Diskusia o trvanlivosti o biologicky odbúrateľných doskách: Dokáže materiály šetrné k životnému prostrediu dominanciou plastov?
V dnešnom environmentálnom povedomí, jednorazová biologicky odbúrateľná doska S ovplyvňujú tradičný plastový trh pri zloženej ročnej miere rastu 12,3%. Ale keď spotrebitelia vyzdvihujú tenké kukuričné ​​škrobové taniere, vždy majú základnú otázku: Môže tento zdanlivo krehký produkt skutočne konkurovať plastovým výrobkom, ktoré boli overené už desaťročia z hľadiska trvanlivosti?
1
Pevnosť v ťahu plastu polypropylénu (PP) môže dosiahnuť 30-40MPA a pravidelné usporiadanie jeho molekulárnych reťazcov vytvára hustú kryštalickú štruktúru, čo dáva materiálu dvojaké výhody rezistencie na náraz a rezistenciu na deformáciu. Naproti tomu pevnosť v ťahu bežného biologického rozložiteľného materiálu PLA (kyselina polylaktová) je 50-70 mPa, ktorá sa zdá byť lepšia, ale predĺženie pri zlomení je iba 2,5-5%. Táto rigidná, ale nie tvrdá charakteristika uľahčuje prasknutie pri ohnutí.
Laboratórne simulačné testy ukazujú, že pri naložení 500 g teplého jedla (80 °) je deformácia tradičných plastových večere iba 0,8 mm po 45 minútach, zatiaľ čo deformácia večere PLA je 2,3 mm za rovnakých podmienok. Tento rozdiel je spôsobený teplotou tepelnej deformácie materiálu: 102 ℃ PP je oveľa vyššia ako 55 ℃ PLA. Keď tekutina v šálke kávy prekročí 60 ℃, tepelný pohyb molekulárneho reťazca PLA prelomí skleneným prechodným bodom, čo spôsobí zmäkčenie štruktúry.
2. Výzvy v oblasti trvanlivosti v reálnom scenároch: priepasť od laboratória k pikniku
V simulačnom teste Tüv Rheinland zostali po 10 kvapkách nedotknuté tradičné plastové večere, zatiaľ čo večere bambusových vlákien mali poškodenie okrajov pri treťom páde. Táto medzera je obzvlášť významná v scenároch dynamického zaťaženia: pri naložení tečúcej polievky unikli doštičky PLA Dinner Plates o 27% skôr ako produkty PP v teste vibračných tabuliek.
Ale vznik nových kompozitných materiálov prepisuje pravidlá. Cellulóza nanokryštálovo vystužená PLA (CNC/PLA) vyvinutý tímom čínskej akadémie vied dosiahol 40% zvýšenie modulu ohybu a prostredníctvom mechanického prepletenia nano-vlákien a matrice sa teplota tepelnej deformácie zvýši na 75 ° C. Táto myšlienka vytvorenia „vystuženej betónovej štruktúry“ v mikroskopickej stupnici robí degradovateľný materiál v blízkosti polystyrénu na potravinách v mechanických vlastnostiach prvýkrát.
3. Umenie vyrovnávania ochrany a výkonu životného prostredia: Narodenie novej definície trvanlivosti
Najnovšie hodnotenie životného cyklu EÚ ukazuje, že tradičné taniere na večere PP je potrebné znovu použiť 23 -krát, aby boli na rovnakej úrovni ako dopad na večere PLA na životné prostredie. To núti odvetvie opätovne preskúmať definíciu „trvanlivosti“: Ak sa degradovateľné večere splnia 0,5 kNk v tlaku požadovanej štandardom ISO 21996 v scenári na jedno použitie, predstavuje snaha o ukazovatele sily, ktoré presahujú funkčné požiadavky, odpady zdrojov?
Séria „Instant Endurance“ vyvinutá spoločnosťou Daio Paper v Japonsku poskytuje inovatívnu odpoveď: Prostredníctvom dizajnu vlnitej štruktúry na úrovni mikronu zostávajú počas nárazu tuhé taniere na večere vlákien Bagasse a absorbujú energiu prostredníctvom štrukturálneho kolapsu. Tento bionický dizajn umožňuje produktu absolvovať 98% z testu kvapky 1,2 m, pričom sa zabezpečí úplná degradácia do 180 dní.
Odkladacie taniere na večere, ktoré sú poháňané duálnou jazdou materiálovej revolúcie a požiadaviek na ochranu životného prostredia, vytvárajú nový systém súradníc výkonnosti. Aj keď nikdy nemusia byť schopní replikovať „večné“ charakteristiky plastov, prostredníctvom presného dizajnu porovnávania sily života si v konkrétnych scenároch vybudovali dostatočne silnú zelenú obrannú líniu. Keď spotrebitelia držia tanier z kompozitného taniera Tretia generácie PLA, cítia nielen teplotu materiálu, ale aj múdrosť ľudstva na ceste k trvalo udržateľnému rozvoju.