環(huán)保包裝 綠?創(chuàng)新
介紹 PLA 聚乳酸\淀粉基?物降解材料的雙螺桿擠出?材設備

汕頭市達誠環(huán)保精機科技有限公司

摘要：PLA 聚乳酸\淀粉基?物降解材料作為?種環(huán)境友好型材料，已在逐漸替代?些?油基塑料，?加?設備對于拓寬材料的應?具有重要意義。本?對現(xiàn)階段?物降解材料的?材?出加?特點進?闡述，并介紹?材?出設備綠?性能及技術(shù)創(chuàng)新，最后對市場未來發(fā)展的?向做出了展望。

關(guān)鍵詞：PLA 聚乳酸；淀粉基?物降解，雙螺桿?出?材設備；

?、前?：

PLA 聚乳酸\淀粉基?物降解材料是?種新型的?物基及可再?物完全降解材料，使?可再?的植物資源（如??等）所提出的淀粉原料制成。淀粉原料經(jīng)由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及?定的菌種發(fā)酵制成?純度的乳酸，再通過化學合成?法合成?定分?量的聚乳酸。其具有良好的?物可降解性，使?后能被?然界中微?物在特定條件下完全降解，最終?成?氧化碳和?，對?壤和空?不造成污染，并可增加?壤肥?，回歸??然，不污染環(huán)境，這對保護環(huán)境?常有利，是公認的環(huán)境友好材料。

聚乳酸是?種新型聚酯材料，因其性能與現(xiàn)有聚?烯等塑料相近，但可被?然界中微?物完全降解，且具有優(yōu)良的?物相容性，是解決??污染問題的重要替代材料，并在快餐盒、快遞袋、餐具、購物袋、保濕地膜、保溫盒等醫(yī)療健康、家紡領域有巨?潛?。

產(chǎn)品優(yōu)勢：
1.淀粉——原料天然：以天然??淀粉為原料，可持續(xù)供應，使天然資源重復使?，循環(huán)不息。
2.降解——安全?物降解：原料為天然?分?化合物，能在?然環(huán)境下實現(xiàn)降解。
3.環(huán)?！G?環(huán)保：產(chǎn)品使?后在?然環(huán)境中能快速被微?物降解，成為植物養(yǎng)料，真正做到源于?然，還于?然，有效解決??污染帶來的環(huán)境破壞。
4.健康——?毒害性：原料天然，?產(chǎn)過程?菌?產(chǎn)，消毒檢驗嚴格，產(chǎn)品降解后不會對?壤及空?產(chǎn)?毒害，??次污染的危害。
5.低碳——替代性強：可替代以?油為原料的塑料制品和以?材為原料的紙制品。
6.國際標準：完全符合“4R+1D”國際環(huán)保標準（4R：低消耗、綠?材料、可循環(huán)利?、往復?產(chǎn)、1D：降解）。

?、原料加?特點：

PLA 聚乳酸\淀粉基?物降解材料具有較好的加?性能，能適?于傳統(tǒng)的?出、注塑、吹塑等加?? 法。然?，由于聚乳酸獨特的分?結(jié)構(gòu)，它在加?過程中隨著溫度的升?，黏性數(shù)將迅速下降，同時引發(fā)熔 體強度下降，熔體破裂、松弛，產(chǎn)量降低等問題。這些問題在?些需要熔體強度的加?過程，如?材?出、 成型加?、發(fā)泡中，顯得尤為突出。因此，如何提?聚乳酸的熔體強度，改善其加?性能以拓展其應?前景， 成為擺在業(yè)界前的?個新問題。

針對 PLA 聚乳酸\淀粉基?物降解獨特的分?結(jié)構(gòu)及加?特點，國內(nèi)外業(yè)界許多研究所、?學、?產(chǎn) 企業(yè)紛紛投??量資?，研究及掌握其熱性能、結(jié)晶性能和熔體流變性能是優(yōu)化其成型?藝和制成品質(zhì)量的 關(guān)鍵，因此，通過原料添加助劑及?藝溫度調(diào)整優(yōu)化、精密裝備設計制造協(xié)同等?系列有效解決?案??。

