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生物树脂材料技术

生物树脂材料技术

富士施乐致力于研究开发新型环保材料,以取代目前使用在复印机上的传统塑料材料。

生物塑料(采自植物的塑料)的原材料为植物。植物是通过光合作用从大气中吸收二氧化碳而成长的,可以理解为利用被植物吸收的二氧化碳制成塑料材料,而之后塑料被焚烧时排出的二氧化碳的量正好是植物吸收的量,总的释放量为零。这种概念被称EA-Eco碳粉具有随着温度迅速改变粘度的特性,因此,在低温下,碳粉的粘度也会变得足够低,所需的最低定影温度可以达到比传统碳粉低约20℃。

图1:碳中和的概念

但是,生物塑料与以石油为原料的塑料相比,有受到外部冲击容易损坏和易燃等耐久性和安全性方面的问题,所以在复印机等需要被长时间使用的电器产品上的应用一直以来没有进展。

富士施乐开发的生物塑料中,被称作“采自玉米的聚乳酸”的树脂材料的比重高达30%以上,较目前同类产品而言,虽然其采自植物的树脂含量高,但是具有与目前常规塑料同等的强度和阻燃性。该生物塑料目前已获得日本生物塑料协会的生物塑料的认证标志,开始实际使用在产品上了。

采自植物的聚乳酸(PLA)具有又硬又脆的性质,所以为了确保能与目前常规塑料具有同等的强度,必须采用与高强度的石油类塑料进行混合的聚合冶炼技术,同时,为了确保强度,要注意将两者均匀地混合。为此需要添加可以减少PLA与石油类塑料之间粘度差异的添加剂,控制好捏合和成型的条件,然后将两者均匀混合。

用显微镜观察新开发的生物塑料的内部,我们可以发现,被认为混合难度较大的PLA与石油类塑料(图片1的状态)进行了很均匀的混合(照片2的状态)。由此生成的塑料尽管含有很多采自植物的PLA,但是其强度非常的高。

这是PLA和PC*单纯混合时的聚合物内部构造。黑色的部分是PC,白色的部分为PLA。脆弱的PLA在外侧,强度不高。

照片1:技术引进之前

照片2:技术引进之后

* PC: 聚碳酸酯,原料为石油。

这是在新的技术条件下PLA和PC混合时的聚合物内部构造。强度高的PC(黑色的部分)在外侧,PLA(看上去很小的白色的颗粒)被包裹在里面。