การอภิปรายความทนทานของแผ่นที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ: วัสดุที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมสามารถเขย่าพลาสติกได้หรือไม่?
ในการรับรู้ด้านสิ่งแวดล้อมในปัจจุบัน แผ่นย่อยสลายได้ทางชีวภาพ S กำลังส่งผลกระทบต่อตลาดพลาสติกแบบดั้งเดิมในอัตราการเติบโตประจำปีที่ 12.3% แต่เมื่อผู้บริโภคหยิบจานแป้งข้าวโพดบาง ๆ พวกเขามักจะมีคำถามพื้นฐาน: ผลิตภัณฑ์ที่เปราะบางนี้ดูเหมือนจะแข่งขันกับผลิตภัณฑ์พลาสติกที่ได้รับการตรวจสอบมานานหลายทศวรรษในแง่ของความทนทานหรือไม่?
1. การต่อสู้เชิงรุกและการป้องกันของวัสดุวิทยาศาสตร์: การถอดรหัสความทนทานในระดับโมเลกุล
ความต้านทานแรงดึงของพลาสติกโพลีโพรพีลีน (PP) สามารถเข้าถึงได้ 30-40mpa และการจัดเรียงตามปกติของโซ่โมเลกุลของมันจะเป็นโครงสร้างผลึกหนาแน่นทำให้วัสดุมีข้อได้เปรียบคู่ของความต้านทานแรงกระแทกและความต้านทานการเสียรูป ในทางตรงกันข้ามความต้านทานแรงดึงของวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพหลัก (กรด polylactic) คือ 50-70mpa ซึ่งดูเหมือนว่าจะดีกว่า แต่การยืดตัวเมื่อหยุดพักเพียง 2.5-5% ลักษณะที่เข้มงวด แต่ไม่ยากทำให้ง่ายต่อการแตกเมื่อโค้งงอ
การทดสอบการจำลองในห้องปฏิบัติการแสดงให้เห็นว่าเมื่อเต็มไปด้วยอาหารร้อน 500 กรัม (80 ℃) การเสียรูปของจานอาหารค่ำพลาสติกแบบดั้งเดิมจะอยู่ห่างออกไปเพียง 0.8 มม. หลังจาก 45 นาทีในขณะที่การเสียรูปของแผ่นอาหารเย็น PLA คือ 2.3 มม. ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน ความแตกต่างนี้เกิดจากอุณหภูมิการเสียรูปความร้อนของวัสดุ: PP 102 ℃สูงกว่า PLA 55 ℃ เมื่อของเหลวในถ้วยกาแฟเกิน 60 ℃การเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของโซ่โมเลกุล PLA จะแตกผ่านจุดเปลี่ยนกระจกทำให้โครงสร้างอ่อนลง
2. ความท้าทายความทนทานในสถานการณ์จริง: ช่องว่างจากห้องปฏิบัติการไปจนถึงเสื่อปิกนิก
ในการทดสอบการจำลองของTüv Rheinland แผ่นงานเลี้ยงอาหารค่ำพลาสติกแบบดั้งเดิมยังคงไม่บุบสลายหลังจาก 10 หยดในขณะที่จานอาหารเย็นไฟเบอร์ไม้ไผ่มีความเสียหายที่ขอบที่สาม ช่องว่างนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในสถานการณ์การโหลดแบบไดนามิก: เมื่อโหลดด้วยซุปที่ไหลลื่นแผ่นอาหารเย็น PLA รั่วไหลเร็วกว่าผลิตภัณฑ์ PP 27% ในการทดสอบตารางการสั่นสะเทือน
แต่การเกิดขึ้นของวัสดุคอมโพสิตใหม่คือการเขียนกฎใหม่ เซลลูโลสนาโนที่เสริมพลัง PLA (CNC/PLA) ที่พัฒนาขึ้นโดยทีมงานสถาบันวิทยาศาสตร์ของจีนได้เพิ่มขึ้น 40% ในโมดูลัสดัดงอและผ่านการประสานกลไกของเส้นใยนาโนและเมทริกซ์ ความคิดในการสร้าง "โครงสร้างคอนกรีตเสริมแรง" ในระดับกล้องจุลทรรศน์ทำให้วัสดุที่ย่อยสลายได้ใกล้กับสไตรีนเกรดอาหารในคุณสมบัติเชิงกลเป็นครั้งแรก
3. ศิลปะแห่งการป้องกันการปกป้องสิ่งแวดล้อมและประสิทธิภาพ: การกำเนิดของคำจำกัดความใหม่ของความทนทาน
การประเมินวัฏจักรชีวิตของสหภาพยุโรปล่าสุดแสดงให้เห็นว่าแผ่นงานเลี้ยงอาหารค่ำ PP แบบดั้งเดิมจำเป็นต้องนำกลับมาใช้ใหม่ 23 ครั้งเพื่อให้ได้ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของแผ่นอาหารค่ำ PLA สิ่งนี้บังคับให้อุตสาหกรรมตรวจสอบคำจำกัดความของ "ความทนทาน" อีกครั้ง: เมื่อแผ่นอาหารเย็นที่ย่อยสลายได้ได้พบกับความแข็งแรงของแรงอัด 0.5kn ที่ต้องการตามมาตรฐาน ISO 21996 ในสถานการณ์การใช้งานเพียงครั้งเดียว
ซีรี่ส์ "Instant Endurance" ที่พัฒนาโดย Daio Paper ในญี่ปุ่นให้คำตอบที่เป็นนวัตกรรม: ผ่านการออกแบบโครงสร้างลูกฟูกระดับไมครอนระดับไมครอนแผ่นไฟเบอร์อาหารค่ำชานอ้อยยังคงเข้มงวดในช่วงการโหลดและดูดซับพลังงานผ่านการยุบโครงสร้างเมื่อได้รับผลกระทบ การออกแบบไบโอนิคนี้ช่วยให้ผลิตภัณฑ์ผ่าน 98% ของการทดสอบการลดลง 1.2 ม. ในขณะที่มั่นใจว่าการย่อยสลายอย่างสมบูรณ์ภายใน 180 วัน
ขับเคลื่อนด้วยการขับเคลื่อนการปฏิวัติวัสดุคู่และความต้องการการป้องกันสิ่งแวดล้อมแผ่นงานเลี้ยงอาหารค่ำที่ย่อยสลายได้กำลังสร้างระบบพิกัดประสิทธิภาพใหม่ แม้ว่าพวกเขาอาจไม่สามารถทำซ้ำลักษณะ "นิรันดร์" ของพลาสติกผ่านการออกแบบการจับคู่ความแข็งแรงของชีวิตที่แม่นยำ แต่พวกเขาได้สร้างสายป้องกันสีเขียวที่แข็งแกร่งพอสมควรในสถานการณ์เฉพาะ เมื่อผู้บริโภคถือจานอาหารค่ำคอมโพสิต PLA รุ่นที่สามพวกเขาไม่เพียง แต่รู้สึกถึงอุณหภูมิของวัสดุ แต่ยังรวมถึงภูมิปัญญาของมนุษยชาติบนถนนเพื่อการพัฒนาที่ยั่งยืน