三、產(chǎn)品加??藝：

PLA 聚乳酸\淀粉基的產(chǎn)品加??藝如上圖，過程如下：將原料共混合后通過雙螺桿?出，模頭出?， 三輥冷卻，定型牽引，成品收卷制成?材，再通過?壓熱成型設備或全?動吸塑設備成型加?后包裝。

由于普通 PLA 原料在空?中含?率?的特性，在熔融?出時，會引起?解作?，使熔體粘度和分? 量顯著下降，導致?出成型?材起泡、變脆，發(fā)?等異?，F(xiàn)象。改善?法通常從下?三????：
1） 通過增加加?助劑，能夠在加?中有效地和聚乳酸分?作?，形成均勻的物理?絡結(jié)構(gòu)（避免凝膠的?成），以提?熔體強度。?旦熔體強度得到提?，在加?過程中就能夠有效地阻?熔體 破裂，使加?過程更為穩(wěn)定，從?提?產(chǎn)量。同時，也可以在?定程度上提?產(chǎn)品的質(zhì)量。
2） 設備?藝選型上，通常采?設備主要有單螺桿?出機，其"?燥?熔融?出"的加?路線，?般需 配套?燥系統(tǒng)，第?種采?真空排?雙螺桿?出機直接?出成型。 由于單螺桿的固有特性，適應于?產(chǎn)品種少的專業(yè)?家要求，不同原料的?產(chǎn)條件需配套專? 螺桿結(jié)構(gòu)，才能更好發(fā)?效率。?雙螺桿排??出?藝具有若?顯著優(yōu)點，包括節(jié)能效果明顯、 流程?藝簡單、可以實現(xiàn)在線配混等等.通過雙螺桿專?化改造，可以達到理想的排?效果和有 效控制 PLA 熔體粘度控制，更能適應?前市場需求的柔性化制造。
3） 精密制造設備對溫度場的調(diào)整?藝要求，由于ＰＬＡ聚乳酸\淀粉基的獨特的分?結(jié)構(gòu)，它在加 ?過程中對溫度場要求?，故對設備應采?多點溫度加熱及冷卻，以達到快速調(diào)整，精確控制。

達誠公司是?家國內(nèi)先進的塑料加?裝備供應商，同時，也是?家極具社會責任感的公司，?向致? 于可降解材料加?裝備的應?和推?，早在 1999 年 7 ?就開發(fā)?產(chǎn)出第?代可降解?材機，2001 年 1 ?， 改良型第?代 PLA 聚乳酸環(huán)保可降解?材?世，2005 年 4 ?，單螺桿 PLA 聚乳酸環(huán)?？山到?材研制成功， 2007 年 1 ?，雙螺桿 PLA 聚乳酸環(huán)保可降解?材研制成功推向市場，并獲得國家、省、市多項科學技術(shù)獎， 受到業(yè)界的好評。產(chǎn)品已銷往國外 50 多個城市及國內(nèi) 30 多個省市等，設備運轉(zhuǎn)性能良好。學習國外尤其是 歐洲的設計理念，融??校等科研院所的最新成果，結(jié)合達誠?身的定位和特?，多次與國內(nèi)外?等院校、 研究所、可降解材料?產(chǎn)商?泛?密切的聯(lián)系，共同研究。憑借著在塑料加?裝備領域的雄厚技術(shù)基礎與豐 富經(jīng)驗，充分運?公司現(xiàn)有進??精尖設備，提?零部件加?精度，設計優(yōu)化各類零件結(jié)構(gòu)、加??藝，提 升設備整體性能。同時持續(xù)加強產(chǎn)學研?作，努?開發(fā)功能更為完善的產(chǎn)品，以滿?更?泛的要求，為可降 解原料的推?和應?做出更?的貢獻。

