格在5~10$/磅的PHB以其易生物降解的特点在将来一定会成为像酸奶杯和饮料瓶这样的食品包装的生产材料,尽管现在其获得食品级材料许可证的测试费用极其昂贵。(责任编辑:泉水)
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