降解3D打印材料

、航天等專業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)對(duì)微生物可環(huán)境降解塑料批發(fā)的可降解與可回收屬性形成剛需。可回收、可降解的3D打印材料在制造業(yè)的各細(xì)分領(lǐng)域中都是多多益善。如今，包裝、服裝、家居裝飾等產(chǎn)業(yè)也已出現(xiàn)可回收或降解的3D打印產(chǎn)品。可以預(yù)見，這類產(chǎn)品的市場會(huì)持續(xù)擴(kuò)大，因?yàn)榄h(huán)保永無止境。

在成員眾多的微生物可環(huán)境降解塑料批發(fā)家族中，由植物淀粉制成的PLA(聚乳酸)頗具特色，因?yàn)樗K能夠降解為二氧化碳和水，具有環(huán)境友好屬性。一提到可降解3D打印材料，人們往往就會(huì)想到它。

然而作為一項(xiàng)有望革新制造業(yè)生產(chǎn)方式的新興技術(shù)，3D打印并不能蜻蜓點(diǎn)水式地僅在一兩種原材料中展現(xiàn)其環(huán)保潛質(zhì)，而應(yīng)將環(huán)保上升為整個(gè)產(chǎn)業(yè)的共同目標(biāo)，否則便不足以在未來實(shí)現(xiàn)長期發(fā)展。事實(shí)上，當(dāng)前一些專業(yè)領(lǐng)域就已經(jīng)對(duì)微生物可環(huán)境降解塑料批發(fā)的可降解與可回收屬性形成了剛需。

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。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與微生物可環(huán)境降解塑料批發(fā)類的脂肪族共聚酯PBSA進(jìn)行共混改性，以提高淀粉基微生物可環(huán)境降解塑料批發(fā)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。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)。

全降解材料吹膜膜泡扭動(dòng)不穩(wěn)解決方法

微生物可環(huán)境降解塑料批發(fā)吹膜膜泡扭動(dòng)原因：

外部原因：如吹膜機(jī)沒有在封閉區(qū)域內(nèi)，室內(nèi)對(duì)流嚴(yán)重，造成膜泡扭動(dòng)

解決方法：關(guān)閉門窗即可。

內(nèi)部原因：

（1）模具唇間隙調(diào)節(jié)不當(dāng)，出料不均勻。

      解決方法：需局部調(diào)整或全部重新調(diào)整。

（2）冷卻風(fēng)不勻。          

       解決方法：調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)使其均勻。

（3）人字板的夾角過大。  

       解決方法：應(yīng)適當(dāng)減小人字板角度。

要想使試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，就必須吹制出的膜片試樣，而吹制出的膜片，就難免會(huì)遇到上述問題，那么就可以參照上面論述的方法加以解決。

擴(kuò)鏈法合成聚乳酸類生物降解材料

  目前，微生物可環(huán)境降解塑料批發(fā)高分子材料在 、醫(yī)學(xué) 、環(huán)境等方面迅速發(fā)展，特別是聚乳酸類高分子，因其具有很好的生物降解性 、相容性和可吸收性等特殊性能，主要原料乳酸又是可再生資源，因此成為材料科學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)。

  丙交酯開環(huán)聚合易于獲得高分子量的聚乳酸類聚合物，但環(huán)狀中間體丙交酯的制備使聚合物的合成路線冗長、成本高，影響了聚乳酸類生物降解材料的推廣應(yīng)用。因此，近年來由乳酸直接縮合法合成聚乳酸衍生物特別引人注目，然而一般情況下乳酸單體的熔融聚合或溶液聚合難以獲得高分子量的聚合物。

  提高分子量的重要方法之一是采用快捷、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)。由于縮聚反應(yīng)一般在反應(yīng)后期小分子脫除困難，聚合物不易達(dá)到所需要的分子量，此時(shí)擴(kuò)鏈反應(yīng)尤為重要，利用擴(kuò)鏈反應(yīng)進(jìn)行改性，還可得到生物降解型聚氨酯。因此，聚乳酸類生物降解材料的擴(kuò)鏈法合成具有重要的意義。