不同材质的一次性生物基餐具中22种元素迁移及其安全风险分析

目的分析39个聚乳酸(polylactic acid,PLA)基、淀粉基、纤维基材质的一次性生物基餐具中的22种元素迁移,并评估其安全风险。方法样品经迁移实验得到迁移液,使用电感耦合等离子体质谱法对迁移液中的22种元素进行分析。结果锑、铊未检出,20种元素(铍、硼、镁、铝、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镓、砷、锶、镉、锡、钡、铅)均有检出,其中铝、锰、锌、镓、锶、钡迁移的检出率为100%。各元素迁移量范围为1.0×10^(-4)~6.9×10^(1)mg/kg,镁的平均迁移量最高为3.5 mg/kg。22种元素在PLA基与淀粉基制品中的迁移水平整体低于纤维基制品且不存在元素迁移的安全风险。纤维基样品中铝、铬、锰、锌、铅超出特定迁移限量,锌、镉、铅的日暴露量可能存在潜在的安全风险,而且还出现了多个金属元素迁移同时超标的现象。结论部分纤维基样品中金属迁移存在超标现象及潜在安全风险,需要重点对纤维基样品的金属迁移加强关注和监管。本研究为不同材质一次性生物基餐具中金属迁移的安全性研究及监管提供了科学依据。

生物降解塑料应用及性能评价方法综述

介绍了生物降解塑料的降解机理及生物降解性能评价标准检验方法。从生物降解塑料降解功能及其废弃后所处环境条件出发,针对目前生物降解塑料及制品应用和发展存在的问题,分析并阐述了生物降解塑料及制品合适应用的领域。以期为正确看待生物降解塑料提供参考依据,最后,对生物降解塑料应用和发展趋势进行了展望。

食品接触用塑料制品安全国家标准与检验问题探讨

食品接触用塑料制品与卫生安全息息相关,新版本食品安全标准収布后,有关安全标准及其产品检验过程中的一些问题,引起了人们关注。本文对比分析了食品接触用塑料制品新旧版本食品安全标准的主要区别,阐述了GB 4806.6-2016《食品安全国家标准食品接触用塑料树脂》和GB 4806.7-2016《食品安全国家标准食品接触用塑料材料及制品》主要技术要求及其检验项目,幵以聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate, PET)无汽饮料瓶、聚乙烯(polyethylene, PE)食品袋、密胺调料酱罐制品为例详细探讨了检验过程中迁移试验条件选择等问题,以期为食品接触用塑料制品的生产企业、检验机构等提供参考。

国内外生物降解塑料产业发展现状

介绍了国内外生物降解塑料产业的最新进展及其在纤维、日用膜袋、农业制品以及汽车工业制品等方面的应用情况,主要包括聚乳酸(PLA)、聚羟基烷酸酯(PHA)、聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)、聚碳酸亚丙酯(PPC)等;梳理了我国生物降解相关的检测方法与标准现状,并与国际标准进行了对比;综述了各国针对不易回收、易造成环境污染的一次性制品的有关禁限政策。

阻燃聚丁二酸丁二醇酯的研究进展

综述了近年来聚丁二酸丁二醇酯(PBS)复合材料阻燃改性技术的研究进展,并分析了其阻燃机理。常用于PBS复合材料的阻燃剂以磷氮系阻燃剂、纳米阻燃剂、生物基阻燃剂及其复配体系为主。其中磷氮系阻燃剂的开发和改性方案最多,尤其是基于聚磷酸铵(APP)的阻燃体系是目前研究最多也是最有效的体系,包括APP和纳米阻燃剂的复配体系以及APP和生物基阻燃剂的复配体系。本文同时对各种阻燃体系的阻燃性能及典型阻燃机理进行了总结。

聚对苯二甲酸乙二醇酯回收技术和标准现状

简要介绍了近几年来聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的回收应用现状,以及国内外相关标准法规;重点综述了PET物理回收和化学回收技术的研究进展,并对不同回收技术的特点进行比较与分析,以期为今后PET相关回收研究提供参考。

啮合同向差速双螺杆挤出机挤出聚乳酸流场分析

目的:探究不同差速比的螺杆组在流道性能上的差异,明确差速对聚乳酸材料挤出性能的影响。方法:应用Solidworks软件建立4组差速双螺杆组,通过Fluent软件进行网格划分和有限元数值模拟,使用CFD-post软件分析计算结果,并对其性能进行验证。结果:当进出口压力分别为0.2,0.5 MPa,单头基准转速为30 r/min时,差速比为1∶2和1∶3的螺杆在不同性能下各有优劣,螺杆的产量和机筒内压力在差速比为1∶2时具有优势,螺杆的混合能力在差速比为1∶3时具有优势。结论:对比传统双螺杆挤出机,差速双螺杆挤出机对聚乳酸材料的挤出性能为正向影响,可作为全新的聚乳酸改性设备。

