PLA聚乳酸發(fā)泡片材生產(chǎn)工藝技術(shù)研究

1、 pla聚乳酸物理發(fā)泡片材生產(chǎn)技術(shù)研究 張建群 沙 燕 李勇 山東通佳機(jī)械有限公司 摘要：利用特殊設(shè)計(jì)的螺桿擠出機(jī)和專用模具，結(jié)合添加助劑，使聚乳酸發(fā)泡穩(wěn)定，發(fā)泡倍率在15-25之間可調(diào)，泡孔均勻細(xì)密，關(guān)鍵詞：聚乳酸全降解發(fā)泡、綠色環(huán)保發(fā)泡片、全降解塑料前言為解決廢棄塑料造成的白色污染，各國(guó)的科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)都在研究采取各種方法和措施，其中最活躍的是采用降解型塑料。生物降解型塑料就是用可被自然界中的微生物如細(xì)菌分解的天然分子合成的高分子樹脂。聚乳酸的生產(chǎn)過程無污染，而且產(chǎn)品可以生物降解，實(shí)現(xiàn)在自然界中的循環(huán)，因此是理想的綠色高分子材料。1、主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備：200型塑料混合機(jī) 山東通佳機(jī)械200型塑

2、料干燥機(jī) 張家港90/120串聯(lián)擠出機(jī) 山東通佳機(jī)械聚乳酸全降解發(fā)泡片環(huán)狀模具 山東通佳機(jī)械發(fā)泡片擠出輔機(jī) 山東通佳機(jī)械厚度儀 哈爾濱量具廠sem電鏡 德國(guó)2、主要實(shí)驗(yàn)原料：pla樹脂 巴斯夫擴(kuò)鏈劑 巴斯夫內(nèi)外潤(rùn)滑劑 日本鐘源化學(xué)發(fā)泡劑顆粒 美國(guó)geco2發(fā)泡劑 市售3、生產(chǎn)工藝流程 發(fā)泡劑原料干燥 原料混合 一級(jí)擠出機(jī)擠出機(jī) 二級(jí)擠出機(jī) 環(huán)狀模具 定型筒定型 剖分展品冷卻 卷取 工藝說明：聚乳酸樹脂在干燥機(jī)中在90度的溫度下干燥2小時(shí)，然后在塑料混合機(jī)中于一定比例的成核劑混合均勻投入一級(jí)擠出機(jī)，一級(jí)擠出機(jī)的主要功能是原料的塑化，在一級(jí)擠出機(jī)的末端注入發(fā)泡劑和潤(rùn)滑劑，混合后的原料在二級(jí)擠出機(jī)中

3、進(jìn)行充分的混合和冷卻，以得到較高的熔體強(qiáng)度?；旌暇鶆虻娜垠w通過油溫精確控制的環(huán)狀模具進(jìn)行基礎(chǔ)發(fā)泡，形成筒做發(fā)泡體，然后進(jìn)行在線剖分進(jìn)一步冷卻、卷取。4、實(shí)驗(yàn)與分析（1）螺桿結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)制備發(fā)泡pla的最大障礙是其低的熔體強(qiáng)度，較高的剪切敏感性，以及較高的保熱性。所有這些問題的解決都要設(shè)計(jì)到螺桿和配方的問題。為了解決pla的高保熱性，實(shí)驗(yàn)應(yīng)用設(shè)計(jì)了一種特殊的冷卻螺桿，該螺桿結(jié)構(gòu)具有大導(dǎo)程結(jié)構(gòu)，減小了剪切，增加了特殊混煉元件，提高了物料的混合效果。擠出機(jī)冷卻結(jié)構(gòu)采用恒溫油冷卻，較大的比熱容可以快速的帶走機(jī)筒表面的熱量并使機(jī)筒保持恒定的溫度，該擠出機(jī)串聯(lián)在一級(jí)擠出機(jī)上應(yīng)用。 .w,td042 

4、0;（2）環(huán)狀口模的設(shè)計(jì)聚乳酸全降解發(fā)泡片材口模要求建立高于物料發(fā)泡的壓力，并在一定的壓力范圍內(nèi)可以調(diào)節(jié)，較小的平直段設(shè)計(jì)既保證了擠出機(jī)具有較高的被壓，而且剪切力較小，保證了較高的熔體強(qiáng)度。（3）擴(kuò)鏈劑的選用擴(kuò)鏈劑可以用于提高pla的熔體強(qiáng)度。cesa-extend是一種商品化的擴(kuò)鏈劑，由clariant additive masterbatches制備，進(jìn)過試驗(yàn)，添加量為1%-4%時(shí)可以提高pla的表面張力和黏度，產(chǎn)生更高的泡孔密度和更小的泡孔尺寸。 a|zeb  dkl<p%opy:  （4）助劑的選用 加工助劑的選擇：添加各種加工助劑的目的是綜合平衡改

5、性專用料的各種性能，每種加工助劑的添加量在改性專用料中有一定范圍，才能使各項(xiàng)性能保持穩(wěn)定，又能保證正常生產(chǎn)。日本鐘源產(chǎn)內(nèi)外潤(rùn)滑劑zb40/zb60可以減低物料和設(shè)備之間的摩擦，減少剪切力保證了熔體強(qiáng)度，潤(rùn)滑劑的添加量在0.5%-0.8%。（5）發(fā)泡劑的選用實(shí)踐表明:復(fù)合化學(xué)發(fā)泡劑用于聚乳酸全降解發(fā)泡片材效果較好。這種復(fù)合發(fā)泡劑的主要成份為丁烷和美國(guó)ge化學(xué)發(fā)泡顆粒，化學(xué)發(fā)泡顆粒經(jīng)過特殊的混合和表面處理工藝 ,使之與聚乳酸脂相溶性好、 分散性優(yōu)良 ,不影響塑料的原有性能。進(jìn)過試驗(yàn)丁烷與聚乳酸具有良好的相容性和分散性，做為聚乳酸全降解發(fā)泡片生產(chǎn)的主發(fā)泡劑使用。不同的發(fā)泡劑比例對(duì)發(fā)泡密度產(chǎn)生不同的影

6、響。經(jīng)過試驗(yàn)得知主發(fā)泡劑的用量在8%時(shí)，發(fā)泡可以用量在0.8%取得較高的發(fā)泡倍率和較細(xì)密的氣泡。下圖是不同發(fā)泡劑通量電鏡下的氣泡數(shù)量 1.4%發(fā)泡劑 2%發(fā)泡劑 3%發(fā)泡劑（6）結(jié)論1、經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間試驗(yàn)生產(chǎn)，多頭螺紋混合元件設(shè)計(jì)應(yīng)用的擠出機(jī)和模具可以適用于pla聚乳酸全降解發(fā)泡片材生產(chǎn)2、擴(kuò)鏈劑添加量為2%-4%時(shí)可以有效提高pla的表面張力和黏度，復(fù)合化學(xué)發(fā)泡劑地用量在8.8%左右，比例在10:1時(shí)產(chǎn)生更高的泡孔密度和更小的泡孔尺寸。 a|zeb  dkl<p%opy:  參考文獻(xiàn)1、 jan h. schut可生物降解的pla發(fā)泡食品托盤. 現(xiàn)代塑料 （2008）-

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