TPS淀粉基降解材料吹膜工藝

  淀粉主要由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成，親水性極強(qiáng)，直接加熱時(shí)沒有塑化熔融的過程。

  因此，常向熱塑性淀粉中添加小分子塑化劑，通過塑化劑使淀粉能夠在擠出、注塑等高溫剪切作用下表現(xiàn)出熱塑性。這個(gè)過程稱為淀粉改性或者淀粉熱塑性處理，改性后的原料一般成為熱塑性淀粉（TPS）。

  將粒度d50為4.95μm的玉米淀粉放入115℃的KFP-1000L干燥箱內(nèi)，烘干8小時(shí)，使水分含量在900ppm以內(nèi)，將甘油和淀粉按照100:30比例在高混機(jī)中混合均勻，之后投料入長(zhǎng)徑比36:1、直徑40mm的同向雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)過水槽冷切、拉條、造粒。擠出機(jī)各段溫度設(shè)定為120~210℃，擠出機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速為150rpm。通過共混改性制備拉絲級(jí)降解塑料生產(chǎn)企業(yè)共混纖維可克服常規(guī)PHA成核密度低、晶體生長(zhǎng)慢，纖維成型困難等問題。切粒后制得熱塑性淀粉粒料(TPS)，在90℃干燥箱內(nèi)烘干至水分含量低于800ppm后密閉包裝后待用。

  了彌補(bǔ)單一淀粉材料性能的不足，通過將熱塑性淀粉TPS與拉絲級(jí)降解塑料生產(chǎn)企業(yè)類的脂肪族共聚酯PBSA進(jìn)行共混改性，以提高淀粉基拉絲級(jí)降解塑料生產(chǎn)企業(yè)的拉伸強(qiáng)度和耐撕裂性等物理力學(xué)性能。

  為了彌補(bǔ)單一淀粉材料性能的不足，通過將熱塑性淀粉TPS與生物降解類的脂肪族共聚酯PBSA進(jìn)行共混改性，以提高淀粉基降解塑料的拉伸強(qiáng)度和耐撕裂性等物理力學(xué)性能。

  將不同試驗(yàn)的材料分別投入MB-900吹膜機(jī)內(nèi)，在不同溫度、螺桿轉(zhuǎn)速條件下熔融擠出吹膜收卷。薄膜厚度調(diào)整為15μm，樣品在23℃和50%RH環(huán)境下狀態(tài)調(diào)節(jié)4h。拉絲級(jí)降解塑料生產(chǎn)企業(yè)由于偶聯(lián)劑種類較多，因此對(duì)于各種不同的無機(jī)填料和不同的聚合物，應(yīng)該選擇相適應(yīng)的偶聯(lián)劑，同時(shí)還要考慮偶聯(lián)劑的用量、應(yīng)用效果以及成本等綜合因素。分別投料進(jìn)行吹膜試驗(yàn)的材料有：PBAT-A/B/C 、PBSA-A/B/C 。試驗(yàn)中不同的吹脹比DDR按照吹制不同的產(chǎn)品寬度調(diào)節(jié)，不同的牽引比通過更換不同間隙的口模吹制相同厚度和寬度的薄膜來實(shí)現(xiàn)。

生物降解塑料優(yōu)勢(shì)

1. 可生物降解塑料在分解后不會(huì)釋放其他危險(xiǎn)物質(zhì)

如果你把裝滿傳統(tǒng)塑料的桶扔進(jìn)垃圾填埋場(chǎng)，那么當(dāng)產(chǎn)品開始分解時(shí)，你會(huì)釋放出和其他形式的污染物。由于這些污染物通常不存在可生物降解的物品，所以我們能夠立即享受到?jīng)]有危險(xiǎn)釋放物的好處。

塑料在許多方面使我們的生活更輕松，但它們也可能含有可能同時(shí)危害我們健康的潛在危險(xiǎn)產(chǎn)品。雙酚A（BPA）是樹脂和塑料制造的關(guān)鍵成分。過去，這種物質(zhì)被用于塑料餐具、水瓶和運(yùn)動(dòng)器材。拉絲級(jí)降解塑料生產(chǎn)企業(yè)是在土壤、沙土等自然條件下，與微生物（如細(xì)菌/霉菌/藻類等）作用降解成二氧化碳、水等小分子或低分子化合物的塑料。鄰苯二甲酸酯軟化塑料，常常將其加入到PVC中。兩者都被認(rèn)為是干擾物，對(duì)人類的生殖周期有害。生物降解物消除了對(duì)這些物質(zhì)的使用。

