降解3D打印材料

、航天等專業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)對pla可降解塑料生產(chǎn)企業(yè)的可降解與可回收屬性形成剛需?？苫厥?、可降解的3D打印材料在制造業(yè)的各細(xì)分領(lǐng)域中都是多多益善。如今，包裝、服裝、家居裝飾等產(chǎn)業(yè)也已出現(xiàn)可回收或降解的3D打印產(chǎn)品。可以預(yù)見，這類產(chǎn)品的市場會持續(xù)擴(kuò)大，因?yàn)榄h(huán)保永無止境。

在成員眾多的pla可降解塑料生產(chǎn)企業(yè)家族中，由植物淀粉制成的PLA(聚乳酸)頗具特色，因?yàn)樗K能夠降解為二氧化碳和水，具有環(huán)境友好屬性。一提到可降解3D打印材料，人們往往就會想到它。

然而作為一項(xiàng)有望革新制造業(yè)生產(chǎn)方式的新興技術(shù)，3D打印并不能蜻蜓點(diǎn)水式地僅在一兩種原材料中展現(xiàn)其環(huán)保潛質(zhì)，而應(yīng)將環(huán)保上升為整個產(chǎn)業(yè)的共同目標(biāo)，否則便不足以在未來實(shí)現(xiàn)長期發(fā)展。事實(shí)上，當(dāng)前一些專業(yè)領(lǐng)域就已經(jīng)對pla可降解塑料生產(chǎn)企業(yè)的可降解與可回收屬性形成了剛需。

全降解材料吹膜的工藝

pla可降解塑料生產(chǎn)企業(yè)薄膜出現(xiàn)褶皺原因：薄膜橫向厚度不均勻，哪怕是很微小，經(jīng)過積累后也可造成比較明顯的褶皺，影響落膘實(shí)驗(yàn)、薄膜撕裂實(shí)驗(yàn)、薄膜摩擦系數(shù)等的測定數(shù)據(jù)。

解決方法：

（1）降低熔體溫度，可以有效降低熔體流動性，在模頭擠出時比較結(jié)實(shí)，不因冷卻風(fēng)波動使膜泡歪斜而造成薄膜冷卻不均。

（2）減少冷卻風(fēng)量或調(diào)解冷卻風(fēng)不勻的情況。

（3）人字板的夾角過大，使得薄膜在短時間內(nèi)被壓扁，因而出現(xiàn)褶皺的問題，應(yīng)適當(dāng)減小人字板的夾角。

（4）膜口擠料不均勻，應(yīng)調(diào)解口模，使之處于豎直狀態(tài)。

（5）收卷輥張力過大把膜拉褶。應(yīng)適當(dāng)減小收卷輥張力。

問題2：薄膜透明度差原因：主要影響因素是樹脂原料，降低結(jié)晶度及使球晶細(xì)小，特別是添加劑的影響。

（1）擠出溫度偏低，熔體塑化不良，透明度較大，應(yīng)適當(dāng)提高熔體溫度。

（2）冷卻效果不佳，影響了透明度，應(yīng)適當(dāng)增大冷卻風(fēng)量。

（3）樹脂粒子中含有大量水分，應(yīng)充分干燥粒子。

問題3：薄膜魚眼多原因：樹脂中的析出物造成的，不能從根本上消除。

主要方法 ：

（1）一定時間后，加大螺桿速度，提高熔體擠出壓力，帶走析出物。

（2）定期清潔模具頭。

（3）適當(dāng)提高熔體溫度，充分塑化。

問題4：薄膜橫向厚度不均勻.原因：在?？诘某隽狭坎痪鶆?。

解決方法：

（1）模具唇間隙調(diào)節(jié)不當(dāng)，需局部調(diào)整或全部重新調(diào)整。

（2）模腔中有雜物，從而引起物流紊亂，出料不均，應(yīng)當(dāng)定期清洗口模。

（3）熔體壓力或溫度過高或波動太大，這樣造成擠出熔流不穩(wěn)，影響厚度不均，可調(diào)解溫度，擠出速度改善。

問題5：膜泡扭動不穩(wěn)原因：

外部原因：如吹膜機(jī)沒有在封閉區(qū)域內(nèi)，室內(nèi)對流嚴(yán)重，造成膜泡扭動

解決方法：關(guān)閉門窗即可。

內(nèi)部原因：

（1）模具唇間隙調(diào)節(jié)不當(dāng)，出料不均勻。

      解決方法：需局部調(diào)整或全部重新調(diào)整。

（2）冷卻風(fēng)不勻。          

       解決方法：調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)使其均勻。

（3）人字板的夾角過大。  

       解決方法：應(yīng)適當(dāng)減小人字板角度。

可降解塑料面臨的挑戰(zhàn)國內(nèi)

