原标题：环保包装 绿色创新--介绍 PLA 聚乳酸\\淀粉基生物降解材料?的双螺杆挤出片材设备
介绍 PLA 聚乳酸淀粉基生物降解材料?的双螺杆挤出片材设备
汕头市达诚环保精机科技有限公司
聚乳酸淀粉基生物降解材料?作为一种环境友好型材料?，已在逐渐替代一些石油基塑料?，而加工设备对于拓?宽材料?的应用具有重要意义。本文对现阶段生物降解材料?的片材挤出加工特点进行?阐述，并介绍片材挤出设备绿色性能及技术创新，最后对市场未来发展的方向做出了?展望。
关键词：PLA 聚乳酸；淀粉基生物降解，双螺杆挤出片材设备；
聚乳酸淀粉基生物降解材料?是一种新型的生物基及可再生物完全降解材料?，使用可再生的植物资源（如玉米等）所提出的淀粉原料?制成。淀粉原料?经由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸，再通过化学合成方法合成一定分子量?的聚乳酸。其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物在特定条件下完全降解，最终生成二氧化碳和水，对土壤和空气不?造成污染，并可增加土壤肥?力?，回归?大自然，不?污染环境，这对保护环境非常有利?，是公认的环境友好材料?。
聚乳酸是一种新型聚酯材料?，因其性能与现有聚乙烯等塑料?相近，但可被自然界中微生物完全降解，且具有优良的生物相容性，是解决白色污染问题的重要替代材料?，并在快餐盒、快递袋、餐具、购物袋、保湿地膜、保温盒等医疗健康、家纺领域有巨大潜?。
1.淀粉——原料?天然：以天然玉米淀粉为原料?，可持续供应，使天然资源重复使用，循环不?息。
2.降解——安全生物降解：原料?为天然高分子化合物，能在自然环境下实现降解。
3.环保——绿色环保：产品使用后在自然环境中能快速被微生物降解，成为植物养料?，真正做到源于自然，还于自然，有效解决白色污染带来的环境破坏。
4.健康——无毒害性：原料?天然，生产过程无菌生产，消毒检验严格，产品降解后不?会对土壤及空气产生毒害，无二次污染的危害。
5.低碳——替代性强：可替代以石油为原料?的塑料?制品和以木材为原料?的纸制品。
6.国际标准：完全符合“4R+1D”国际环保标准（4R：低消耗、绿色材料?、可循环利?用、往复生产、1D：降解）。
聚乳酸淀粉基生物降解材料?具有较好的加工性能，能适用于传统的挤出、注塑、吹塑等加工方法。然而，由于聚乳酸独特的分子结构，它在加工过程中随着温度的升高，黏性数将迅速下降，同时引发熔体强度下降，熔体破裂、松弛，产量?降低等问题。这些问题在一些需要熔体强度的加工过程，如片材挤出、成型加工、发泡中，显得尤为突出。因此，如何提高聚乳酸的熔体强度，改善其加工性能以拓?展其应用前景，成为摆在业界前的一个新问题。
针对 PLA 聚乳酸淀粉基生物降解独特的分子结构及加工特点，国内外业界许多研究所、大学、生产企业纷纷投入大量?资金?，研究及掌握其热性能、结晶性能和熔体流变性能是优化其成型工艺和制成品质量?的关键，因此，通过原料?添加助剂及工艺温度调整优化、精密装备设计制造协同等一系列?有效解决方案入手。
PLA 聚乳酸淀粉基的产品加工工艺如上图，过程如下：将原料?共混合后通过双螺杆挤出，模头出片，三辊冷却，定型牵引，成品收卷制成?片材，再通过气压热成型设备或全自动吸塑设备成型加工后包装。
由于普通 PLA 原料?在空气中含水率高的特性，在熔融挤出时，会引起水解作用，使熔体粘度和分子量?显著下降，导致挤出成型?片材起泡、变脆，发黄等异常现象。改善方法通常从下面三方面入手：
1） 通过增加加工助剂，能够在加工中有效地和聚乳酸分子作用，形成均匀的物理?网络结构（避免凝胶的生成），以提?高熔体强度。一旦熔体强度得到提高，在加工过程中就能够有效地阻止熔体破裂，使加工过程更?为稳定，从而提高产量?。同时，也可以在一定程度上提高产品的质量?。
