Dezbaterea de durabilitate a plăcilor biodegradabile: Materialele ecologice pot agita dominanța materialelor plastice?
În conștientizarea mediului de astăzi, Placă biodegradabilă de unică folosință S afectează piața tradițională din plastic la o rată anuală de creștere compusă de 12,3%. Dar când consumatorii ridică plăcile subțiri de amidon de porumb, ei au întotdeauna o întrebare fundamentală: acest produs aparent fragil poate concura cu adevărat cu produse din plastic care au fost verificate de zeci de ani în ceea ce privește durabilitatea?
1.. Bătălia ofensivă și defensivă a științei materialelor: decodarea durabilității la nivel molecular
Rezistența la tracțiune a plasticului din polipropilenă (PP) poate ajunge la 30-40MPa, iar aranjarea periodică a lanțurilor sale moleculare formează o structură de cristal densă, oferind materialului avantajele duble ale rezistenței la impact și rezistența de deformare. În schimb, rezistența la tracțiune a materialului biodegradabil PLA (acid polilactic) este de 50-70MPa, ceea ce pare a fi superior, dar alungirea la pauză este de doar 2,5-5%. Această caracteristică rigidă, dar nu dură, face ușor să se crătească atunci când este îndoit.
Testele de simulare de laborator arată că atunci când sunt încărcate cu 500 g de mâncare caldă (80 ℃), deformarea plăcilor tradiționale de cină din plastic este de doar 0,8 mm după 45 de minute, în timp ce deformarea plăcilor de cină PLA este de 2,3 mm în aceleași condiții. Această diferență se datorează temperaturii de deformare termică a materialului: 102 ℃ PP este mult mai mare decât PLA 55 ℃. Când lichidul din ceașca de cafea depășește 60 ℃, mișcarea termică a lanțului molecular PLA se va rupe prin punctul de tranziție a sticlei, ceea ce face ca structura să se înmoaie.
2. Provocări de durabilitate în scenariile din viața reală: decalajul de la laborator la MAT de picnic
În testul de simulare al Tüv Rheinland, plăcile tradiționale de cină din plastic au rămas intacte după 10 picături, în timp ce plăcile de cină din fibră de bambus au avut daune la margine la a treia picătură. Acest decalaj este deosebit de semnificativ în scenariile de încărcare dinamică: atunci când sunt încărcate cu supă curgătoare, plăcile de cină PLA s -au scurs cu 27% mai devreme decât produsele PP în testul tabelului de vibrații.
Dar apariția de noi materiale compozite este rescrierea regulilor. PLA (CNC/PLA) consolidat de nanocristal (CNC/PLA), dezvoltat de echipa Academiei Chineze de Științe, a obținut o creștere de 40% a modulului de îndoire, iar prin interblocarea mecanică a nano-fibrelor și a matricei, temperatura de deformare a căldurii este crescută la 75 ° C. Această idee de a construi o „structură de beton armat” la scara microscopică face ca materialul degradabil să fie aproape de polistirenul de calitate alimentară în proprietăți mecanice pentru prima dată.
3. Arta echilibrării protecției și performanței mediului: nașterea unei noi definiții a durabilității
Cea mai recentă evaluare a ciclului de viață al UE arată că plăcile tradiționale de cină PP trebuie să fie reutilizate de 23 de ori pentru a fi la egalitate cu impactul asupra mediului al plăcilor de cină PLA. Acest lucru obligă industria să reexamineze definiția „durabilității”: atunci când plăcile de cină degradabile au îndeplinit rezistența la compresiune de 0,5kn cerută de standardul ISO 21996 într-un scenariu de o singură utilizare, urmărirea indicatorilor de forță care depășesc cerințele funcționale constituie o pierdere de resurse?
Seria „Endurance instantanee” dezvoltată de DAIO Paper în Japonia oferă un răspuns inovator: prin designul structurii ondulate la nivel micron, plăcile de cină cu fibră de bagasse rămân rigide în timpul etapei de încărcare și absorb energia prin colapsul structural atunci când sunt afectate. Acest design Bionic permite produsului să treacă 98% din testul de cădere de 1,2 m, asigurând în același timp degradarea completă în 180 de zile.
Condusă de unitatea dublă a revoluției materiale și a cererilor de protecție a mediului, plăcile degradabile de cină stabilesc un nou sistem de coordonate de performanță. Deși s-ar putea să nu poată reproduce niciodată caracteristicile „eterne” ale materialelor plastice, prin designul precis de potrivire a vieții, au construit o linie de apărare verde suficient de puternică în scenarii specifice. Când consumatorii dețin placa de cină compusă PLA de a treia generație, ei simt nu numai temperatura materialului, ci și înțelepciunea omenirii pe drumul către dezvoltarea durabilă.