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PLA發(fā)泡有新招：與20%PHA共混，打造高性能生物基泡沫
近日，斯圖加特大學(xué)塑料技術(shù)研究所(IKT)正與拜羅伊特大學(xué)聚合物材料教席聯(lián)合開展研究，聚焦改性PLA–PHA混合物的發(fā)泡特性。該研究項目的核心目標(biāo)是開發(fā)生物基顆粒泡沫材料，最終有望替代以石油為原料的傳統(tǒng)材料(如發(fā)泡聚苯乙烯PS)。
從發(fā)泡聚乳酸(PLA，左圖)，含20%PHBV的 PLA 共混物(右圖)的微觀形態(tài)可見，在未進(jìn)行額外改性的情況下，共混組分 PHBV 對泡沫材料的密度與孔結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了顯著影響。
研究重點(diǎn)在于改善PLA的加工性能 —— PLA較低的熔體強(qiáng)度一直是其發(fā)泡成型的主要技術(shù)瓶頸。通過與PHA共混，研究人員旨在針對性優(yōu)化材料的力學(xué)性能與加工工藝特性。
此外，團(tuán)隊還計劃對混合物與表面活性添加劑進(jìn)行反應(yīng)性擠出處理，以制備出低密度、細(xì)孔結(jié)構(gòu)的特殊材料，適配顆粒泡沫的應(yīng)用需求。
PLA與PHA的共混設(shè)計旨在整合兩種材料的核心優(yōu)勢：PHA具備生物可降解性，而PLA則在成本與供應(yīng)穩(wěn)定性方面更具優(yōu)勢。
值得注意的是，兩種共混組分的熔融溫度區(qū)間存在差異，這一特性被認(rèn)為對發(fā)泡過程具有積極作用。
由于工藝參數(shù)與材料參數(shù)均會對發(fā)泡效果產(chǎn)生關(guān)鍵影響，研究團(tuán)隊將通過材料模型來揭示這些復(fù)雜因素之間的關(guān)聯(lián)。該模型將借助機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)持續(xù)優(yōu)化完善。此次合作項目整合了斯圖加特大學(xué)塑料技術(shù)研究所(IKT)在生物聚合物加工領(lǐng)域的專業(yè)經(jīng)驗，以及拜羅伊特大學(xué)團(tuán)隊在泡沫材料加工與數(shù)字化技術(shù)方面的核心能力。
該研究的長期目標(biāo)是實現(xiàn)可持續(xù)顆粒泡沫材料的規(guī)?；?yīng)，為現(xiàn)有傳統(tǒng)塑料泡沫提供環(huán)保替代方案。
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