2） 设备工艺选型上，通常采用设备主要有单螺杆挤出机，其"?干燥一熔融挤出"的加工路?线，一般需配套干燥系统，第二种采用真空排气双螺杆挤出机直接挤出成型。
由于单螺杆的固有特性，适应于生产品种少的专业厂家要求，不?同原料?的生产条件需配套专用螺杆结构，才能更?好发挥效率。而双螺杆排气挤出工艺具有若干显著优点，包括节能效果明显、流程工艺简单、可以实现在线配混等等.通过双螺杆专用化改造，可以达到理?想的排气效果和有效控制 PLA 熔体粘度控制，更?能适应目前市场需求的柔性化制造。
3） 精密制造设备对温度场的调整工艺要求，由于ＰＬＡ聚乳酸淀粉基的独特的分子结构，它在加工过程中对温度场要求高，故对设备应采用多点温度加热及冷却，以达到快速调整，精确控制。
PLA 聚乳酸淀粉基生物降解材料?——双螺杆挤出片材设备绿色创新
达诚公司是一家国内先进的塑料?加?工装备供应商，同时，也是?一家极具社会责任感的公司，一向致力于可降解材料?加工装备的应用和推广，早在 1999 ? 7 月就开发生产出第一代可降解片材机，2001 年 1 月，改良型第二代 PLA 聚乳酸环保可降解片材面世，2005 ? 4 月，单螺杆 PLA 聚乳酸环保可降解片材研制成功，2007 ? 1 月，双螺杆 PLA 聚乳酸环保可降解片材研制成功推向市场，并获得国家、省、市多项科学技术奖，受到业界的好评。产品已销往国外 50 多个城市及国内 30 多个省市等，设备运转性能良好。学习国外尤其是欧洲的设计理?念，融入高校等科研院所的最新成果，结合达诚自身的定位和特色，多次与国内外高等院校、研究所、可降解材料?生产商广泛而密切的联系，共同研究。凭借着在塑料?加工装备领域的雄厚技术基础与丰富经验，充分运用公司现有进口高精尖设备，提高零部件加工精度，设计优化各类零件结构、加工工艺，提升设备整体性能。同时持续加强产学研工作，努?开发功能更?为完善的产品，以满足更?广泛的要求，为可降解原料?的推广和应用做出更?大的贡献。
广东达诚技术股份有限公司设计制造的 PLA 聚乳酸片材挤出设备具有下列?特点：
◆适应于 PLA 聚乳酸淀粉基全生物降解的片材生产，具有产量?高、能耗低、操作简单；
◆与国内同类设备相比，综合节能提高 30－40%以上。
◆采用三级真空排气技术及油气分离技术：
◆采用双螺杆优化组合技术，确保产品质量?及稳定性；
◆挤出系统采用压力闭环反馈控制技术、加热冷却的温度场采?用双 PID 控制技术；
◆整机采用 PLC 控制，实现参数设置、数据运算及反馈，实时提供改进措施。
四、加工装备的设备绿色创新点
如何开发 PLA 聚乳酸淀粉基高效率挤出片材设备，通过多方论证认为，从五个环节进行?技术创新，结构优化，精密制造，实现设备的高产量?低能耗，打造国内高效 PLA 聚乳酸淀粉基双螺杆挤出片材高端设备。
多年?积累的双螺杆构型研发设计经验与先进软件技术进?行?优化结合，特殊的双头螺纹元件以及独特的螺杆组合，实现输送塑化、混合混炼、剪切分散、均化均质、排气脱挥、建压挤出等各项功能。特别是在针对 PLA 材料?内部结晶水的脱除方面有极高的效率，特殊设计的排气口不?冒料?，自由通畅，实现低温挤出，避免
多段强制排气高效、安全的保证 PLA 物料?熔融、塑化过程中不?水解、无晶点产生。特殊的三级真空排气技术及油气分离技术，超大抽气量?，超高真空度，大大减小了? PLA 的粘度降低。
３） 高强度辊筒内部螺旋流道技术
高强度辊筒内部螺旋流道结构设计，配套水温控制系统，使辊筒有精准温控和高效传热效果；
４） 智能化远程控制技术