2. 可拉絲級(jí)降解塑料生產(chǎn)企業(yè)在制造周期中消耗的能源更少

雖然可生物降解塑料在生產(chǎn)周期中的成本略高，但我們實(shí)際消耗的能源更少。我們用這種技術(shù)就不再需要通過尋找、獲取和轉(zhuǎn)變碳?xì)浠衔飦碇圃焖芰衔锲贰Ｌ岣叻肿恿康闹匾椒ㄖ皇遣捎每旖?、有效的擴(kuò)鏈反應(yīng)，在高分子合成中，通常是指使用擴(kuò)鏈劑等手段，在短期內(nèi)通過兩個(gè)聚合物的基團(tuán)相連接而增加聚合物分子量的反應(yīng)。這意味著我們?nèi)紵俚幕剂?，在制造過程中消耗更少的化石燃料，釋放的污染物更少。由于這種節(jié)能，使用生物降解產(chǎn)品的長(zhǎng)期成本可能低于傳統(tǒng)塑料，特別是如果將塑料污染的清理成本添加到該計(jì)算中。

3. 可生物降解塑料可減少我們產(chǎn)生的廢物量

塑料約占我們當(dāng)前廢物流的 13%。這一數(shù)字每年約為3200萬噸廢物，其中只有9%用于回收計(jì)劃。其余的進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)和其他廢物處理項(xiàng)目，當(dāng)工廠擁有正確的堆肥設(shè)備來管理可生物降解塑料時(shí)，我們可以在18-36個(gè)月內(nèi)分解產(chǎn)品，這取決于使用的方法。

4. 可降解塑料將把石油消費(fèi)導(dǎo)向其他需求

傳統(tǒng)的塑料制品來自于油分子的加熱和處理，此過程把它們變成了對(duì)工業(yè)有用的聚合物。在美國(guó)，大約3%的石油是由每年消耗的塑料數(shù)量消耗的。生物可降解物質(zhì)來自柳枝稷或玉米等產(chǎn)品，這意味著我們可以將工業(yè)使用的石油用于運(yùn)輸?shù)哪茉椿蛉∨枨蟆?

可降解塑料的發(fā)展機(jī)遇

  各國(guó)的“限塑令”逐漸升級(jí)為“禁塑令”。以歐盟的政策衍變?yōu)槔?，歐盟2015年就發(fā)布了限塑指令，目標(biāo)是在2019年底歐盟國(guó)家的民眾每年每人消耗不超過90個(gè)塑料袋，而在2025年，這個(gè)數(shù)字減少到40。指令發(fā)布后，各個(gè)成員國(guó)都踏上了“限塑之路”。2018年，歐盟議會(huì)又通過了一項(xiàng)關(guān)于控制塑料廢棄物的法令。在石油資源日益枯竭和全球提倡低碳環(huán)保的大背景下，生物塑料在資源利用和可降解等方面比傳統(tǒng)塑料具有的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)法令，自2021年起，歐盟將禁止成員國(guó)使用飲管、餐具和棉花棒等10種一次性塑料制品，這些用品將由紙、秸稈或可重復(fù)使用的硬塑料替代。

