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史上最全的3D打印材料分析（没有之一）导读：3D打印材料，现阶段制约3D打印技术发展因素的主要有两个，打印材料和设备。目前3D打印材料主要包括工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、光敏材料和陶瓷材料。 最近几年经常听到3D这个词，比如3D电影、显示、扫描、3D打印技术。首先我想给3D打印技术做一个比较完整的定义，3D打印技术是在计算机中将物体的三维模型通过分层软件分成若干层，通过3D打印设备在一个平面上按照分层图形、将塑料、金属甚至生物组织活性细胞等材料烧结或者黏和在一起，逐层累计叠加最终形成一个物体。3D打印技术的特点：制作周期短、个性化制造、制作材料多样、制作成本相对低、应用行业领域广。根据3D打印技术的特点以及所使用的材料，我们分为五大类，光敏固化成型、熔融沉积成型、选择性激光烧结、分层实体制造，最后的3D打印技术。光固化以液态光敏树脂为原材料，在计算机控制下对紫外激光对液态树脂逐点扫描，产生光聚合反应，如此反复直至完成整个零件的固化成型。分层实体制造：根据临建分层几何信息，切割箔材和纸张等，将所获的层面粘接成三维实体。选择性激光烧结：采用激光有选择的逐层烧结固定粉末，叠加生成预定形状的三维实体零件的一种3D打印方法。熔融沉积成型：将热塑成性材料丝通过加热器的挤压头熔化为液体，由计算机控制挤压头沿零件的每一截面的轮廓准确运动，以固定的速率进行熔体趁机。下面重点讲一下金属3D打印技术。金属3D打印技术是当今3D打印技术中最前沿最优潜力的技术，可以分为三种，选区激光熔化、激光近净成形技术，电子束熔融。3D打印材料，现阶段制约3D打印技术发展因素的主要有两个，打印材料和设备。目前3D打印材料主要包括工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、光敏材料和陶瓷材料。它的形态一般是粉末状、丝状、层片状、液体状。工程塑料，强度、硬度、耐冲击性、耐性、抗老化性均比较优秀。光敏树脂由聚合物单体和预聚体组成的，在一定波长的紫外光照射下能立刻引起聚合反应完成固化。橡胶类材料，这种材料具备多种级别的弹性，它具有的硬度、断裂伸长率、抗撕裂程度和拉伸强度，使其非常适合于要求防滑或柔软表面的应用。陶瓷材料，具有高强度、高硬度、耐高温、低密度、化学稳定性好、耐腐蚀等优异特性，在航空航天、汽车、生物等行业有着广泛的应用。金属材料，3D打印的金属粉末材料主要有钛合金、不锈钢、铝合金、高温合金等，此外还有贵金属打印材料。所有的材料当中钛合金尤其受到重视，因为密度低、强度高、耐腐蚀、熔点高、是理想的航天航空材料，特别适合利用激光3D打印技术。不锈钢是目前最便宜最廉价的3D打印材料，经常被用作首饰、功能构件等的3D打印。高温合金因其强度高、化学性质稳定，不易成型加工和传统加工工艺成本高等因素目前已经成为航空工业应用的主要3D打印材料。金属材料之所以打印难度很大，是因为金属的熔点很高，涉及到金属的固液相变、表面扩散以及热传导等多种物理过程，需要考虑的问题包括形成的晶体组织是否良好、杂质和空隙大小等，另外快速的加热和冷却还将引起试件内较大的残余应力。中国3D打印巨大跨越：高性能工业级FDM耗材打破国外垄断导读：随着3D打印产业的拓展，市场对3D打印的零部件的性能要求逐渐提高，不仅仅只是手板、模型，打印零部件还必须具备可用性。随着3D打印产业的拓展，市场对3D打印的零部件的性能要求逐渐提高，不仅仅只是手板、模型，打印零部件还必须具备可用性。国际市场上不论是3D打印的巨头企业或是新锐的耗材厂商都把目光投向了3D打印工程塑料领域，新型的3D打印耗材不断的推向市场，使3D打印的应用面越来越广。