海默生在线粘度计应用高性能生物降解材料—聚乙醇酸(PGA)

聚乙醇酸材料简介

聚乙醇酸(PGA)又称作聚羟基乙酸,是最简单的线性脂肪族聚酯,也是一种刚性的高结晶热塑性聚合物(45~55%),其熔点温度接近 231℃,玻璃化转变温度在 35~40 ℃左右。由于其高结晶度和分子链结构,赋予其很多优异的性能。

1.绝佳的气体阻隔性

PGA对气体的阻隔性基本不受环境温度影响,PGA对氧气和水蒸气的阻隔性是PET的100倍和PLA的1000倍。是制造多层PET碳酸饮料(啤酒)瓶的优先材料,使用PGA阻隔芯层的PET瓶可减少20%的PET用料,将成为各类饮料和防腐食品包装的理想选择。

2. 优良的机械性能

图1列出了 PGA 树脂与其它几种常用合成树脂的弯曲强度与拉伸强度的对比,表明了它是一种机械性能出色的合成树脂,可配合多种其它高分子材料用于挤压与射出成型。

3. 出色的可生物降解性

相对分子质量低的PGA是理想的微生物降解诱发剂,具有微生物降解和水降解特点,无毒并最终分解为水和二氧化碳,是世界公认保护地球环境和生命的材料,是人们寄予最大希望的材料。已在美国、欧洲和日本获得可安全生物降解的塑料材料认证,并通过ISO14855标准验证,它也适用于目前广泛应用的PET回收技术,不会影响再生PET材料的质量。

PGA材料的市场前

PGA作为一种简单并且可商品化的可降解材料,可应用于包装材料、农用薄膜、一次性餐具、手术缝合线等多方面。在包装材料方面:现有包装材料多为PE、PP和PET等材料,根据具体用途,其中30%可使用全降解材料替代,即有210万吨市场需求; 在农用薄膜方面: 现有农膜多使用PE膜,部分使用PBS可降解膜,全部替代为PGA,则有180 万吨市场需求; 在日用杂品:一次性塑料餐具、塑料制品大部分难以收集或不宜回收利用,现有材料多为PS、PE、PP和小部分PLA,该部分可全部由PGA替代,有170万吨市场需求; 在医疗行业,高端市场,则有10万吨市场需求,单价高,利润空间大。据不完全统计聚乙醇酸作为可降解材料其市场潜在容量约有600万吨。

但是,目前由于合成过程控制难,单体价格高等原因,导致PGA的价格很高,目前在只在手术缝合线等高端领域有应用。国内几家公司正在攻关,有望在近几年实现PGA价格大幅下调。

我们的研究

 

     目前华新科和多家公司合作,致力于研究PGA的加工和改性。目前的研究主要有:
1. PGA的加工成型
     虽然PGA的性能优异,但是加工性能差,高结晶度导致其加工温度高,高加工温度也会造成材料过度降解,从而影响材料的性能,因此其对加工设备要求高。我们从实际出发,研究不同螺杆组合对PGA加工性能的影响,逐渐实现了对PGA加工性能的探索,形成了完整的PGA加工的经验。
2. PGA改性研究
     PGA材料的强度很高,但是韧性不足,因此很难单独加工使用,但是我们可以通过改性,实现其对某些功能的增强。例如,我们利用PGA高的水汽阻隔性,通过与其他可降解塑料的共混改性,实现了高阻隔性可降解薄膜材料的研发,有助于拓展可降解塑料的应用范围。
展望

 

     PGA是极具前景的高性能可降解聚合物,华新科通过不断地研究和技术积累,形成了一套PGA加工改性技术,为以后的可降解拓展打下基础。

海默生在线粘度计产品介绍:

英国海默生在线粘度计技术参数:

技术参数:
精 度:± 1 %
重 复 性:± 0.3 %
量 程: 0-1000,000cP
温度范围(集成温度传感器):–40°C ~ 450°C
压力范围:5Mpa.
过程连接:法兰、螺纹、卫生卡箍可选
探头长度:234mm(可定制长度)
重 量:4 kg
材 质:316 ss/L(其它材质可选)
防护等级:IP67
变送器
防护等级:IP65
电 源:24V DC @ 100mA
模拟输出:3路4-20mA,黏度, 修正黏度,温度
数字输出:RS485 Modbus总线
温度补偿:支持 压力补偿:支持 报 警:2路电压触点输出

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