?東達誠技術(shù)股份有限公司設計制造的 PLA 聚乳酸?材?出設備具有下列特點：
! 適應于 PLA 聚乳酸\淀粉基全?物降解的?材?產(chǎn)，具有產(chǎn)量?、能耗低、操作簡單；
! 與國內(nèi)同類設備相?，綜合節(jié)能提? 30－40%以上。
! 采?三級真空排?技術(shù)及油?分離技術(shù)：
! 采?雙螺桿優(yōu)化組合技術(shù)，確保產(chǎn)品質(zhì)量及穩(wěn)定性；
! ?出系統(tǒng)采?壓?閉環(huán)反饋控制技術(shù)、加熱冷卻的溫度場采?雙 PID 控制技術(shù)；
! 整機采? PLC 控制，實現(xiàn)參數(shù)設置、數(shù)據(jù)運算及反饋，實時提供改進措施。

四、加?裝備的設備綠?創(chuàng)新點

如何開發(fā) PLA 聚乳酸\淀粉基?效率?出?材設備，通過多?論證認為，從五個環(huán)節(jié)進?技術(shù)創(chuàng)新， 結(jié)構(gòu)優(yōu)化，精密制造，實現(xiàn)設備的?產(chǎn)量低能耗，打造國內(nèi)?效 PLA 聚乳酸\淀粉基雙螺桿?出?材?端設 備。 １） 雙螺桿組合技術(shù)
多年積累的雙螺桿構(gòu)型研發(fā)設計經(jīng)驗與先進軟件技術(shù)進?優(yōu)化結(jié)合，特殊的雙頭螺紋元件以及獨 特的螺桿組合，實現(xiàn)輸送塑化、混合混煉、剪切分散、均化均質(zhì)、排?脫?、建壓?出等各項功能。特別 是在針對 PLA 材料內(nèi)部結(jié)晶?的脫除??有極?的效率，特殊設計的排??不冒料，?由通暢，實現(xiàn)低溫 ?出，避免 PLA 的熱降解；
２） 真空排?技術(shù)
多段強制排??效、安全的保證 PLA 物料熔融、塑化過程中不?解、?晶點產(chǎn)?。特殊的三級真 空排?技術(shù)及油?分離技術(shù)，超?抽?量，超?真空度，??減?了 PLA 的粘度降低。
３） ?強度輥筒內(nèi)部螺旋流道技術(shù)
?強度輥筒內(nèi)部螺旋流道結(jié)構(gòu)設計，配套?溫控制系統(tǒng)，使輥筒有精準溫控和?效傳熱效果；
４） 智能化遠程控制技術(shù)
通過本公司服務器 IDC 中??業(yè)數(shù)據(jù)中?和?業(yè)數(shù)據(jù)采集與分析軟件、遠程監(jiān)控?絡設備、標準 電機健康檢測分析系統(tǒng)、設備能源管理優(yōu)化系統(tǒng)等，對在客戶??的達誠設備實現(xiàn)遠程監(jiān)控和對 各種?藝數(shù)據(jù)采集和存儲，并進??藝數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化?產(chǎn)?藝配?。
５） 設備制造?藝?匠精神
零部件選材，制造?藝，加?精度，熱處理及表?處理，外觀設計等?業(yè)設計進?全?考究，確保 設備穩(wěn)定可靠性，提升擋次。

五、設備綠?性能如下：

1) 多組分喂料裝置技術(shù)，適應于新料、回料、??等?例的控制；
2) 原料?燥技術(shù)，機組綜合能耗低，節(jié)省成本；
3) ?扭矩?出機組，配套扭矩保護器；
4) 配超?過濾?積熔體過濾器，節(jié)省?量換?作業(yè)的時間和??消耗；
5) 三輥壓光輥筒壓合采?液壓裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，輔助設施布置?便，操作簡單；?溫系統(tǒng)采?加熱冷卻的 溫度雙 PID 控制技術(shù)等；
6) 在線切邊、破碎、輸送回收系統(tǒng)，特殊的收卷結(jié)構(gòu)設計，實現(xiàn)在線不停機換卷，卸卷裝置，節(jié)省?量的 作業(yè)時間和??消耗；
7) 在線涂硅系統(tǒng)，提??材適應性及保護作?，提?競爭?；
8) ?精密雙螺桿?出系統(tǒng)采?壓?閉環(huán)反饋控制技術(shù)、加熱冷卻的溫度雙 PID 控制技術(shù)等；
9) 整機采? PLC 控制，實現(xiàn)參數(shù)設置、數(shù)據(jù)運算及反饋、報警等功能的?動化控制；
10) 先進雙 PID 控制算法技術(shù)，對技術(shù)數(shù)據(jù)的實時統(tǒng)計分析，實時提供改進措施，確保?產(chǎn)過程始終處于 統(tǒng)計控制狀態(tài)，以提?制品的質(zhì)量、精度、能耗等性能指標。

