近日，弗勞恩霍夫應(yīng)用聚合物研究所團隊發(fā)明出一種基于聚乳酸 (PLA) 生物塑料的柔性可回收塑料薄膜材料，該材料將獲得2024約瑟夫·馮·弗勞恩霍夫獎。
研究團隊Antje Lieske博士表示，由于PLA具有高剛度，它非常適合用于一次性杯子等硬質(zhì)包裝，但不適合用于購物袋等柔性一次性包裝，原因在于購物袋是一次性塑料垃圾的主要來源之一。
為解決該問題，團隊將增塑劑（即聚醚）直接與聚合物鏈結(jié)合，使材料在長期內(nèi)更具柔韌性。聚醚無毒、可商購，也可以由生物基原料生產(chǎn)。到目前為止，增塑劑一直作為添加劑混入PLA中。然而，隨著時間的推移，增塑劑分子會從材料中遷移出來，使PLA再次變硬。為防止這種遷移，團隊將聚醚錨定在聚合物上，并合成了PLA基嵌段共聚物，其中聚醚鏈段兩端與PLA鏈段共價連接。
LDPE不可生物降解，只能以機械方式回收，并會損失一些特性。而PLA是生物基的、可生物降解的，可以通過化學方法回收成新塑料，只需相對較少的能源投入。然而，由于其高脆性，它不適合以其常規(guī)形式用于生產(chǎn)柔性一次性包裝，例如購物袋或垃圾袋，這些是一次性塑料廢物的主要來源。此外，PLA只能在連續(xù)的大規(guī)模工廠中生產(chǎn)才能盈利，迄今為止，這種工廠將較小的公司排除在制造商之外。
這種新型生物塑料將為可持續(xù)塑料包裝材料做出重要貢獻。除了柔性包裝薄膜外，材料還可能開辟全新的用途，例如汽車行業(yè)、紡織行業(yè)和3D打印領(lǐng)域。
1、可持續(xù)塑料的定義
可持續(xù)塑料是用于產(chǎn)品的塑料，可在整個產(chǎn)品生命周期中提供社會效益，同時增強人類和環(huán)境的健康與安全。
為了被認為具有可持續(xù)性，必須在可持續(xù)材料管理系統(tǒng)(循環(huán)經(jīng)濟)中對塑料進行管理，以避免產(chǎn)生廢物、有毒物質(zhì)和污染。即使是源自低危害成分的易于回收的塑料，如果它們最終以垃圾形式存在，或者它們像微塑料一樣分散在水中，那么它們也不是可持續(xù)的塑料。
創(chuàng)造可持續(xù)塑料具有挑戰(zhàn)性，因為它不僅涉及用于高性能產(chǎn)品的材料的開發(fā)或選擇，而且還涉及材料生態(tài)系統(tǒng)的設(shè)計，在該生態(tài)系統(tǒng)中制造，使用產(chǎn)品并從中重新獲得塑料的可持續(xù)價值?？沙掷m(xù)塑料必須成為實現(xiàn)可持續(xù)材料流動的整體方法的一部分。
2、潛力巨大的可持續(xù)柔性塑料
1. 穿戴設(shè)備：柔性材料可以制造出輕便、舒適的穿戴設(shè)備，如智能手表、健康監(jiān)測設(shè)備等。隨著人們對健康監(jiān)測和運動追蹤需求的增加，柔性材料在這一領(lǐng)域的應(yīng)用將越來越廣泛。
2. 柔性顯示技術(shù)：柔性顯示器可以折疊、彎曲，甚至可以貼合在各種曲面上，為移動設(shè)備、可穿戴設(shè)備、建筑集成顯示等提供新的設(shè)計可能性。
3. 生物醫(yī)學：柔性材料在生物醫(yī)學領(lǐng)域的應(yīng)用潛力巨大，可以用于制造可植入的醫(yī)療設(shè)備、柔性傳感器用于監(jiān)測人體健康等。
4. 能源采集與存儲：柔性太陽能電池板和電池可以彎曲、折疊，適合應(yīng)用于汽車、服裝等需要靈活性的地方，為便攜式電子設(shè)備和可穿戴設(shè)備提供能源。
5. 電子皮膚：柔性電子材料可以模仿人皮膚的感知能力，用于假肢、人機交互等領(lǐng)域，為人類提供更多元化的交互體驗。
6. 環(huán)境監(jiān)測：柔性傳感器可以貼附在建筑物、橋梁等結(jié)構(gòu)上，用于監(jiān)測溫度、濕度、壓力等環(huán)境參數(shù)，提高安全性和可靠性。
7. 汽車工業(yè)：柔性材料可以用于制造汽車的柔性內(nèi)飾、柔性電池、柔性顯示器等，提高汽車的舒適性和功能性。
8. 空間技術(shù)：柔性材料可以用于制造太空站的柔性太陽能板、柔性隔熱材料等，為太空探索提供新的解決方案。
柔性材料作為一種新型的材料科學，其發(fā)展前景備受關(guān)注。隨著科技的不斷進步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，柔性材料將在未來的科技和工業(yè)發(fā)展中發(fā)揮越來越重要的作用。未來，柔性材料的研究將繼續(xù)致力于提高材料的性能、實現(xiàn)多功能化和智能化，為人類社會帶來更多創(chuàng)新和便利。
文章來源： 今日塑價，全塑智聯(lián)， 發(fā)光材料與器件應(yīng)
原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_550888.html
來源：賢集網(wǎng)