近期，国内3D打印耗材与设备生产厂商，广州市阳铭新材料科技有限公司推出了具备使用工程塑料性能3D打印线材的工业级FDM-3D打印机Capricornus后，紧接着又推出三款应用于FDM的工业级3D打印尼龙复合材料耗材PA B380，PA B380H与PA B330。这三款线材是YMe阳铭科技自主研发的3D打印线材，具有高模量、高强度、高韧性和高使用温度的特点。目前这三款材料分别提供黑色、白色和琥珀色三款颜色。YMe阳铭科技不同于一般的3D耗材厂商，这家海归创业的年轻企业成长迅猛，自成立之时就致力于工业级3D打印耗材的研发，目前该公司尼龙复合材料耗材已在机械、汽车汽配、机器人、光电、医疗、灯饰等多个领域得到了应用。在此之前，国内的工业级FDM耗材市场为国外品牌所垄断，国内尚无其他厂家成功研发出可顺畅打印成型的尼龙耗材，YMe阳铭科技的最新技术，填补了国内空白,打破了国外垄断，对于整个中国3D打印产业而言是一次从无到有的巨大跨越。相比数日前美国3D Systems公司发布的类似尼龙耗材，YMe阳铭科技的技术无疑更加领先，PA B380/ PA B380H 的各项性能更加优异，甚至超出了美国Stratasys公司的Nylon 12系列线材尼龙与德国EOS公司的PA2200系列粉末尼龙。PA B380/ PA B380H在材料的使用温度上具备更大的优势，而价格上仅是国际同类型产品的40%。PA B380和PA B380H的性能参数如下：汽车倒后镜（PA B330）据YMe阳铭科技的工程师代表Jack Dang说，由于热端的挤出温度高达270-280度，PA B380和PA B380H只适合在阳铭科技的工业级3D打印机Capricornus上使用，而PA B330的热端挤出温度在240-250度，可以适应于一些其他品牌的桌面级/准工业级3D打印机。就材料的总体性能而言，PA B380H的强度、模量和硬度更高；而PA B380韧性和弹性较好，综合性能均衡；PA B330的热端挤出温度较低，适用的设备范围更广。汽车冷却循环水泵叶轮（PA B380H）YMe阳铭科技的尼龙复合材料线材具备自主知识产权，材料的性能参数经过了第三方专业检测认证。PA B380/PA B380H可以在高温高载荷等苛刻条件下使用。可用于制作齿轮、轴承、叶轮、绝缘电子元器件、夹具、涡轮、耐高温连接件等，甚至可以代替注塑实现小批量生产。PA B380通过了医疗领域严苛的高温高压消毒，使其3D打印成型的制件可以作为医疗领域的辅助器械。医疗手术辅助导板（PA B380）除了具备优异的力学性能外，YMe阳铭科技的PA B330/PA B380/ PA B380H可以使用水溶性PVA材料作为支撑结构，也可以采用自支撑结构，其自支撑结构具有优秀的可拆性，仅需要借助简单的工具即可将支撑结构拆除，并且不留痕迹。3D打印的成品零件可进行抛光、打孔、切削等后处理工艺。红外热成像仪的外壳与内部构件（PA B380）聚碳酸酯线材上市：桌面3D打印机的“最佳搭档”导读： 聚碳酸酯（PC）一直是世界上使用最广泛的热塑性塑料，因为它强度高、刚性、容易热成型，因此在工业领域诸如家用电器、餐具、汽车部件、DVD光盘、安全玻璃等方面都有应用。 OFweek3D打印网讯 聚碳酸酯（PC）一直是世界上使用最广泛的热塑性塑料，因为它强度高、刚性、容易热成型，因此在工业领域诸如家用电器、餐具、汽车部件、DVD光盘、安全玻璃等方面都有应用。该材料还非常适合注塑成型，主要是因为一旦冷却它的强度就会非常高，可弯曲和变形而不断裂或龟裂。不过由于熔融温度过高使得它并没有在3D打印领域得到广泛的应用。如今，来自上海的3D打印材料制造商Polymaker与先进化学材料开发商Covestro（前身为拜耳材料科技）联手，共同开发出了两款专门针对桌面3D打印机的全新聚碳酸酯3D打印线材Polymaker PC-Plus和Polymaker PC-Max。