生物質(zhì)聚乳酸基復(fù)合材料的開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化
聚乳酸被全球公認(rèn)為21世紀(jì)最有發(fā)展前景的生物質(zhì)塑料,它具有良好的生物降解性/相容性、力學(xué)性質(zhì)、熱塑性、成纖性、透明度高,適用于吹塑、擠出、注塑等多種加工方法,加工方便,部分性能優(yōu)于現(xiàn)有通用塑料;但其同時(shí)也存在著強(qiáng)度較低、脆性大、耐熱性差等不足,使得其應(yīng)用僅局限于生產(chǎn)通用塑料、薄膜等領(lǐng)域,要想應(yīng)用于條件較為苛刻的汽車、航空航天、建筑業(yè)等領(lǐng)域,必須對其進(jìn)行改性以提高其耐熱性能和力學(xué)性能。本項(xiàng)目擬采用課題組多年來積累的研究成果,與相關(guān)企業(yè)展開合作,進(jìn)行成果的轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化工作,最終形成具有市場潛力的系列化改性聚乳酸復(fù)合材料制備技術(shù),例如天然纖維增強(qiáng)聚乳酸、高韌性聚乳酸、高填充級(jí)聚乳酸、阻燃級(jí)聚乳酸和纖維級(jí)聚乳酸等的制備技術(shù),通過這些技術(shù)制備的改性聚乳酸樹脂將具有更加優(yōu)異和針對性的性能,主要用于生產(chǎn)聚乳酸纖維、薄膜、板材和容器等,可應(yīng)用在生活快消品、農(nóng)用地膜、飛機(jī)/汽車內(nèi)飾用材料等領(lǐng)域。項(xiàng)目目標(biāo)是通過深入研究,對部分尚不完善的技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行最后的攻關(guān),然后整合已有的技術(shù)與專利成果,并進(jìn)一步放大實(shí)驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)化測試,形成一系列可直接產(chǎn)業(yè)化的系統(tǒng)化解決方案技術(shù)包,最終順利完成相關(guān)技術(shù)成果的產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化工作。 本項(xiàng)目研究采用的原材料為可生物降解的聚乳酸,經(jīng)過本團(tuán)隊(duì)十多年的研發(fā),目前已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。本項(xiàng)目的主要工作是梳理課題組多年來對聚乳酸樹脂改性的相關(guān)技術(shù),與授權(quán)專利等成果整合,進(jìn)一步放大成系列化的產(chǎn)品技術(shù),最終順利相關(guān)技術(shù)成果的產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化工作。 項(xiàng)目中的大部分關(guān)鍵技術(shù)均已被攻克,目前需要做的是有目的的對所有技術(shù)進(jìn)行梳理和整合,查漏補(bǔ)缺,對部分尚不完善的技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行最后的攻關(guān),從而形成完整的系統(tǒng)化的產(chǎn)品技術(shù),并與相關(guān)授權(quán)專利進(jìn)行整合,最后打包形成一系列可直接產(chǎn)業(yè)化的系統(tǒng)化解決方案技術(shù)包。目前70%的聚乳酸市場在對性能要求不太高的包裝行業(yè)中,隨著人們環(huán)保意識(shí)的增加,該市場容量會(huì)繼續(xù)增加,但由于聚乳酸整體市場的快速增長,包裝材料所占聚乳酸市場比例會(huì)逐漸縮小。在汽車、家電及電子產(chǎn)品行業(yè)中對更高性能聚乳酸改性材料的使用是個(gè)新趨勢,市場份額雖然不大,但會(huì)持續(xù)增長。目前聚乳酸在全球市場的總?cè)萘款A(yù)計(jì)為100億元,且有很好的成長潛力。本項(xiàng)目技術(shù)面對的正是高性能、高附加值的潛在市場,其產(chǎn)業(yè)化預(yù)期會(huì)有良好的經(jīng)濟(jì)效益;項(xiàng)目產(chǎn)品在環(huán)境污染治理和防護(hù)方面的貢獻(xiàn)將會(huì)產(chǎn)生良好的社會(huì)效益。
同濟(jì)大學(xué)
2021-04-11