|
北京丰阳塑化工程技术有限责任公司研发成功
淀粉/PVA合金
陶欣 （中国降解塑料网）
淀粉/PVA合金技术当前在世界全生物降解技术上仍处于前瞻科技，项目技术含量高。淀粉是一种可年年再生的资源，原料来源丰富，且价格相对PVA来说非常低廉。通过加入到PVA中，不仅可以降低原材料的成本，生产出完全生物降解产品，保护人类赖以生存的自然环境；同时据国外资料报导，世界石油和天然气资源在本世纪中末，将面临枯竭（据预测：石油蕴藏量将可开采43年，天然气65年），淀粉/PVA合金化技术是一项实施资源替代、用可再生资源替代部分不可再生资源的战略措施。因此，该技术不但扩大了塑料的功能，并在一定程度上减轻或缓解了环境矛盾，对不可再生资源又是一个补充，这对确保塑料工业的可持续发展，不断满足社会需求具有重大意义。
PVA本身具有生物降解功能，而淀粉更是天然的生物降解材料，这意味着产品不仅具有良好的生物降解性能，而且可以节约有限的石油资源，并可大大减少塑料垃圾，符合“省资源化从源头抓起和减量化”的原则，其废弃物有利于堆肥化处理，是回收利用的一种独特方式，符合再资源化的治理措施。
我国目前已将工业生物技术列入“十一五”计划，将石油化工原料的生物替代提高到战略意义，力促2010年使用生物材料替代10%~15%的原油消耗，为此将加快以生态塑料为代表的工业生物技术的产业化进程，降低工业制造对石油的依赖性，以促进我国能源与资源的可持续发展。这将大大促进生态塑料产业化的进程，并对我国生态塑料产业规模的扩大有重要指导意义。
北京丰阳塑化工程技术有限责任公司经过大量的试验和研究，筛选出能降低PVA塑化温度的塑化改性剂，通过改变PVA聚集态结构，改善了PVA的热稳定性和易水解性，同时对工艺配方进行改进，在双螺杆挤出机上实现了PVA干法熔融造粒，及在通用吹膜设备上加工单层或多层膜制品。干法挤出吹塑法设备简单，生产能力大，效率高，生产成本低，对仪器设备和操作人员的素质要求不高，进而大大促进了PVA薄膜在包装上的应用，填补了国内高速生产PVA膜的空白，到大量生产后可改变我国长期以来依赖进口的局面。
通过对PVA的易水溶性进行改性，提高其耐水性，同时使其在不同温度下水溶性可控，从而拓宽其应用领域。并在此技术基础上，北京丰阳塑化工程技术有限责任公司研发成功淀粉/PVA合金化技术及成套设备。
淀粉/PVA合金工艺技术是以PVA改性技术（干法挤出吹塑法）为基础，将淀粉与改性PVA通过双螺杆挤出机熔融挤出造粒制得专用料后，再在通用设备上生产全生物降解制品。机械合金化的要点在于，加工温度须高于非晶态高聚物的玻璃转化温度和晶态高聚物的熔融温度；双螺杆挤出机需有足够的温度调节区间，其温度调节须保证物料所需的流动性和剪切力，以达到预期的掺混速度与混匀程度，从而保证淀粉和PVA之间分子级的互穿网络；因熔体的粘度很大，混合缓慢且不易均匀，混匀程度取决于温度，剪切力及时间，此外，挤出机最好有排气装置，以便调节物料的含水量。
PVA因熔点较高，且与热分解温度相近，容易在低于其软化点温度下发生热分解，较难热塑加工，并对产品性能带来不良影响。为此，生产工艺首先将PVA在塑化剂溶液中预增塑处理，以降低其熔点。预增塑处理时，物料中的含水量通常控制在PVA重量的15~40%，以免PVA完全溶解。
其工艺是：
①首先将PVA在塑化剂溶液中预增塑处理，以降低其熔点；
②淀粉为基料（40~60%），加入改性PVA、添加剂在高速混合设备进行共混处理，提高下游制品的质量和成膜性；
③将处理好的料，采用本公司研发的大长径比、高剪切螺杆组合，两级排气的混炼造粒设备，实施高剪切下的熔融混炼，使得淀粉树脂与改性PVA共混体系的各组分有机地熔合在一起，塑化更均匀。
④制得专用料经真空设备进行封装或直接在普通吹膜机上吹膜。由于原料中均含有高浓度羟基，可形成互穿网络结构，有很好的流动性，薄膜具有良好的强度，柔软性，光泽，阻气性，耐油性，耐溶剂性和热封性。
淀粉/PVA合金除了应用于垃圾袋、购物袋、透明包装、危险品小包装袋、速溶小包装袋以及工业包装膜（袋）等外，还可以在注塑成型（如箱子、小型容器、医疗卫生用品、笔、文具、化妆品盒、促销用品、育苗用桶、玩具）、挤出中空吹塑成型（如：干燥粉末用瓶、润滑油容器、有机溶剂用容器、化妆品用容器、玩具）等方面应用。
目前北京丰阳塑化工程技术有限责任公司在大兴开发区生物医药科技园区（CBP）新建了厂区，设备加工生产能力大大提高。实现了从技术工艺开发与设备自行生产有机结合为一体，为今后该项目的产业化提供了坚实的保障。北京丰阳塑化工程技术有限责任公司淀粉/PVA合金技术及成套设备的研制成功在国内属尚首例，不仅填补我国降解塑料行业的一个空白，而且该项目的产业化符合国家循环经济、走可持续发展战略的政策。
|