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日本从腰果壳中开发出优于PLA的生物塑料

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-02-24  来源:化工原料网  浏览次数:408
核心提示:NEC公司开发出一种生物塑料材料,该材料所采用的植物性度(植物原料比例相对于总质量的比例)高达70%。新开

NEC公司开发出一种生物塑料材料,该材料所采用的植物性度(植物原料比例相对于总质量的比例)高达70%。

新开发的生物塑料的成形品和颗粒

新开发的生物塑料的成形品和颗粒

    新的生物塑料的一些特性如韧性、耐冲击性及耐热性等不亚于聚乳酸。该公司计划继续发展电子设备材料领域的生物塑料材料研究,争取在2013年内实用化。。

稻草秸秆(纤维素)和腰果(腰果酚)为原料。照片中的腰果为模型。

稻草秸秆(纤维素)和腰果(腰果酚)为原料。照片中的腰果为模型。

    新的生物塑料的主要原料是植物茎中的纤维素和腰果壳中的腰果酚。具体的生成工序是:使利用醋酸提高了活性的纤维素(醋酸纤维素)以及通过生成和重整提高了活性的腰果酚,在有机溶剂中发生反应。由此获得可加热熔融的塑料。进行反应时,添加了提高密度的物质。该公司未具体公布该添加剂的详细情况,不过已经得知是一种在苯环上带有高活性官能团的物质。该公司认为,纤维素也好腰果酚也好,在产量上都有保证,是一种可以稳定供应的原料。

    

醋酸纤维素(镜头前面)和变性腰果酚

醋酸纤维素(镜头前面)和变性腰果酚

    醋酸纤维素是一种已经实用的生物塑料。主要用于制作照片和电影胶片,以及显示器用偏光薄膜等。不过,为了获得可塑性,必须大量添加源自石油的增塑剂,而且还需要提高强度和耐热性的添加剂,因此植物度为40%左右。另外,由于耐水性较低(吸水性较高),因此不适合用于电子产品的机壳,用途仅限于前面提到的薄膜材料。

腰果壳(左侧)以及从中获得的腰果酚

腰果壳(左侧)以及从中获得的腰果酚新材料采用了源自植物的腰果酚代替增塑剂,因此可以实现高达70%的植物度。另外,与在生物塑料中得到普及的PLA相比,虽然PLA本身的植物度为100%,但是在用于构造部材中时,为了改善强度和流动性等,会添加源自石油的塑料,多数情况下的实际植物度为25%左右。因此,NEC认为新材料在植物度这一点上比PLA占有优势。

纤维素原料

纤维素原料

    不过,新材料在流动性和阻燃性上尚存在一些问题,今后如果为了改善这些问题而采用添加剂的话,植物度有可能会下降。另一方面,从植物中提取为了重整纤维素而使用的醋酸的研究也在推进之中,如果取得成功的话,将有望将植物度提高至近90%。

在有机溶剂中合成(左侧)。右侧是合成获得的塑料。

在有机溶剂中合成(左侧)。右侧是合成获得的塑料。

    腰果酚是一种苯酚类物质,直链碳氢化合物在羟基的附近结合。由于该部分的存在,给材料带来了疏水性和柔性。现已作为汽车用制动器的摩擦力调整材料、涂料以及绝缘材料的添加剂等,但目前的现状是并未使用腰果壳的全部,壳的大部分被用作了燃料。

    NEC今后将进一步致力于该材料物性的改善和量产技术的确立。目前只是研究室级别的合成反应,还计划开发可以进行高效合成的工艺。设想在量产时与材料厂商进行合作。  

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关键词: PLA
 
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