日本IPF展與德國K展、美國NPE展併稱為世界三大塑膠展,是亞洲最大、最專業的橡塑膠大展。此外,該展還有另一項濃厚特色即有許多優秀的日本中小型企業僅會在IPF上現身,而不易在一般的國際展場上見到。本屆共規劃有:Rubber & Elastomer、GFRP &CFRP、R&D、Advance Raw Material、及Product Assembling Process Zone等五大主題展示區。其展出內容包含了:原材料、副資材、成形機、成形機部品、付屬品、控制機器、成形相關機器、二次加工機、試驗量測檢查裝置、模具用相關裝置、製品及半製品、回收及廢棄物處理、工廠設備相關機器、情報關連、受託加工與製造等。本次展覽主要特色以綠色塑膠及節能機械設備展示應用為主,其次回收材料用的二次加工機械參展廠商的人數也創新高,顯示二次加工對於環境保護的重要性正日益增高。
帝人化成之高耐熱PLA
聚乳酸PLA為目前世界上產量最大、最熱門的生物可分解塑料,在市場上「常溫使用」容器的應用已愈來愈常見,但受限於耐熱性不足,因此,PLA一直無法取代石油基泛用塑膠產品,如PP、PS等等。近來的研究一般是透過外加晶核劑或熱處理的方法來解決耐熱問題,但透過導入晶核劑以增加結晶速率所帶來的缺點往往是使不高的韌性變得更低,而熱處理方法則是受限於成型時間太長,對於產品的量產能力有很大的影響。
這回,帝人化成開發出一種純PLA來解決耐熱性的問題,而不是照以往的方法在PLA中加入其它物質來改善。這種耐熱PLA合成的原理是將L-form及D-form的PLA比例調整至各佔一半,產生出一種L-D form相結合的鏡像錯合物(stereocomplex),產生出一種新型態的結晶形態,如圖所示。這種結晶具有更高的融點,高達230℃,比傳統PLA的170℃高出許多,且無韌性下降的問題,這種新型PLA之商品被命名為BIOFRONT。

圖一、PLA之Stereocomplex示意圖
在表三之物性比較中,兩種PLA的玻璃轉化溫度Tg相同,因此可知BIOFRONT之分子結構和以往無異。但高分子的融點是根據結晶的晶片厚度、晶型結構、球晶大小及結晶度而變化,因此stereocompolex結構之結晶能具有相當高的融點,在20 sec 110℃的加工條件下所得到試片的HDT可達到120℃以上,符合泛用材料所需的耐熱性質。此外,BIOFRONT之耐溶劑性也較傳統PLA來得好。綜合以上幾點特性,筆著推斷這種PLA的結晶度應相當的高,溶劑不容易滲透較完整的結晶區域,PLA的結晶完整性也將其耐衝擊性稍作提升,其它物性比較可參考表四。
在實際市場應用方面,因其耐熱性的改善將BIOFRONT之性能提升至與PET相同的等級,能完全滿足高品質與高耐久度的需求。且因BIOFRONT能承受一般聚酯系高溫、高壓的染色方法,馬自達更開發出一套汽車座椅表面處理技術,使汽車座椅用織布可以是由100% BIOFRONT所構成,此產品也在去年被應用在MAZDA的新型車種上。由於BIOFRONT具有相當的市場潛力,帝人近年來積極設廠,期望能在2009年將產量提高至數百萬噸。
作者:鍾曜竹 / 工研院材化所
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