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克勞斯瑪菲研發(fā)木質(zhì)素增強(qiáng)聚乳酸工藝，可生產(chǎn)100%生物基塑料
【塑料機(jī)械網(wǎng) 明星企業(yè)】最近，克勞斯瑪菲德國(guó)與塞浦路斯的Synergy Horizon集團(tuán)一起成功開發(fā)出一種可生產(chǎn) 100% 生物基增強(qiáng)熱塑性塑料——木質(zhì)素增強(qiáng)聚乳酸的工藝。
木質(zhì)素可通過各種方法從木質(zhì)纖維素生物質(zhì)中提取。其中一種方法是通過生物質(zhì)水解生產(chǎn)生物乙醇，這種方法會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)品：水解木質(zhì)素。水解木質(zhì)素具有獨(dú)特的性質(zhì)，使其有別于其他類型的木質(zhì)素。
全世界每年造紙和生物乙醇工業(yè)在木材加工過程中會(huì)產(chǎn)生近5000 萬(wàn)噸木質(zhì)素(包括水解木質(zhì)素)的廢棄物，其中 98% 被焚燒。目前全球已有多個(gè)研究項(xiàng)目涉及這種寶貴的可再生生物資源，但將其用作生物聚合物基質(zhì)的填料迄今為止還是獨(dú)一無二的。
克勞斯瑪菲將高達(dá)30%的木質(zhì)素加入聚乳酸基質(zhì)中
克勞斯瑪菲在德國(guó)技術(shù)中心通過實(shí)驗(yàn)室擠出機(jī) ZE BluePower 28 和小型 ZE BluePower 42 雙螺桿擠出機(jī)順利試驗(yàn)了將天然原料加入聚乳酸基質(zhì)的過程，成功加入了高達(dá) 30% 的木質(zhì)素。
克勞斯瑪菲針對(duì)該應(yīng)用調(diào)整了螺桿配置，使用高敏混合元件以適用木質(zhì)素加工，使其在最高 160°C 的低溫下運(yùn)行，并采用6D大開口機(jī)筒和側(cè)脫揮裝置，確保粉料投喂更加穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)更好分散，同時(shí)提升熔體混合效果，增強(qiáng)熔體強(qiáng)度。
新一代 ZE BluePower 具備更理想的自由容積(Da/di)值為 1.65，因此非常適合加工這些對(duì)剪切力和溫度敏感的聚合物。
大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明克勞斯瑪菲的共混改性擠出設(shè)備和Synergy Horizon 公司木質(zhì)素的制備都是非常完美的，與純聚乳酸相比，經(jīng)過改性生產(chǎn)后的木質(zhì)素增強(qiáng)材料的彎曲和拉伸性能提高了約 30%。
這種聚合物特別適用于包裝應(yīng)用，其提升的材料性能可以保證包裝具備足夠硬度，以便在負(fù)載下仍保持形狀。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是木質(zhì)素可增加足夠的抗氧化能力，在食品包裝應(yīng)用中，它可以通過抑制自由基氧化，防止異味、臭味或有毒化合物的形成，從而防止食品發(fā)生氧化，保證食品的質(zhì)量和安全。
還有，與其他類型的木質(zhì)素不同，含有木質(zhì)素的生物化合物沒有氣味，因此非常適合用于食品包裝。其抗氧化的特性亦可應(yīng)用于農(nóng)用生物降解塑料，如地膜等，以防止其氧化降解。
純聚乳酸由于依賴于特定的酶和工業(yè)條件，其生物降解能力有限，而含有木質(zhì)素的聚乳酸化合物則不同，它具有更強(qiáng)的生物降解特性，99天內(nèi)的生物降解率超過90%。
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