这两款线材经过特殊配方已经将打印温度从300-320oC下降到250-270oC，目前大多数的桌面3D打印机都能够很方便地实现这个温度范围。Polymaker公司同时指出，打印温度的降低同时也减少了在打印过程中出现翘曲或变形的可能性。作为聚碳酸酯材料，PC-Plus和PC-Max能够比常见的3D打印材料，如PLA和ABS，提供更强大的机械性能。这两款新材料的先进特性使其非常适合打印对于机械性能要求比较高的部件。而且，它们具备与标准材料一样的弹性，可以很容易地进行打磨抛光或者喷漆等。不过，Polymaker之所以能够开发出如此性能卓越的桌面3D打印机用线材与其合作伙伴Covestro提供的帮助是分不开的。据悉，Covestro为开发新型的Polymaker PC系列耗材提供了高科技的高科技聚碳酸酯树脂。Polymaker的材料科学家和Covestro团队密切合作，共同开发和进一步增强了他们的新新型PC 3D线材的配方。Polymaker公司说，最终的产品具有前所未有的属性和功能，可用于3D打印和快速原型应用。“聚碳酸酯所具有的特性对于整个3D打印领域来说都非常理想。其出色的工程和功能性为将桌面3D打印机用于以前不可想象的项目打开了大门。”Polymaker公司联合创始人罗小凡称。使用PC材料3D打印出来的部件一个主要的优势就是具有耐用性，而且其成品比使用标准材料的部件具有更强的机械性能，尤其是PC-Max能够显著提高耐冲击性和韧性，甚至要超过PC-Plus。除此之外，聚碳酸酯材料也是天然的阻燃剂，可抗耐多种化学品和溶剂，并且经过开发还能提供透明度，其所具备的光学清晰度可用用于大量全新的领域，这是许多桌面3D打印机用户都难以想象的。此外，Polymaker PC的耐热性也非常好，PLA和ABS通常会在大约60以上开始软化和变形，而Polymaker PC可承受的温度则超过100至110，甚至可以泡在沸水而不出现形变。据了解，Polymaker PC-Plus线材将从10月份起开始销售，每卷750克，零售价为39.99美元；而PC-Max的价格和上市日期则没有发布，Polymaker预计它会在今年年底前上市。聚乳酸聚乳酸又名聚丙交酯，是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，属于聚酯家族。聚乳酸形成条件为单个的乳酸分子中有一个羟基和一个羧基，多个乳酸分子在一起，-OH与别的分子的-COOH脱水缩合，-COOH与别的分子的-OH脱水缩合形成聚合物。聚乳酸原料来源充分可再生，生产过程无污染，产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，是理想的绿色高分子材料。中文别名聚丙交酯CAS NO.26100-51-6断裂伸长率4-10%弯曲模量100-150 MPa拉伸强度40-60 MPa弹性模量3000-4000 MPa1物质信息编辑CAS NO.：26100-51-6中文别名：聚丙交酯英文名称：polylactide, polylactic acid, PLA英文别名：polytrimethylene carbonate;1,3-Dioxan-2-one homopolymer分子式：(C3H4O2)n2物质介绍聚乳酸（H-OCHCH3COn-OH）的热稳定性好，加工温度170230，有好的抗溶剂性，可用多种方式进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸，注射吹塑。由聚乳酸制成的产品除能生物降解外，生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好，光华伟业开发的聚乳酸（PLA）还具有一定的抗菌性、阻燃性和抗紫外性，因此用途十分广泛，可用作包装材料、纤维和非织造物等，主要用于服装（内衣、外衣）、产业（建筑、农业、林业、造纸）和医疗卫生等领域。