  1）成本較高，雖然近幾年隨著產(chǎn)能規(guī)模的擴(kuò)大，價格已有下降，但平均價格仍是傳統(tǒng)塑料的2 ～ 3倍（淀粉基塑料除外）；2）生物降解塑料的降解需要一定的微生物環(huán)境，因此對其回收及回收后如何堆肥也是需要考慮的一個重要問題；3）pla可降解塑料生產(chǎn)企業(yè)的性能與傳統(tǒng)石油基塑料相比還有差距，大部分性能不如石油基塑料（除PBS，PBTA）；4）很多生物基降解塑料的原料來源是玉米、木薯等，需要考慮“吃”和“用”的平衡問題；（可參考1噸PLA要消耗2.5噸玉米，發(fā)展PLA真的糟蹋糧食嗎？一文）總而言之，PLA的發(fā)展面臨著擴(kuò)大產(chǎn)能、乳酸的玉米為主原料來源的道德問題及其價格波動等諸多挑戰(zhàn)；PBAT也面臨著石油的非生物質(zhì)資源來源問題、未來石油價格波動問題、應(yīng)用場景較窄、以及降解產(chǎn)物風(fēng)險評估等問題。這些問題需要學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界攜手攻關(guān)、共同探索，找到解決以上問題的途徑與方案。

全降解材料堆肥發(fā)酵工藝

  pla可降解塑料生產(chǎn)企業(yè)堆肥實(shí)際就是廢棄物穩(wěn)定化的一種形式，但它需要特殊的濕度、通氣條件和微生物以產(chǎn)生適宜的溫度。一般認(rèn)為這個溫度要高于45℃，保持這種高溫可以使病原菌失活，并雜草種子。在合理堆肥后殘留的有機(jī)物分解率較低、相對穩(wěn)定并易于被植物吸收。堆肥后臭味可以大大降低。

  堆肥過程有許多不同種類的微生物參與。由于原料和條件的變化，各種微生物的數(shù)量也在不斷發(fā)生變化，所以堆肥過程中沒有任何微生物始終占據(jù)主導(dǎo)地位。每一個環(huán)境都有其特定的微生物菌群，微生物的多樣性使得堆肥在外部條件出現(xiàn)變化的情況下仍可避免系統(tǒng)崩潰。

  堆肥過程主要靠微生物的作用進(jìn)行，微生物是堆肥發(fā)酵的主體。參與堆肥的微生物有兩個來源：一是有機(jī)廢棄物里面原有的大量微生物；另一是人工加入的微生物接種劑。這些在一定條件下對某些有機(jī)廢物具有較強(qiáng)的分解能力，具有活性強(qiáng)、繁殖快、分解有機(jī)物迅速等特點(diǎn)，能加速堆肥反應(yīng)的進(jìn)程，縮短堆肥反應(yīng)的時間。

  堆肥一般分為好氧堆肥和厭氧堆肥兩種。好氧堆肥是在有氧情況下的有機(jī)物料分解過程，其代謝產(chǎn)物主要是二氧化碳、水和熱；厭氧堆肥是在無氧條件下有機(jī)物料的分解過程，厭氧分解后的代謝產(chǎn)物是、二氧化碳和許多低分子量的中間產(chǎn)物，如有機(jī)酸等。

  參與堆肥過程的主要微生物種類是細(xì)菌、真菌以及。這3種微生物都有中溫菌和高溫菌。

堆肥過程中微生物的種群隨溫度的變化發(fā)生如下的交替變化：低、中溫菌群為主轉(zhuǎn)變?yōu)橹懈邷鼐簽橹?，中高溫菌群為主轉(zhuǎn)化為中低溫菌群。隨著堆肥時間的延長，細(xì)菌逐漸減少，逐漸增多，霉菌和酵母菌在堆肥的末期顯著減少。