淀粉基塑料研究进展及产业现状

概述了淀粉的改性方法以及我国淀粉基塑料的产业现状,主要简述了近3年淀粉与包括聚乙烯(PE)、聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)、聚对苯二甲酸丁二醇-己二酸丁二醇共聚酯(PBAT)、聚己内酯(PCL)等在内的传统塑料、生物降解塑料以及天然材料在共混研究方面的最新进展。

生物基气凝胶的改性及功能化研究进展

主要综述了生物基气凝胶在阻燃和疏水性能及其他功能化改性方面的主要方法;并对改性的生物基气凝胶在防火阻燃、环境修复、储能、生物医药等领域的相关应用进展进行综述;最后,对生物基气凝胶的发展过程中仍存在的科学及技术问题进行分析,并对功能化的生物基气凝胶发展前景进行展望。

基于ReaxFF反应力场的膨胀阻燃体系热解反应机制研究

采用ReaxFF反应分子动力学模拟添加不同膨胀阻燃体系的聚丙烯(PP)的热解过程,从分子水平探究嵌段共聚物(PAPO⁃MP)与共混(PAPP/MPP)2种状态下阻燃体系的热解反应机制。结果表明,模拟热重曲线与实验结果误差低于2.1%;加入膨胀阻燃体系后,反应活化能从200.16 kJ/mol分别降至154.64 kJ/mol(PAPO⁃MP)和159.14 kJ/mol(PAPP/MPP),说明阻燃剂优先反应从而保护基材;气体小分子数量分别减少10%(PAPO⁃MP)和17.5%(PAPP/MPP),P—O—P结构可以促进大分子团聚物生成,从而降低有毒有害气体生成及提高残炭质量;添加PAPO⁃MP比添加PAPP/MPP的体系势能平均降低11.6×10^(3)kcal/mol,因此添加嵌段共聚物材料稳定性更优。

生物降解塑料产业现状与未来发展

随着我国经济的快速发展,人们对各类塑料制品的需求不断增加。然而,垃圾处理技术的不完善导致大量塑料被泄漏到环境中,从而导致了严重的白色污染。生物降解塑料由于其环境友好性、易回收性和易加工性,受到了科学界和工业界的关注。生物降解塑料已经在一次性制品、农林渔牧、汽车工业、3D打印等领域得到了广泛的应用。从生物降解塑料的种类和特点出发,综述了聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)、聚碳酸亚丙酯(PPC)等市场上主流的生物降解塑料的特性、生命周期评价(LCA)、产业发展现状和在多个领域的应用情况,同时简述了各国针对商业上主要的一次性塑料制品的有关禁限政策,分析了生物降解塑料的未来发展前景,为我国生物降解塑料产业的发展提供参考。

芳纶纤维复合材料低速冲击响应实验研究

芳纶纤维因具有轻质高强、良好耐疲劳性和化学稳定性等优良性能,逐渐成为重要的国防军工材料。选用芳纶单向布和平纹织物设计并制备了不同结构参数的芳纶纤维复合材料层合板,采用落锤冲击试验仪在不同的冲击能量下进行低速冲击实验,根据最大接触力、能量吸收能力和凹陷深度评估层板的抗冲击性能。结果表明,[0/45/-45/90]s单向层合板的接触载荷峰值高于[0/90]s单向层合板和平纹织物层合板,并在高能量冲击下具有优异的能量吸收能力,其损伤区域最小。破坏形貌表明,单向复合材料层合板损伤以分层为主,而平纹织物复合材料层合板以整体塑性大变形为主,这为芳纶纤维复合材料的优化设计及防护应用提供一定的理论指导。

适应性网格技术在异向双螺杆挤出机中的仿真

将现有的适应性网络技术应用到异向双螺杆挤出机中,利用AutoCAD软件绘制异向螺纹元件的端面型线,并在Solidworks软件上建立相应的三维模型,将几何模型导入Gambit软件进行网格划分,在Polyflow软件中采用适用性网格技术,根据Maxdiv值对流体流道的网格进行局部加密,设计异向双螺杆等温瞬态流动问题的有限元求解任务,研究Maxdiv值对流道的剪切速率场、黏度场和压力场等方面的影响情况,还对比适应性网格技术中网格细化次数对计算资源的影响,并说明该方法在双螺杆挤出过程仿真过程中的应用潜力。

PA6基绝缘导热工程塑料老化性能研究

将聚酰胺6(PA6)按比例与导热填料(氧化铝、氮化硼)、玻璃纤维及抗氧剂经挤出共混法制得绝缘导热复合材料。研究了不同热老化条件下PA6基导热复合材料的老化行为,重点研究了老化温度和老化时间对材料老化性能的影响,并与纯PA6材料进行了对比。结果表明:材料的老化由表及里发生,样品表层及次外层的老化破坏强于内层;随着老化温度的升高,材料的老化进程加快,且PA6基导热材料比纯PA6材料更耐老化。材料的力学性能受老化温度和老化时间的影响最大,在老化初期,材料的力学性能因结晶重排和应力松弛而上升,之后随老化时间的延长而下降;材料的导热系数受老化时间的影响较小,但随测试温度的升高而略有减小;老化温度及时间对于材料密度及结晶温度、熔融温度及结晶度的影响不大。