3物化性质编辑物理性能密度：1.20-1.30 kg/L熔点：155-185C,特性粘度IV：0.2-8 dL/g玻璃化转变温度：60-65C，传热系数：0.025 (w/m*k)力学性能拉伸强度：40-60 MPa断裂伸长率：4%-10%弹性模量：3000-4000 MPa弯曲模量：100-150 MPaIzod冲击强度(无缺口)：150-300 J/mIzod冲击强度(有缺口)：20-60 J/mRockwell硬度：884主要优点编辑聚乳酸的优点主要有以下几方面：聚乳酸（PLA）是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源（如玉米）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完全降解，最终生成二氧化碳和水，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。关爱地球，你我有责。世界二氧化碳排放量据新闻报道在2030年全球温度将升至60，普通塑料的处理方法依然是焚烧火化，造成大量温室气体排入空气中，而聚乳酸塑料则是掩埋在土壤里降解，产生的二氧化碳直接进入土壤有机质或被植物吸收，不会排入空气中，不会造成温室效应。机械性能及物理性能良好。聚乳酸适用于吹塑、热塑等各种加工方法，加工方便，应用十分广泛。可用于加工从工业到民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺布、工业及民用布。进而加工成农用织物、保健织物、抹布、卫生用品、室外防紫外线织物、帐篷布、地垫面等等，市场前景十分看好。相容性与可降解性良好。聚乳酸在医药领域应用也非常广泛，如可生产一次性输液用具、免拆型手术缝合线等，低分子聚乳酸作药物缓释包装剂等。聚乳酸（PLA）除了有生物可降解塑料的基本的特性外，还具备有自己独特的特性。传统生物可降解塑料的强度、透明度及对气候变化的抵抗能力皆不如一般的塑料。 聚乳酸（PLA）和石化合成塑料的基本物性类似，也就是说，它可以广泛地用来制造各种应用产品。聚乳酸也拥有良好的光泽性和透明度，和利用聚苯乙烯所制的薄膜相当，是其它生物可降解产品无法提供的。聚乳酸（PLA）具有最良好的抗拉强度及延展度，聚乳酸也可以各种普通加工方式生产，例如：熔化挤出成型，射出成型，吹膜成型，发泡成型及真空成型，与广泛使用的聚合物有类似的成形条件，此外它也具有与传统薄膜相同的印刷性能。如此，聚乳酸就可以应各不同业界的需求，制成各式各样的应用产品。聚乳酸（PLA）薄膜具有良好的透气性、透氧性及透二氧二碳性，它也具有隔离气味的特性。病毒及霉菌易依附在生物可降解塑料的表面，故有安全及卫生的疑虑，然而，聚乳酸是唯一具有优良抑菌及抗霉特性的生物可降解塑料。当焚化聚乳酸（PLA）时，其燃烧热值与焚化纸类相同，是焚化传统塑料（如聚乙烯）的一半，而且焚化聚乳酸绝对不会释放出氮化物、硫化物等有毒气体。人体也含有以单体形态存在的乳酸，这就表示了这种分解性产品具有的安全性。5方法流程编辑聚乳酸生产是以乳酸为原料，传统的乳酸发酵大多用淀粉质原料，目前美、法、日等国家已开发利用农副产品为原料发酵生产乳酸，进而生产聚乳酸。由乳酸制聚乳酸生产工艺有：方法直接缩聚法缩聚法就是把乳酸单体进行直接缩合,也称一步聚合法。在脱水剂的存在下, 乳酸分子中的羟基和羧基受热脱水, 直接缩聚合成低聚物。加入催化剂, 继续升温, 低相对分子质量的聚乳酸聚合成更高相对分子量的聚乳酸。二步法使乳酸生成环状二聚体丙交酯，再开环缩聚成聚乳酸。这一技术较为成熟，美国NatureWorks公司生产聚乳酸工艺的工艺即为该工艺。中国的海正与中科院共同研制的聚乳酸生产技术也与此相似，主要过程是原料经微生物发酵制得乳酸后，再经过精制、脱水低聚、高温裂解，最后聚合成聚乳酸。