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科技成果:植物纤维/生物胶/PLA全降解复合材料

2021年03月17日 | 作者:  | 阅读: 265

成果拥有人:南京农业大学 何春霞教授

  目前,由于塑料对地球污染日益严重,世界各国都在采取对策。一方面 “远离和拒用一次性塑料”,另一方面探索利用天然或者降解材料,2020年国家发展改革委、生态环境部等部门先后印发了《关于进一步加强塑料污染治理的意见》,为落实这一“新版限塑令”,国家九部门印发《通知》并公布了禁限塑料管理细化标准,到2022年底塑料“禁用”实施范围扩大至全部地级以上城市和沿海地区。故我国社会发展急需要开发全降解环境友好材料。

技术的创造性与先进性:植物纤维/生物胶/PLA全降解复合材料是以植物纤维(如秸秆、谷物壳、竹及麻等)、天然生物胶(淀粉胶、蛋白胶、明胶等)以及PLA为原材料制备,可以替代塑料用于包装材料和餐具材料,符合我国社会发展急需开发全降解环境友好材料政策,目前国内外相关研究较少,本研究具有一定创造性和先进性。

技术的成熟程度:已制备植物纤维/PLA/生物胶全降解复合材料,对其力学性能(拉伸、弯曲、冲击等)、吸湿吸水性、热性能、降解性能等进行了测试和分析。所研究的植物纤维/生物胶/PLA降解复合材料具有较好的力学性能和降解性能,比植物纤维/PLA性能提高,且降解速度大幅度增加。

技术原理及性能指标:农林废弃物植物纤维是天然纤维材料,来源广泛,成本低,具有再生性、无毒、易分解,具有良好的降解性能,有助于环保。天然生物胶(淀粉胶、蛋白胶、明胶等)是由植物或者动物组织为原料做成,具有环境友好性和良好降解性。聚乳酸(PLA)是一种新型的生物降解材料,是使用可再生的植物资源(如玉米)所提取出的淀粉原料制成,具有良好的机械性能,PLA对人体无害的特性使得PLA在餐具、包装等领域具有独特优势,但PLA价格昂贵,这限制了其作为餐具和包装材料等应用。全降解复合材料以植物纤维、天然生物胶及PLA为原材料制备,性能如下:

材料

拉伸强度/MPa

弯曲强度/MPa

冲击强度/J mm2

硬度/HRR

PLA

42.22

85.38

121.3

100.92

植物纤维/生物胶/PLA复合材料

51.1

104.34

127.3

103.42

   应用情况:目前,我国限塑和禁塑政策已实施,按照计划,到2022年底,塑料“禁用”实施范围扩大至全部地级以上城市和沿海地区。故全降解复合材料应用具有重要意义,其可以替代塑料用于餐具材料和包装材料,且能解决目前PLA应用成本高及降解周期长问题。