PBS及其复合膜的制备及应用研究进展

综述了聚丁二酸丁二醇酯(PBS)及其共混物的制备及应用进展。目前国内外PBS的合成工艺主要有直接酯化法、酯交换法和扩链法。PBS的耐热性好、力学性能优良,是可完全生物降解的脂肪族聚酯,能从根本上解决塑料白色污染的重要材料之一。PBS与脆性可降解聚酯共混可以提高其韧性和生物降解性;通过与其他可再生资源如热塑性淀粉、木薯淀粉、开心果壳粉共混可以提高刚性和熔点,改善力学性能的同时降低成本;与少量无机填料如碳酸钙、二氧化硅等共混不仅可以降低PBS的价格还可以改善PBS的性能。PBS目前主要应用于包装材料、农林业用品、日用杂品、纺织业及医用制品中。PBS作为薄膜应用时其力学性能及气体阻隔性能是两项重要的指标,所以重点总结了对PBS复合膜的力学和阻隔性能的改善研究进展。最后对PBS未来的研究和发展方向进行了展望,指出PBS生产技术应该向综合性能高、成本低和绿色环保方向发展。

水性膨胀型钢结构防火涂料研究进展

综述了近年来水性膨胀型钢结构防火涂料的研究进展,分析了其隔热机理,介绍了经典膨胀阻燃体系、新型协同阻燃体系和耐水性改善措施,阐述了丙烯酸树脂、环氧树脂、水性聚氨酯和有机硅等常用的成膜物质及其改性技术,并对颜填料和纳米材料的阻燃增效作用进行了详细探讨。最后,对水性膨胀型钢结构防火涂料未来的研究方向进行了展望。

四螺杆挤出机螺杆排列方式对聚乳酸流场特性的影响

目的:探究聚乳酸在四螺杆挤出机不同螺杆排列方式下的流道分布规律。方法:运用三维建模软件Solidworks分别建立一字型螺杆排列方式、四方型螺杆排列方式和环绕型螺杆排列方式下的螺杆模型与对应的流体区域模型,通过仿真软件Polyflow进行数值模拟。结果:一字型与环绕型的螺杆排列方式与四方型排列相比有更好的建压能力与分布混合能力,四方型排列对聚乳酸的输送能力较弱。结论:一字型螺杆排列方式的四螺杆挤出机对加工聚乳酸有较好的效果。

废食用植物油生物基增塑剂的研究进展

对废食用植物油生物基增塑剂及其环氧化工艺进行了综述,总结了废食用植物油环氧化工艺的均相酸催化法、酸性离子交换树脂催化法和脂肪酶催化法3种常见方法,并分别对其催化原理和特点进行了阐述,同时对废食用植物油生物基增塑剂的应用进行了梳理和展望。

啮合异向双螺杆挤出机中螺杆端面结构参数对聚乳酸流场的影响

目的:探究啮合异向双螺杆挤出机中螺杆构型的改变对聚乳酸流场的影响。方法:通过Solidworks软件建立异向双头螺纹元件的理论模型和经两种不同方式调整结构参数后的螺纹元件几何模型,将建立的三维模型导入Gambit软件进行网格划分,再应用Polyflow软件进行流场模拟计算,最终借助Fieldview软件提取流场分布结果,对比分析修正时螺纹元件端面上结构参数的调整对剪切速率场、黏度场和速度场的影响。结果:修正时螺纹元件的结构参数经两种方式调整后均会对聚乳酸流场造成影响;两种对结构参数的调整方式均在不同程度上减小了流道内的剪切速率梯度,方式一还造成了流道内聚乳酸的黏度降低。结论:从对剪切速率场、黏度场和速度场的影响上看,经方式一调整后的螺纹元件更有利于挤出,而经方式二调整后的螺纹元件实体构型更贴近螺纹元件理论构型。

螺杆构型对啮合异向双螺杆流场影响的仿真分析

以聚乳酸(PLA)为例,讨论异向双螺杆挤出机3种不同螺杆构型(阴阳转子螺杆头数比分别为2∶2、3∶2、4∶2)下的流道分布规律。依据理论端面曲线方程在Solidworks中创立上述3种不同螺杆构型的三维模型,使用Workbench软件对3种螺杆构型进行网格模型的建立,再使用Polyflow流体仿真软件进行模拟实际流场情况,得到后处理结果,使用后处理分析软件FieldView进行最终结果的分析;研究PLA流体的在不同螺杆构型下的压力、剪切速率以及黏度。同时使用Polystat统计模块对停留时间分布曲线RTD以及分布混合特性进行对比研究。结果表明,在螺杆转速为60 r/min和阳转子螺杆头数一定的条件下,随着阴转子螺杆头数的增加,压力波动减小,剪切作用提高,停留时间增加,分布效果提高,有利于材料的输出和混合。