反应挤出制备高分子量聚乳酸用间歇式搅拌反应器和双螺杆挤出机组合，进行连续的熔融聚合实验，可获得由乳酸通过连续熔融缩聚制得的分子量达150000的聚乳酸。利用双螺杆挤出机将低摩尔质量的乳酸预聚物在挤出机上进一步缩聚，制备出较高摩尔质量的聚乳酸。在反应温度为150、催化剂用量为0.5%、螺杆转速为75 r/min时可通过双螺杆反应挤出缩聚法快速有效地提高聚乳酸的摩尔质量，而且反应挤出产物分散系数减小，均匀性变好。通过DSC曲线的比较发现，通过反应挤出缩聚法制得的聚乳酸的结晶度有所降低，这对改善聚乳酸材料在使用过程中表现出较大的脆性是有益的。流程1）取材将玉米等壳类作物碾碎后，从中提取淀粉，然后将淀粉制成未精化的葡萄糖。很多高技术已克服减去了碾碎的过程，直接从大量的农作物中提取原料。2）发酵以类似生产啤酒或酒精的方式来发酵葡萄糖，而葡萄糖发酵后变成类似于食物添加用于人体肌肉组织内中的乳酸。3）中间型产物将乳酸单体以特殊的浓缩制程，转变成中间型产物减水乳酸，即丙交酯。4）聚合丙交酯单体经过真空净化后，再以一种不使用溶剂的溶解制程来完成开环的动作，使单体聚合。5）聚合物修饰由于聚合物的分子量与结晶度的不同，可使材料特性的变化空间很大，所以因不同应用的产品，将PLA做不同的修饰。6专利获取编辑BRUSSELS BIOTECH (BE)2004年2月13日公开的世界专利WO 2004 014889，报道了聚乳酸的制备，其独立权项包括如下内容：按以下方法制备乳酸：（a）蒸发乳酸或乳酸衍生物溶液制备分子量为400-2000、总乳酸等价酸度119-124.5%、光学纯度相当于90-100%L-聚乳酸的低聚体；（b）将低聚体和解聚催化剂加入到解聚反应器，制备得到一富含乳酸的气相和富含低聚体的液相；（c）冷凝气相得到液态粗乳酸；（d）将粗乳酸抽取结晶；（e）分离和排出晶体得到一富含乳酸晶体的湿饼；(f)干燥湿饼，得到预纯化乳酸；和（g）结晶预纯化乳酸得到残留酸度低于10meq/kg、水含量低于200ppm和meso-乳酸含量低于1%的纯化乳酸；聚合以上得到的乳酸制得聚乳酸。BOTELHO T 等2004年公开的专利 WO 2004 057008-A1，报道了一种可用于糖果包装材料的聚乳酸的制备方法，主要是通过发酵法得到，其实施例报道的具体方法为：将培养液（451）（包括乳清，牛奶蛋白和其它营养成分如无机盐和半光胺酸）加热到70并保持45分钟，再冷却到45。加入乳酸菌helveticus （9克）和Flavourzyme(RTM)(A) （26.5克）。批式发酵9小时，补加含乳清、乳糖和Flavourzyme (RTM）的新鲜肉汤。用氨气调节pH为5.75，生物密度控制于7-8%，发酵过程中连续通气，通气量为1升/分钟。在34天的发酵期内稀释率为0.15-0.3/小时。流出液中的乳酸盐为4%，稀释速度为0.3/小时下产率为12克/升.小时。乳酸流出液采用离子交换树脂和螯合剂分离，再经过两次连续电渗析，回收率为85-90%。HANZSCH BERND等2003年8月21日公开的美国专利US 2003 158360，报道了一种聚乳酸的制备方法，步骤如下：发酵淀粉类农产品得到乳酸，通过超滤，纳米滤和/或电渗析超纯化乳酸，浓缩乳酸，制备预聚物，环化解聚为双乳酸，纯化双乳酸，开环双乳酸聚合物和脱单体化聚乳酸得到。SHIMADZU CORP 2002年10月15日公开的JP 2002 300898，报道了一种生产乳酸和聚乳酸的方法。具体方法为：利用乳酸铵合成乳酸酯；在除丁基锡外的催化剂存在下，缩聚乳酸酯，合成平均分子量小于15000mol.wt聚乳酸（乳酸预聚体）；解聚聚乳酸得到乳酸；该方法进一步包括开环乳酸聚合物制备聚乳酸。