Дебаты о долговечности биоразлагаемых пластин: Могут ли экологически чистые материалы встряхнуть доминирование пластмасс?
В сегодняшнем экологическом осознании, Одноразовая биоразлагаемая пластина S влияет на традиционный пластиковый рынок с составным годовым темпом роста 12,3%. Но когда потребители собирают тонкие кукурузные крахмальные пластины, у них всегда есть фундаментальный вопрос: может ли этот, казалось бы, хрупкий продукт действительно конкурировать с пластиковыми продуктами, которые были проверены на протяжении десятилетий с точки зрения долговечности?
1. Наступательная и оборонительная битва материаловедения: расширение долговечности на молекулярном уровне
Прочность на растяжение пластика полипропилена (PP) может достигать 30-40 МПа, а регулярное расположение его молекулярных цепей образует плотную кристаллическую структуру, придавая материалу двойные преимущества сопротивления воздействия и устойчивости к деформации. Напротив, прочность на растяжение основного биоразлагаемого материала PLA (полилактановая кислота) составляет 50-70 МПа, что, по-видимому, является превосходным, но удлинение при разрыве составляет всего 2,5-5%. Эта жесткая, но не жесткая характеристика позволяет легко взломать при сгибании.
Лабораторные симуляционные тесты показывают, что при загрузке 500 г горячей пищи (80 ℃) деформация традиционных пластиковых обеденных пластин составляет всего 0,8 мм через 45 минут, в то время как деформация ужинов PLA составляет 2,3 мм при тех же условиях. Эта разница связана с температурой тепловой деформации материала: 102 ℃ PP намного выше, чем PLA 55 ℃. Когда жидкость в кофейной чашке превышает 60 ℃, тепловое движение молекулярной цепи PLA прорвутся через стеклянную точку перехода, вызывая размягчение структуры.
2. Проблемы долговечности в реальных сценариях: разрыв от лабораторного до пикника
В имитационном испытании Tüv Rheinland традиционные пластиковые ужины оставались нетронутыми после 10 капель, в то время как бамбуковые ужины на волокнике были на третьем повреждении. Этот разрыв особенно важен в сценариях динамической нагрузки: при загрузке плавного супа, ужины PLA утечки просочились на 27% раньше, чем продукты PP в тесте на вибрационные таблицы.
Но появление новых составных материалов переписывает правила. Объединенная нанокристаллическая PLA PLA (CNC/PLA), разработанная Командой китайской академии наук, достигла 40% -ного увеличения модуля изгиба, и благодаря механическому блокировке нановолок и матрицы температура деформации тепла увеличивается до 75 ° C. Эта идея построения «железобетонной конструкции» в микроскопическом масштабе впервые делает разлагаемый материал близко к полистиролу пищевого обеспечения в механических свойствах.
3. Искусство балансировки защиты окружающей среды и производительности: рождение нового определения долговечности
Последняя оценка жизненного цикла ЕС показывает, что традиционные обеденные пластины ПП должны быть повторно использованы 23 раза, чтобы оказаться наравне с воздействием обеда на окружающую среду на пластины для ужина PLA. Это заставляет отрасль пересмотреть определение «долговечности»: когда ухудшаемые обеденные пластины достигли прочности сжатия 0,5 кН, требуемой стандартом ISO 21996 в сценарии одного использования, представляют ли стремление к показателям силы, которые превышают функциональные требования, представляют собой отходы ресурсов?
Серия «Мгновенная выносливость», разработанная Daio Paper в Японии, дает инновационный ответ: через конструкцию гофрированной структуры на уровне микрон, пластины для ужина Bagasse Fiber остаются жесткими на стадии загрузки и поглощают энергию через структурный коллапс при воздействии. Эта бионическая конструкция позволяет продукту пройти 98% от 1,2 млн. Тест падения, обеспечивая при этом полную деградацию в течение 180 дней.
Уничтожимые в двойном движении материальной революции и требований к защите окружающей среды, разлагаемые обеденные пластины создают новую систему координат производительности. Хотя они, возможно, никогда не смогут воспроизвести «вечные» характеристики пластмасс с помощью точного дизайна сопоставления силы жизни, они создали достаточно сильную зеленую линию защиты в определенных сценариях. Когда потребители держат композитную тарелку PLA третьего поколения, они чувствуют не только температуру материала, но и мудрость человечества на дороге к устойчивому развитию.