六、市場應?前景及未來展望：

?前由于?們對該新興材料認識不?，市場尚未充分開發(fā)，需求少，?多數(shù)企業(yè)徘徊觀望，企業(yè)規(guī)模?， 產(chǎn)能低，?產(chǎn)成本?，在市場競爭中，持續(xù)能?較弱，另???，由于產(chǎn)能達不到規(guī)?；?，使?的普及率及 產(chǎn)品的穩(wěn)定性??法滿?市場所需，影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展。但是，隨著國際原油資源的?趨緊張，?油供給壓?增 ?以及城市垃圾處理、??污染等壓?增加，PLA 聚乳酸\淀粉基?物材料產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟性和環(huán)保意義?漸凸 現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展的內(nèi)在動?不斷增強。其次，國內(nèi)外從“限塑令”到 “禁塑令”環(huán)保要求實施，國家相關(guān)政策或 ?法扶持，加速市場培育，報道稱，近期歐盟建議，在 2025 年以前回收 90%的?次性塑料飲料瓶, ? PLA 聚乳酸\淀粉基材料綠?環(huán)保、環(huán)境友好、資源節(jié)約等特點，正逐步成為引領當代世界科技創(chuàng)新和經(jīng)濟發(fā)展 的?個新的主導產(chǎn)業(yè)。因此，PLA 聚乳酸\淀粉基?物材料產(chǎn)業(yè)有著?闊市場前景。

在?業(yè) 4.0 和中國制造 2025 浪潮持續(xù)涌動的市場環(huán)境中，以新?代信息通信技術(shù)與制造業(yè)融合發(fā)展為主 要特征的產(chǎn)業(yè)變?在全球范圍內(nèi)孕育興起，智能制造已成為制造業(yè)發(fā)展的主要?向?；ヂ?lián)?+?業(yè)化的推? 應?，促進產(chǎn)品的升級換代，產(chǎn)品?產(chǎn)從原料改性、?藝優(yōu)化、設備精密制造，操作模式等智能應?，突破 原來模式，通過加?智能化單元（包括機械、傳感、電?和智能化軟件，具有記憶、感知、計算和決策功能）， 使得設備操作更加便捷，提?產(chǎn)品品質(zhì)和附加值。能夠?qū)崿F(xiàn)設備健康狀態(tài)?動檢測；能夠根據(jù)制品及原料要 求?動管理各種?藝參數(shù)，實現(xiàn)動態(tài)設置和存儲；能夠監(jiān)控?產(chǎn)運?狀態(tài)并?動調(diào)整；能夠智能優(yōu)化處理各 種運?參數(shù)。智能化單元內(nèi)置了??智能算法，具備?藝參數(shù)學習能?，能夠通過有限試驗樣本訓練，找到 適合特定產(chǎn)品的設備最優(yōu)?藝參數(shù)，各功能裝置協(xié)同配合，確保產(chǎn)品的質(zhì)量，降低能耗，突出綠?化、智能 化特點。

朝著數(shù)字化、?動化、智能化挺進，?諸打造?效節(jié)能、智能?品質(zhì)?材?出裝備，同時滿?產(chǎn)品綠 ?包裝，技術(shù)創(chuàng)新，可持續(xù)發(fā)展?向，不斷拓展設備應?市場，增加產(chǎn)品附加值，以綜合的性價?優(yōu)勢和過 硬的質(zhì)量保障與國外企業(yè)分庭抗禮，達誠公司為中國制造助?升威。