PLA改造的重大突破！颠覆耐高温或可生物降解塑料应用市场

PLA改造的重大突破！颠覆耐高温或可生物降解塑料应用市场

随着禁塑令的实施，聚乳酸等可生物降解材料制成的吸管和杯子成为奶茶店和快餐店外墙的新宠。不过，最近吐槽一直在寻找这种新型环保材料，网友纷纷表示“奶茶还没喝完，吸管都融化了！

虽然PLA是一种 100% 生物基、完全可堆肥的聚合物，但由于其韧性低、热变形温度低且在 60°C 左右软化，因此适用于包装和容器。它受到严格限制。

阿克伦大学聚合物科学与聚合物工程学院的王世清博士的团队正在研究如何有效地将脆性聚合物转化为坚韧的柔性聚合物。该团队开发了一种高度透明、坚韧的聚乳酸 (PLA) 杯，在倒入沸水时不会收缩。

由王世清教授团队开发的改进型杯样透明、坚固、耐热，可盛放热茶或咖啡。

“塑料已经成为我们日常生活的重要组成部分，但大多数塑料是不可回收的，只能储存在垃圾填埋场，”王世清教授说，一些可降解/可堆肥的材料通常不坚固“它们具有可持续发展的潜力，但对于传统的石油基聚合物，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。

“PLA是世界上最重要的100%生物基完全可堆肥聚合物，”Narayan说，“但它的韧性不强，热变形温度很低。140°C（60°C）左右侧面变软，结构开始碎裂，使得很多热食包装和一次性容器无法使用。不过，王博士的研究可能是一项颠覆这一领域的技术。杯子样品不仅耐用透明，但在倒入沸水时仍能保持稳定的性能。”

王世清教授在阿克伦大学任教20年，建立了各种塑料的加工、构造和性能的知识库，并利用***的技术修改PLA漏洞，正在发挥作用。

为了说明这种杯子如何提高柔韧性和耐热性背后的科学原理，王世清教授以煮熟的意大利面为例。当熔化的PLA放大100万倍时，链的每个分子看起来都像意大利面条，有几米长。提高热塑性塑料韧性的最重要因素是“意大利面条”的编织结构在结晶过程中没有被消除或破坏。

Kiyoshi Oishi 教授将这种相互交织的结构称为“链状网络”。意大利面的这种结构允许任何人用筷子将面条从碗中取出。通过正确操作，这种类型的链网可以在保证杯的机械强度的同时防止结晶。然而，市售的PLA杯子在倒入沸水中时开始碎裂。 “以通常方式结晶的杯子可以在水中开花，但它们非常脆弱且不透明，”Kiyoshi Oishi 教授说。

通过研究半结晶聚合物的延展性原理，王世清教授的团队找到了一种方法，可以将PLA晶体限制在纳米级，同时又不影响这种链网结构。这样，PLA饮料杯在物理性能上是透明的、坚固的和耐热的。

这种透明杯子可以盛放热茶或咖啡，可以替代市场上大多数塑料饮料杯。