SHIMADZU CORP、OHARA H、TOYOTA JIDOSHA KK、ITO M和SAWA S 2002年8月8日公开的专利 WO 2002 60891-A ，报道了用于生产生物可降解塑料的乳酸和聚乳酸的制备方法，该专利的实施例之一报道的方法如下：发酵得到的L-乳酸铵在90-100下与乙醇反应，分离、收集乙醇；120下脱去反应中的水；通过蒸馏提纯得到的乳酸乙酯，在辛基锡存在下于160缩聚乳酸乙酯，并脱去乙醇。将得到的反应液于200下蒸馏得到乳酸，产率为99.2%。在辛基锡存在下聚合乳酸制得乳酸。NATL INST OF ADVANCED INDUSTRIAL SCIENCE TECHNOLOGY METI、 KONAN KAKO KK和 TOKIWA YUTAKA2001年8月21日公开的日本专利JP 2001 224392，报道了采用水解酶代替有机金属催化剂制备聚乳酸。7制备方法编辑二步法制备聚乳酸制备乳酸我们用再生资源玉米，马铃薯为原料，利用微生物发酵法制备光学纯L-乳酸或D-乳酸。而且L-乳酸较D-乳酸能完全被人体吸收，无任何毒副作用。生产L-乳酸，所以我们采用国内外通用的米根霉NAF-032。制备米根霉孢子；将米根霉孢子制备成米根霉孢子乳悬液；将米根霉孢子乳悬液固定到固定化载体上得到固定化米根霉种子；将固定化米根霉种子接种到发酵培养基中进行固定化发酵。该方法培育出了高产的米根霉菌株并将其固定到棉布载体上得到固定化米根霉种子，在适宜的发酵条件进行固定化发酵，马铃薯淀粉转化率高，发酵产物的生物量高，L乳酸收率高，成本低廉、步骤简捷、容易掌控等。乳酸的酸化处理和提纯分离发酵过程产生一种乳酸盐，因为发酵的pH值接近中性。需要把一定的乳酸盐转化成乳酸，通过直接添加硫酸到乳酸盐溶液中，可以制得乳酸，对于结晶出的副产物二水合硫酸钙。可以通过过滤的方法除去，当然二水合硫酸钙可以用作地面灌注石膏，例如将其作为干墙体、水泥和农业领域的原料。生石膏是在生产过程中所产生的低价值的盐，但是这个方法比较划算，因为氢氧化钙和硫酸的成本低，而且生石膏还可以用作其他工业用途。其他将碱化和酸化两个过程联系在一起的方法也有过尝试，例如用氨调节pH，用硫酸来酸化，从而得到硫酸铵作为副产物，硫酸铵可用作肥料。因为铵盐比氢氧化钙价格高，而副产品硫酸铵的高价值正好弥补了这种差距，且硫酸铵相对于钙盐易溶于水，这有利于分离。细胞去除细胞去除方法的选择主要取决于生产所使用的微生物。米根霉长2102500m，直径518m，因为细胞较小可以通过絮凝法去除。在发酵液中加入壳聚糖作为絮凝剂，调节ph为6.8，保温，搅拌养絮，絮凝结束以后静置1.5h后取上清液于离心管中，用离心机在4000r/min转速下离心20min，分离出固体沉淀。残糖、残留培养基和发酵副产物的分离本项目采用溶剂萃取法。经过溶剂萃取之后之后，乳酸溶液经过活性炭、阳离子交换树脂、阴离子交换树脂后可以得到微黄色的去离子产物。8市场应用编辑PLA有很多的应用，可以在挤出、注塑、拉膜、纺丝等多领域应用，具体如下：挤出级树脂挤出级树脂是PLA的主要的市场应用，主要用于大型超市里新鲜蔬果包装，该类包装已成为欧洲市场链中的重要一员；其次用于一些宣扬安全、节能、环保的电子产品包装上。在这些用途中PLA高透明度、高光泽度、高钢性等优点体现得淋漓尽致，已经是PLA应用的主导方向。另外，挤出级树脂在园艺上的应用也开始获得重视，在斜坡绿化、沙尘暴治理等领域已有所应用。然而，PLA的挤出加工却并非易事，仅适合在一些先进的PET挤出成型机上进行加工，且挤出片材的厚度一般只在0.2-1.0mm范围。加工过程对水 份含量及加工温度尤其敏感，挤出加工时，一般要求其水份含量要小于50PPM，这对设备的干燥系统和温控系统又提出了新的要求。加工过程中，如果没有适宜的结晶设备，边料的回收也是一大难题，这也正是市场上有大量PLA边角料在流通的原因。注塑级树脂在PLA的注塑的市场应用中，较为广泛的是改性后的树脂。尽管纯PLA有着高透明度、高光泽度等优点，但是其硬而脆、加工难度大且不耐热等缺点影响了它在注塑方面的应用。当然，化学、塑料工业界都一直致力解决这些问题。