Bio4self自增强PLA复合材料

作者:本刊编译(原文来自JEC) 文章来源:PT塑料网 发布时间:2019-04-03
一种低熔融温度的PLA级别形成基体材料,一种超高刚性的高熔融温度的PLA级别形成增强纤维,通过这两种PLA级别的组合,形成了PLA SRPC自增强PLA复合材料。

采用高刚性PLA纤维制成的生物基易回收的自增强复合材料可用于体育、汽车和医疗领域。

生物基复合材料
该生物基复合材料由拥有不同熔融温度的两种PLA级别制成

以解决环境问题的愿望为动力,为实施EC塑料战略,在Bio4self项目中开发的复合材料完全基于生物,它易于回收、可重塑,甚至可实现工业化的生物降解。该复合材料由一种材料类型制成:聚乳酸或PLA,这是从可再生资源(如农业废料、非粮食作物或甘蔗)中提取的一种热塑性生物聚酯。

除一些医疗应用(如组织支架)外,目前PLA 的应用非常有限,只能用于诸如低要求的包装或农艺织物。通过组合两种类型的PLA 以形成所谓“自增强”的PLA复合材料(以下简称“PLA SRPC”),Bio4self项目则将PLA带入下一个应用高度,如汽车和家用电器的部件。

用于生产PLA SRPC的两种不同的PLA级别是:一种低熔融温度的PLA级别形成基体材料,一种超高刚性的高熔融温度的PLA级别形成增强纤维。为Bio4self项目而选用的这两种PLA级别,熔融温度相差大约20℃,从而留出了足够的温度加工窗口。Bio4self 项目的创新,克服了与生产PLA SRPC相关的几大挑战性问题,包括:抗湿的PLA级别配方、超高刚性PLA增强纤维的熔融挤出、为生产最高性能的SRPC材料而开发的生产工艺(固化和热成型)以及工业化的生产。

PLA SRPC的主要优势是:

1. 生物基:该复合材料由拥有不同熔融温度的两种PLA级别制成;

2. 性能:高机械强度,温度和水解稳定性;

3. 成本:远低于碳纤维复合材料,与SR-PP成本相当或更低;

4. 可扩展性:可采用商用材料和工业化的设备;

5. EoL:可重复使用,可回收利用,或可实现工业化的堆肥。

微结构Bio4self PLA SRPC的微结构

因此,在Bio4self项目中开发的PLA SRPC 符合现行商用自增强PP复合材料的要求。由0°/90°织物制成的自增强PLA复合材料拥有4 GPa的刚性,与自增强PP的刚性相当,但PLA SRPC却具有使用可再生材料所带来的优势。

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