難以環(huán)境降解的聚苯乙烯發(fā)泡材料的廣泛使用是導(dǎo)致環(huán)境“白色污染”的主要原因。依靠單一的行政干預(yù)來解決“白色污染”問題目前并不現(xiàn)實(shí)。開發(fā)具有環(huán)境降解能力的生物基發(fā)泡材料，從根本上解決這一環(huán)境問題勢在必行。
2010年9月以來，中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所超臨界流體綠色加工團(tuán)隊(duì)在翟文濤副研究員和鄭文革研究員的帶領(lǐng)下，開展了聚乳酸發(fā)泡粒子的研發(fā)工作。基于在此領(lǐng)域的長期積累以及聚丙烯發(fā)泡粒子產(chǎn)業(yè)化方面的豐富經(jīng)驗(yàn)，研究人員通過對聚乳酸樹脂進(jìn)行改性和采用超臨界CO2流體為發(fā)泡劑，于近期成功開發(fā)出聚乳酸發(fā)泡粒子的技術(shù)。
聚乳酸是一種以生物質(zhì)為原料制備的熱塑性聚合物樹脂，它具有生物相容性，可生物降解，被認(rèn)為是最具發(fā)展前景的聚合物樹脂。美國Sealed Air公司開發(fā)出一種連續(xù)擠出發(fā)泡制備聚乳酸發(fā)泡片材的技術(shù)，并在2009年成功實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。該技術(shù)使用無定形聚乳酸或者無定形聚乳酸和半結(jié)晶聚乳酸的共混物及HCFC類發(fā)泡劑，所制備發(fā)泡材料的使用溫度一般不高于65度，且HCFC類發(fā)泡劑在未來數(shù)年后將面臨被禁用；而高結(jié)晶能力聚乳酸樹脂發(fā)泡材料具有更高的使用溫度，但目前該樹脂的連續(xù)擠出發(fā)泡仍存在技術(shù)上的難題。荷蘭Synbra公司也曾開發(fā)出一種具有完全環(huán)保意義的聚乳酸發(fā)泡技術(shù)并在2009年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，該技術(shù)于同年獲得由荷蘭橡膠塑料聯(lián)合會授予的2009年度荷蘭塑料工業(yè)最具創(chuàng)新性可持續(xù)發(fā)展金獎。該技術(shù)采用高壓CO2流體為發(fā)泡劑，釜壓發(fā)泡制備聚乳酸發(fā)泡粒子。所采用的聚乳酸樹脂為專用料，樹脂的性能參數(shù)目前沒有公開報(bào)道。而目前，采用商品化通用聚乳酸樹脂制備發(fā)泡粒子存在技術(shù)上的困難。
寧波材料所此次開發(fā)的新技術(shù)采用通用聚乳酸樹脂為原料并以超臨界CO2為發(fā)泡劑，制備的聚乳酸發(fā)泡粒子膨脹率20-45倍可控，且發(fā)泡粒子具有良好的二次成型能力，發(fā)泡粒子成型體耐溫可達(dá)100度以上。該技術(shù)發(fā)泡過程綠色環(huán)保、制備條件溫和、生產(chǎn)成本低，具有極高的學(xué)術(shù)與產(chǎn)業(yè)化價(jià)值。
發(fā)泡粒子泡孔形態(tài)
發(fā)泡粒子外觀形態(tài)
- 深圳大學(xué)黃龍彪教授團(tuán)隊(duì) 《Adv. Sci.》綜述：生物可降解材料在軟體機(jī)器人與柔性電子領(lǐng)域的研究進(jìn)展 2025-09-10
- 華東師大張利東教授、周立旻教授團(tuán)隊(duì) Carbohyd. Polym.：微生物礦化技術(shù)-打造生物可降解的超疏油海藻酸鹽水凝膠中空管 2025-03-10
- 南洋理工大學(xué)Pooi See Lee、廈門大學(xué)林友輝教授團(tuán)隊(duì) Adv. Mater.：生物可降解的角蛋白用于構(gòu)建離子電子器件 2024-12-23
- 中南林科大卿彥/吳獻(xiàn)章、寧波材料所陳濤/肖鵬《Nat. Commun.》: 非對稱親疏水異質(zhì)結(jié)構(gòu)驅(qū)動快速水?dāng)U散 - 雜化水凝膠實(shí)現(xiàn)高效大氣水收集 2026-04-02
- 寧波材料所閻敬靈研究員 Adv. Mater.：超靈敏熱開關(guān)的無添加型離子聚氨酯 2026-03-08
- 寧波材料所胡本林團(tuán)隊(duì) Angew：均聚PVDF的本征彈性化 2026-03-02