例如，利用BPM-500这种添加剂可以提高PLA的冲击强度；加入少量一种名为Biomax Strong的乙烯基共聚物可以改进 PLA的韧性；与另一种生物降解树脂PHA共混可以改善PLA的一些性能；另外，日本的科学家们则开发出了一种添加纸浆的耐热PLA树脂。通过以上一些方式改性后的聚乳酸制品牺牲了透明性，但是却改进了聚乳酸在耐热性、柔韧性、抗冲性等方面的缺陷，提高了其加工难易程度，因此应用范围也得到了拓展。在海正的注塑级树脂销售中大约有70%为改性聚乳酸。而整体上，相对高昂的成本是阻碍PLA在注塑市场上广泛应用的最大原因。虽然纯树脂通过填充改性可以降低一些成本，但是在保证其性能的前提下，这一措施的作用也有限，如果需要在全生物降解这一前提之下改善PLA性能上的缺陷，比如耐热性能，成本则更高。其他牌号树脂双向拉伸膜是目前为止应用最成功的PLA膜，经过双向拉伸并热定型的PLA膜耐热温度可提高到90，正好弥补了PLA不耐高温这一缺陷。通过对双向拉伸取向及定型工艺的调整，还可以控制BOPLA膜的热封温度在70160。这一优势是普通BOPET所不具备的。另外，BOPLA膜透光率达到94%，雾度极低，表面光泽度也非常好，该类膜可用于鲜花包装、信封透明窗口膜、糖果包装等等。PLA无纺布中已经有应用的是纺粘无纺布，因为中国限塑令的实施，这一无纺布在用于购物袋的制作上较为热门。而吹膜、淋膜这两个领域则因为PLA本身的一些特性缺陷，应用情况还在进一步探索中，一些成功的应用案例是将PLA改性后使用。心脏支架可溶性聚乳酸支架旨在吸收现有器械的好处，而又不像金属支架那样留下“金属蜘蛛”，这种“蜘蛛图像”会出现在对病人拍摄X光片时，此时病人的冠状动脉完全支架化了。现有的支架不会收缩，并且不会随着动脉的自然运动而扩张。金属支架可引发致命的血栓，并且有可能会对未来的检测和手术产生干扰。9应用领域编辑汽车领域日本东丽公司结合PLA树脂改性技术、纤维制造技术和染色加工技术，开发了以高性能PLA纤维为主要成份的车用脚垫和备用轮胎箱盖。备用轮胎箱盖已经在丰田汽车公司2003年推出的全面改进小型车“Raum”上使用。在继脚垫和备用轮胎箱盖开发以后，东丽公司有开发了适用于车门、轮圈、车座、天棚材料的其他汽车部件的PLA产品。一次性用品领域聚乳酸对人体绝对无害的特性使得聚乳酸在一次性餐具、食品包装材料等一次性用品领域具有独特的优势。其能够完全生物降解也符合世界各国，特别是欧盟、美国及日本对于环保的高要求。但，采用聚乳酸原料所加工的一次性餐具存在着不耐温、耐油等缺陷。这样就造成其的功能作用大打折扣，以及在运输途中餐具变形、材质变脆，造成大量次品。不过，经过技术发展，市场已有经过PLA改性后的材料，可以有效克服原粒的缺点，有的甚至耐热温度高达120度以上，可以用作微波炉用具材料。电子领域为了节省石油资源同时减少地球温室效应，进一步拓展由可再生的生物资源制造而来的聚乳酸的应用领域，日本许多公司对PLA在电子电器领域的应用进行了深入研究并取得了卓越的成效。日本NEC公司笔记本电脑部件材料日本NEC公司开发了以高性能的PLA/KENAF复合材料，它是经过改性后的PLA，其改善PLA的耐冲性、耐热性、刚性和阻燃性。应用于2004年9月出售的“LaVie T”型手提电脑部件，2005年进一步推广应用于“LaVie TW，VersaPro”型电脑部件。日本富士通公司的笔记本电脑机壳材料2002年日本富士同公司在上市的“FMV-BIBLO NB”系列笔记本电脑的红外线接收部分采用了质量0.2的纯聚乳酸配件。在2005年富士通春季款笔记本电脑“FMV-BIBLO NB80K”的机壳中，全部采用由日本富士通公司、日本富士通研究所和日本东丽公司3家公司共同开发的PLA/PC合金，机壳重约600G，PLA含量在50%左右。与采用石油类树脂相比，仅机壳一项就能节约1L左右的使用用量。