DOC《浙江省科技进步奖公示内容》

浙江省科技进步奖公示内容 (2018年度) 项目名称 基于PHBV/PLA的可降解竹基复合材料关键技术与应用 项目简介:目前我国大量的竹材加工剩余物基本直接用作燃料,没有得到高效利用且污染环境;

塑料制品基本以不可降解塑料为原料,废弃后产生严重的白色污染;

而环境友好的可降解塑料存在价格高昂、力学性能差等关键问题,缺乏市场竞争力,利用竹纤维、竹粉等竹材加工剩余物的增强与填充作用与可降解塑料共混制成生物基复合材料可显著降低成本改善性能.

但是生物基复合材料存在流动性差、挤出成型困难、热变形温度低等制约产业发展的技术瓶颈问题,为了推动竹材加工剩余物和可降解塑料的工业化应用进程,减少环境污染,在浙江省重大科技专项和中央财政林业科技推广示范资金项目的资助下,我们历时十年实施了 基于PHBV/PLA的可降解竹基复合材料关键技术与应用 项目. 本成果以竹粉、聚羟基丁酸与戊酸共聚酯(PHBV)和聚乳酸(PLA)为原料,开展了基于PHBV/PLA的可降解竹基复合材料关键技术研究与产品创制,构建了基于竹粉氢氧化钠改性、马来酸酐接枝改性技术的竹粉、PHBV/PLA界面调控体系,确立了竹粉在复合塑料中的 成核剂 作用,阐明了竹粉作为成核剂与PHBV(PLA)间的物化作用及对复合塑料的增强机理,建立了高性能竹粉、PHBV/PLA及添加剂多元共混体系,形成了反应性挤出工艺和注塑成型工艺技术,创制出基于PHBV/PLA的两个系列竹基生物复合材料,实现了高竹粉含量(30%-60%)下直接注塑成型,产品具有完全生物来源、可降解、无毒环保、壁薄、大尺寸、成本低、热变形温度低和冲击强度高等特点.经专家鉴定,技术成果居国际先进水平. 成果实施期间授权发明专利2项、实用新型专利5项,发表研究论文14篇(其中SCI收录9篇、EI收录3篇),撰写研究生论文3篇(其中博士论文1篇,硕士论文2篇),制定企业标准1项. 本成果可以广泛应用于厨卫用具、办公用品、汽车部件、装饰装修等领域,可推广至我国竹材资源丰富地区的竹材加工企业和塑料加工企业,具有良好的推广应用前景.目前技术成果已在4家企业推广应用,整体技术至今已稳定生产3年以上.近三年累计新增产值1583.5万元、利税95.6万元,经济、社会、生态效益显著. 第三方评价:

一、查新报告 根据浙江省科技信息研究院出具的科技查新(报告编号:201733B2111065):NaOH处理浓度和时间对PHBV/PLA竹基复合材料性能的影响,竹粉粒径、竹粉与PHBV/PLA配比、润滑剂、偶联剂、填充剂等添加剂对复合材料力学性能的影响及高性能多元共混体系的构建,采用四元二次通用旋转设计研究了PLA/竹基复合材料物理力学性能影响,PHBV/PLA竹基复合材料的挤出工艺及中试生产工艺等,上述研究除查新委托单位及其合作单位外,在所检其他同类相关文献中未见述及,具有显著创新性.

二、 检测结果 经国家塑料制品质量监督检验中心(北京)检测,PHBV/竹基复合材料的检测结果为:拉伸强度32MPa、拉伸模量933MPa、悬臂梁冲击强度8.3kJ/m2;

最终生物分解率(110d)74.4%. 经浙江省塑料制品质量检验中心检测,PLA/竹基复合材料的物理力学性能检测结果为:拉伸强度30.5MPa、拉伸模量1186MPa、弯曲强度47.8MPa、弯曲模量1609MPa、悬臂梁冲击强度4.1kJ/m2. 经浙江省林产品质量检测站检测,PLA/竹基复合材料挤出型材的物理力学性能检测结果为:静曲强度28.6MPa、弹性模量4870MPa、含水率0.6%、吸水厚度膨胀率0.2%、表面耐磨0.06g/100r.