通过本公司服务器? IDC 中心工业数据中心和工业数据采集与分析软件、远程监控?网络设备、标准电机健康检测分析系统、设备能源管理?优化系统等，对在客户工厂的达诚设备实现远程监控和对各种工艺数据采集和存储，并进行工艺数据分析，优化生产工艺配方。
５） 设备制造工艺工匠精神
零部件选材，制造工艺，加工精度，热处理?及表面处理?，外观设计等工业设计进?全面考究，确保设备稳定可靠性，提升挡次。
五、设备绿色性能如下：
1) 多组分喂料?装置技术，适应于新料?、回料?、色母等比例?的控制；
2) 原料?干燥技术，机组综合能耗低，节省成本；
3) 高扭矩挤出机组，配套扭矩保护器?；
4) 配超大过滤?面积熔体过滤器?，节省大量?换网作业的时间和人工消耗；
5) 三辊压光辊筒压合采用液压装置，结构紧凑，辅助设施布置方便?，操作简单；?水温系统采用加热冷却的温度双 PID 控制技术等；
6) 在线切边、破碎、输送回收系统，特殊的收卷结构设计，实现在线不?停机换卷，卸卷装置，节省大量的作业时间和人工消耗；
7) 在线涂硅系统，提高片材适应性及保护作用，提高竞争?；
8) 高精密双螺杆挤出系统采用压力闭环反馈控制技术、加热冷却的温度双 PID 控制技术等；
9) 整机采用 PLC 控制，实现参数设置、数据运算及反馈、报警等功能的自动化控制；
10) 先进双 PID 控制算法技术，对技术数据的实时统计分析，实时提供改进措施，确保?生产过程始终处于统计控制状态，以提高制品的质量?、精度、能耗等性能指标。
六、市场应用前景及未来展望
目前由于人们对该新兴材料?认识不足，市场尚未充分开发，需求少，大多数企业徘徊观望，企业规模小，产能低，生产成本高，在市场竞争中，持续能?较弱，另一方面，由于产能达不?到规模化，使用的普及率及产品的稳定性又无法满足市场所需，影响产业发展。但是，随着国际原油资源的日趋紧张，石油供给压?增大以及城市垃圾处理?、白色污染等压?增加，PLA 聚乳酸淀粉基生物材料?产业的经济性和环保意义日渐凸现，产业发展的内在动?不?断增强。其次，国内外从“限塑令”到 “禁塑令”环保要求实施，国家相关政策或立法扶持，加速市场培育，报道称，近期欧盟建议，在 2025 年?以前回收 90%的一次性塑料?饮料?瓶, 而 PLA聚乳酸淀粉基材料?绿?色环保、环境友好、资源节约等特点，正逐步成为引领当代世界科技创新和经济发展的?一个新的主导产业。因此，PLA 聚乳酸淀粉基生物材料?产业有着广阔市场前景。
浪潮持续涌动的市场环境中，以新一代信息通信技术与制造业融合发展为主要特征的产业变?革在全球范围内孕育兴起，智能制造已成为制造业发展的主要方向。互联网+工业化的推广应用，促进产品的升级换代，产品生产从原料?改性、工艺优化、设备精密制造，操作模式等智能应用，突破原来模式，通过加入智能化单元（包括机械、传感、电?气和智能化软件，具有记忆、感知、计算和决策功能），使得设备操作更?加便?捷，提高产品品质和附加值。能够实现设备健康状态?自动检测；能够根据制品及原料?要求自动管理?各种工艺参数，实现动态设置和存储；能够监控生产运?状态并自动调整；能够智能优化处理?各种运?参数。智能化单元内置了?人工智能算法，具备工艺参数学习能?，能够通过有限试验样本训练，找到适合特定产品的设备最优工艺参数，各功能装置协同配合，确保产品的质量?，降低能耗，突出绿色化、智能化特点。
朝着数字化、自动化、智能化挺进，?诸打造高效节能、智能高品质片材挤出装备，同时满足产品绿色包装，技术创新，可持续发展方向，不?断拓?展设备应用市场，增加产品附加值，以综合的性价比优势和过硬的质量?保障与国外企业分庭抗礼，达诚公司为中国制造助?升威。
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