1.聚乳酸

聚乳酸(PLA)是以有机酸乳酸为原料生产的新型聚酯材料,性能胜于现有塑料聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料,被产业界定为新世纪最有发展前途的新型包装材料,是环保包装材料的一颗明星,在未来将有望代替聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料用于塑料制品,应用前景广阔。

聚乳酸的优点主要有以下几方面:

(1)生物可降解性良好。聚乳酸使用后能被自然界中微生物完全降解,最终生成二氧化碳和水,不污染环境,对保护环境非常有利。

(2)机械性能及物理性能良好。聚乳酸适用于吹塑、热塑等各种加工方法,加工方便,应用十分广泛。可用于加工从工业到民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺布、工业及民用布。进而加工成农用织物、保健织物、抹布、卫生用品、室外防紫外线织物、帐篷布、地垫面等等,市场前景十分看好。

(3)相容性与可降解性良好。聚乳酸在医药领域应用也非常广泛,如可生产一次性输液用具、免拆型手术缝合线等,低分子聚乳酸作药物缓释包装剂等。

聚乳酸生产是以乳酸为原料,传统的乳酸发酵大多用淀粉质原料,目前美、法、日等国家已开发利用农副产品为原料发酵生产乳酸,进而生产聚乳酸。

美国LLC公司生产聚乳酸工艺为:玉米淀粉经水解为葡萄糖,再用乳酸杆菌厌氧发酵,发酵过程用液碱中和生成乳酸,发酵液经净化后,用电渗析工艺,制成纯度达99.5%的L-乳酸。由乳酸制PLA生产工艺有:(1)直接缩聚法,在真空下使用溶剂使脱水缩聚。(2)非溶剂法,使乳酸生成环状二聚体丙交酯,在开环缩聚成PLA。

美国一家研究所研制成功把制乳酪后的废弃土豆转化为葡萄糖糖浆,再用细菌发酵成含乳酸酵液,经电渗析分离、加热使水分蒸发,得到可制薄膜与涂层的聚乳酸,可作保鲜袋及代替有聚乙烯和防水蜡的包装材料。

法国埃尔斯坦糖厂与一所大学研制出用甜菜为原料,先分解成单糖,发酵生产乳酸,再用化学方法将乳酸聚合为聚乳酸,也可利用工业制糖工序的下脚料贫糖液来生产聚乳酸,生产成本大幅度下降。

日本钟纺公司以玉米为原料发酵生产聚乳酸,利用聚乳酸制成生物降解性发泡材料。其过程是在聚乳酸中混入一种特殊添加剂,对其分子结构进行控制,使之变为易发泡的微粒,再加入用碳水化合物制成有机化合物发泡剂,在成型机中成型、经高压水蒸气加热成发泡材料。该材料的强度压缩应力、缓冲性、耐药性等与聚苯乙烯塑料相同,经焚烧后不污染环境,还可肥田。

2.树脂基复合材料

以树脂为基体假如各种纤维、粒状或薄膜进行复合的高分子复合材料种类繁多。诸如加入导电性纤维复合成导电功能材料、吸波功能材料,加入陶瓷、玻纤和碳纤复合增强材料,或者不同树脂薄膜多层复合成为复合材料等等,其应用领域十分广泛;增强纤维复合型中就有30多种纤维常用。在包装中已获得广泛应用的主要有机层复合、共挤复合、混合复合等类型的复合材料。

树脂基复合材料的发展趋势:一是改善复合工艺、提高复合材料性能和功能;二是选择适当的材料和最佳工艺以降低复合材料成本;三是研制开发新品种,如正在研制的结构化材料、功能化材料、分子复合材料、生态复合材料等等。

3.金属基复合材料

金属基复合材料具有比较高的强度、模量高、高温性能好,导电导热性能好,特别适用于航空与其他工业部门。金属基复合技术进步很快,方法多种。因此用于复合的金属主要是Ti、Ni、Cu、Pb、Ag,特别是轻金属基Al、Mg、Ti等。复合材料有金属、非金属及其他化合物等。

4.生物高分子材料

生物高分子材料已进入实验性阶段,如人造血管、人造心脏、人造瓣膜、人工肺、人工腮、人造骨骼等等。生物高分子材料在包装中的应用日益扩大,例如微生物(细菌)塑料,生物降解塑料、生光双解型塑料都是当今包装世界的热门话题。

5.有机硅及氟系材料

硅系高分子材料是21世纪的新材料。目前在分子设计与分子结构控制的基础上探讨脱氟缩合、氢化硅烷甲基化合等合成反应,开发分子多元化功能材料,研制高档复合膜化设备的光电子功能材料。(有机硅是一种性能优秀的生态材料(E

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