  塑料瓶將根據(jù)現(xiàn)有的回收模式單獨(dú)收集；到2025年，要求成員國(guó)的一次性塑料瓶回收率達(dá)到90%。同時(shí)，法案還要求制造商必須對(duì)其塑料產(chǎn)品和包裝的情況承擔(dān)更多責(zé)任。全球范圍內(nèi)“禁塑令”的實(shí)施推動(dòng)了可降解塑料需求增長(zhǎng)。今年1月份國(guó)家發(fā)改委和生態(tài)環(huán)境部發(fā)出“禁塑令”之后，目前國(guó)內(nèi)已有29個(gè)省市相繼頒布了具體落地實(shí)施方案。距離版"限塑令"實(shí)施大限不足2個(gè)月，各地正加緊落實(shí)具體方案。近期，北京市發(fā)改委等部門就《北京市塑料污染治理行動(dòng)計(jì)劃（2020-2025年）（征求意見稿）》提出對(duì)六大重點(diǎn)行業(yè)塑料污染治理措施及日程。浙江省9部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)塑料污染治理的實(shí)施辦法》要求禁止、限制部分塑料制品的生產(chǎn)、銷售和使用?！蛾P(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)塑料污染治理的意見》要求在2025年完善塑料制品生產(chǎn)、流通、消費(fèi)和回收處置等環(huán)節(jié)的管理制度，對(duì)不可降解塑料逐漸禁止、限制使用。《關(guān)于扎實(shí)推進(jìn)塑料污染治理工作的通知》要求各地在8月中旬前出臺(tái)省級(jí)實(shí)施方案，確保如期完成目標(biāo)任務(wù)。中國(guó)每年約消耗購(gòu)物袋400萬噸、農(nóng)膜246萬噸、外賣包裝260萬噸，且隨著快遞、外賣業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，塑料需求持續(xù)增長(zhǎng)。拉絲級(jí)降解塑料生產(chǎn)企業(yè)在某些性能上可以媲美傳統(tǒng)塑料的熱塑性塑料，除此之外，還具有生物可降解性、生物相容性、光學(xué)異構(gòu)性、提高微生物的抗逆性等性能，在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)和包裝業(yè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。而對(duì)于這些領(lǐng)域，特別適用拉絲級(jí)降解塑料生產(chǎn)企業(yè)。假設(shè)替代10%，即可新增90萬噸以上可降解塑料需求。太平洋證券認(rèn)為隨著技術(shù)進(jìn)步、規(guī)?；a(chǎn)、成本下降、環(huán)保理念提升，可降解塑料未來成長(zhǎng)空間10倍以上。

可降級(jí)材料中淀粉基材料

  淀粉作為一種天然高分子化合物其來源廣泛品種繁多成本低廉。且能在各種自然環(huán)境下完全降解。近年來，擴(kuò)鏈法逐漸成為制備高分子量聚乳酸的一種快速而的方法，其優(yōu)點(diǎn)在于少量的擴(kuò)鏈劑便能明顯地提高聚乳酸的分子量，成本較低，且擴(kuò)鏈劑的加入不改變聚乳酸的可降解性，這對(duì)PLA的回收利用同樣有意義。終分解為CO2和H2O，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成任何污染，因而淀粉基降解材料成為國(guó)內(nèi)外研究開發(fā)的一類生物降解材料，它可以通過與其它高分子共混或者與單體共聚的方式得到淀粉基拉絲級(jí)降解塑料生產(chǎn)企業(yè)。

  1973年Griffin獲得淀粉表面改性填充材料的，到80年代，一些國(guó)家以Grifn的為背景開發(fā)出淀粉填充型生物降解材料。填充型淀粉材料又稱生物破壞性材料，其制造工藝是在通用材料中加入一定量的淀粉和其他少量添加劑然后加工成型，淀粉含量不超過30%。問題2：薄膜透明度差原因：主要影響因素是樹脂原料，降低結(jié)晶度及使球晶細(xì)小，特別是添加劑的影響。填充型淀粉材料技術(shù)成熟生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，且對(duì)現(xiàn)有加工設(shè)備稍加改進(jìn)即可生產(chǎn)，因此目前國(guó)內(nèi)可降解淀粉材料產(chǎn)品大多為此類型。

  加拿大St.Lawrence淀粉公司研究生產(chǎn)了一種改性淀粉Ecostar母粒。可與聚乙烯、聚、聚、聚乙烯醇和聚氨酯共混制成生物降解材料，美國(guó)開發(fā)的淀粉基材料是將含水40% - 60%的膠化淀粉加到EAA (乙烯)中混合而制成農(nóng)用地膜，美國(guó)Purde大學(xué)開發(fā)淀粉接枝聚采用陽離子聚合反應(yīng)分子量和物性均能有效控制，其中含淀粉20%-30%的淀粉，接枝聚合物具有通常聚類似的性質(zhì)?？梢杂米銎孔?、薄膜等。具有較高的拉伸強(qiáng)度、壓縮模量，但質(zhì)硬而韌性較差，缺乏柔性和彈性，極易彎曲變形。我國(guó)太原工業(yè)大學(xué)劉書福等研究了馬鈴薯淀粉與聚的接枝共聚，江西科學(xué)院應(yīng)用化學(xué)研究所用淀粉與接枝共聚制成淀粉基材料，吉林大學(xué)化學(xué)系和華東理工大學(xué)對(duì)改性淀粉降解膜進(jìn)行了探索。