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100卓越補助專題講座--生分解材料結案

 

今天很榮幸邀請到台科大教授葉正濤教授。目前任職於國立台灣科技大學教授,今日親自向同學介紹生分解材料。

       主要重點為澱粉之重新定位與以澱粉為基礎之塑膠。主要內容在介紹以澱粉作為添加物之塑膠與熱可塑性塑膠。澱粉可百分之百被各種野地生態環境所分解,因此能發展於某些要求百分之百被分解之特殊產品上。以澱粉為基礎之產品不論經過分解或焚燒之後所產生之二氧化碳,可經過大自然之循環系統被生產澱粉之植物吸收,而不造成地球暖化之潛因。最近幾年來,以澱粉接枝之共聚合物[1],澱粉塑膠複合物,以及澱粉本身,均已被認定是為塑膠材料。澱粉主要有兩種成份,其一為直鏈狀澱粉(Amylose);其二為分枝狀澱粉(Amylopectin)。直鏈狀澱粉之分子量約在20~200萬;分枝狀澱粉之分子量約在100~400萬,結晶性之澱粉粒子,可以拿來當添充劑或轉換成熱可塑性塑膠;可單獨使用或與特殊之塑膠(合成聚合體)混合使用。若作為澱粉熱可塑性塑膠使用,澱粉之結晶必需能於壓力、熱、機械功以及可塑劑,如:水、乙二醇或其他聚多醇類,之作用下被破壞。以澱粉/EVOH之複合物為基礎之產物,其機械性質優良,可滿足各種熱可塑性塑膠之成型裝置之生產工程[64]。他們的可塑造性不亞於傳統之塑膠,如:聚苯乙烯(PS),丙烯氰-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)。此類塑膠亦可於吹膜[65],特別是射出成型工程技術。其技術如圖6.14所示之設備,其包擴真空設備等[66]。

       研究結果顯示,若於澱粉中加入脂肪族聚酯,可增進材料之可塑造性與生物可分解性。較合適之聚酯為具有高熔點之聚內酯與其衍生物,例如:由1,4-丁二醇與葵二酸、壬二酸反應之聚合物或聚丙醇酸。熱可塑性澱粉亦可與其他聚烯殌混合[67]。在本例子中,可用50%之熱可塑性澱粉與40%之聚乙烯及10%之乙基丙烯酸酯-馬來酐共聚物混合。在混合過程中馬來酐會與澱粉中之酸根結合。熱可塑性澱粉可以與乙烯醇聚合物或共聚物以及脂肪族聚酯或共聚酯混合製成製品。由於這類混合物之生物分解速率、機械性佳與吸水性之降低,所以適合於生產薄膜與吹膜技術。由於熱可塑性澱粉對水份之敏感性高,所以單獨使用時不適於各種產品之製造與應用。不過,澱粉添加之塑膠材料則具有相當良好之生物分解性。

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