著作權(quán)歸作者所有。商業(yè)轉(zhuǎn)載請聯(lián)系作者獲得授權(quán)，非商業(yè)轉(zhuǎn)載請注明出處。
研究團隊Antje Lieske博士表示，由于PLA具有高剛度，它非常適合用于一次性杯子等硬質(zhì)包裝，但不適合用于購物袋等柔性一次性包裝，原因在于購物袋是一次性塑料垃圾的主要來源之一。
為解決該問題，團隊將增塑劑（即聚醚）直接與聚合物鏈結(jié)合，使材料在長期內(nèi)更具柔韌性。聚醚無毒、可商購，也可以由生物基原料生產(chǎn)。到目前為止，增塑劑一直作為添加劑混入PLA中。然而，隨著時間的推移，增塑劑分子會從材料中遷移出來，使PLA再次變硬。為防止這種遷移，團隊將聚醚錨定在聚合物上，并合成了PLA基嵌段共聚物，其中聚醚鏈段兩端與PLA鏈段共價連接。
LDPE不可生物降解，只能以機械方式回收，并會損失一些特性。而PLA是生物基的、可生物降解的，可以通過化學方法回收成新塑料，只需相對較少的能源投入。然而，由于其高脆性，它不適合以其常規(guī)形式用于生產(chǎn)柔性一次性包裝，例如購物袋或垃圾袋，這些是一次性塑料廢物的主要來源。此外，PLA只能在連續(xù)的大規(guī)模工廠中生產(chǎn)才能盈利，迄今為止，這種工廠將較小的公司排除在制造商之外。
這種新型生物塑料將為可持續(xù)塑料包裝材料做出重要貢獻。除了柔性包裝薄膜外，材料還可能開辟全新的用途，例如汽車行業(yè)、紡織行業(yè)和3D打印領(lǐng)域。
1、可持續(xù)塑料的定義
可持續(xù)塑料是用于產(chǎn)品的塑料，可在整個產(chǎn)品生命周期中提供社會效益，同時增強人類和環(huán)境的健康與安全。
為了被認為具有可持續(xù)性，必須在可持續(xù)材料管理系統(tǒng)(循環(huán)經(jīng)濟)中對塑料進行管理，以避免產(chǎn)生廢物、有毒物質(zhì)和污染。即使是源自低危害成分的易于回收的塑料，如果它們最終以垃圾形式存在，或者它們像微塑料一樣分散在水中，那么它們也不是可持續(xù)的塑料。
創(chuàng)造可持續(xù)塑料具有挑戰(zhàn)性，因為它不僅涉及用于高性能產(chǎn)品的材料的開發(fā)或選擇，而且還涉及材料生態(tài)系統(tǒng)的設(shè)計，在該生態(tài)系統(tǒng)中制造，使用產(chǎn)品并從中重新獲得塑料的可持續(xù)價值?？沙掷m(xù)塑料必須成為實現(xiàn)可持續(xù)材料流動的整體方法的一部分。
2、潛力巨大的可持續(xù)柔性塑料
1. 穿戴設(shè)備：柔性材料可以制造出輕便、舒適的穿戴設(shè)備，如智能手表、健康監(jiān)測設(shè)備等。隨著人們對健康監(jiān)測和運動追蹤需求的增加，柔性材料在這一領(lǐng)域的應(yīng)用將越來越廣泛。
2. 柔性顯示技術(shù)：柔性顯示器可以折疊、彎曲，甚至可以貼合在各種曲面上，為移動設(shè)備、可穿戴設(shè)備、建筑集成顯示等提供新的設(shè)計可能性。
3. 生物醫(yī)學：柔性材料在生物醫(yī)學領(lǐng)域的應(yīng)用潛力巨大，可以用于制造可植入的醫(yī)療設(shè)備、柔性傳感器用于監(jiān)測人體健康等。
4. 能源采集與存儲：柔性太陽能電池板和電池可以彎曲、折疊，適合應(yīng)用于汽車、服裝等需要靈活性的地方，為便攜式電子設(shè)備和可穿戴設(shè)備提供能源。
5. 電子皮膚：柔性電子材料可以模仿人皮膚的感知能力，用于假肢、人機交互等領(lǐng)域，為人類提供更多元化的交互體驗。
6. 環(huán)境監(jiān)測：柔性傳感器可以貼附在建筑物、橋梁等結(jié)構(gòu)上，用于監(jiān)測溫度、濕度、壓力等環(huán)境參數(shù)，提高安全性和可靠性。
7. 汽車工業(yè)：柔性材料可以用于制造汽車的柔性內(nèi)飾、柔性電池、柔性顯示器等，提高汽車的舒適性和功能性。
8. 空間技術(shù)：柔性材料可以用于制造太空站的柔性太陽能板、柔性隔熱材料等，為太空探索提供新的解決方案。
柔性材料作為一種新型的材料科學，其發(fā)展前景備受關(guān)注。隨著科技的不斷進步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，柔性材料將在未來的科技和工業(yè)發(fā)展中發(fā)揮越來越重要的作用。未來，柔性材料的研究將繼續(xù)致力于提高材料的性能、實現(xiàn)多功能化和智能化，為人類社會帶來更多創(chuàng)新和便利。
文章來源： 今日塑價，全塑智聯(lián)， 發(fā)光材料與器件應(yīng)
原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_550888.html
來源：賢集網(wǎng)
著作權(quán)歸作者所有。商業(yè)轉(zhuǎn)載請聯(lián)系作者獲得授權(quán)，非商業(yè)轉(zhuǎn)載請注明出處。