整个产品的生命周期中二氧化碳的排放量方面，对回收的树脂进行热循环处理时，可比现有树脂减少约15%。富士通最新款式笔记本电脑其外壳整体的93%几乎都采用了PLA树脂。手机部件及机壳材料NTT DoCoMo和索尼爱立信移动通讯公司于2005年4月试制了在机壳中采用PLA的手机。该样机子啊140G的自量中有22GPLA树脂。2005年5月，NTT DoCoMo在市场售的“premini-S”手机中的1个按钮采用PLA树脂。2006年富士通、富士通研究所和东丽联合开发成功了耐冲击性相当于PLA1.5倍的PLA/PC合金，并用于手机外壳等部件。日本索尼公司DVD影碟机壳材料日本SONY公司2002年上市的“MVP-NS999ES”型DVD影碟机前面板采用了PLA材料，该公司与三菱树脂进一步研制出了无机物阻燃PLA材料，其中PLA含量为60%左右。该材料在2004年秋上市的“DVP-NS955V”型及“DVP-NS975V”型DVD影碟机前面板采用。通过改性后的PLA的强度与ABS树脂相当。同时通过改变调配添加物和加工条件，可以使用一般的射出成型机，成型效率与普通塑料一样。光盘盘片2003年9月三洋Mavic Mcdia和三井化学公司联合开发采用PLA为底板材料制造的面向音乐CD、VCD和CD-ROM盘片“MildDisc”。其称1个玉米棒难生产10张CD盘片。该公司开发出了高速而精密地转印CD模型技术，通过严格模具温度调节和对离子剂的改进，生产了固化速度慢的聚乳酸CD盘片。通过使用生物降解树脂能够解决现有CD盘片废弃时对环境造成的污染。PLA在燃烧时所消耗的能量比PC燃烧时所消耗的能量要少，从而减少二氧化碳的排量。若采用填埋方式，PLA在2-5年就能快速地生物降解，而PC则半永久地残留在土壤中。富士通公司的LSI包装带2005年2月，富士通和富士通研究所联合开发了以PLA为原材料、面向手机的LS包装带。该产品的生命周期评测表明，在周期中全体CO2的排放量减少11%，制造过程中能量消耗少18%。经过提高PLA强度和抗静电及尺寸稳定性改良后，其撕裂强度和压缩强度时PC制备材料的两倍以上，拉伸强度大约是1.5倍，耐折强度接近2倍，抗冲击强度和剥离强度也达到了制品所需要性能的要求。生物医药领域生物医药行业是聚乳酸最早开展应用的领域。聚乳酸对人体有高度安全性并可被组织吸收，加之其优良的物理机械性能，还可应用在生物医药领域，如一次性输液工具、免拆型手术缝合线、药物缓解包装剂、人造骨折内固定材料、组织修复材料、人造皮肤等。高分子量的聚乳酸有非常高的力学性能，在欧美等国已被用来替代不锈钢，作为新型的骨科内固定材料如骨钉、骨板而被大量使用，其可被人体吸收代谢的特性使病人免收了二次开刀之苦。其技术附加值高，是医疗行业发展前景的高分子材料。聚乳酸复合纤维制备获进展中国科学院宁波材料技术与工程研究所，近来取得了聚乳酸及其改性纤维制备与应用的系列突破。为提高聚乳酸的强度和高温尺寸稳定性，研究人员采用液相恒温浴 (LIB)技术并调控立构复合晶，制备出包含纳米尺度立构复合晶微纤的聚乳酸复合纤维，将聚乳酸与聚羟基丁酸戊酸共聚酯反应性共混，再经熔融纺丝制得品质优异的新型生物基化学纤维禾素纤维。禾素纤维不仅具有从原料、生产到废弃物处理的全过程绿色环保优势，而且在风格与手感等方面与真丝、铜氨等高档纤维品种相媲美，因而获得国内外多个纺织与制衣专业机构和企业的高度评价，被列入中国生物基纤维及其原料科技与产业发展(30年)路线图。110SPI标识编辑由美国塑料工业协会（Society of Plastics Industry，SPI）规定聚乳酸的数字标识码为“7”。在比利时已经开始作为试点国家使用循环利用聚乳酸。聚乳酸的循环使用与其他聚合物不太相同的是，废旧的聚乳酸塑料会被收集在特殊的容器中，通过热解、水解等方法降解成为小分子单体，再通过生产商将单体乳酸合成为具有一定性能的聚乳酸原材料，再次进入市场使用。聚碳酸酯聚碳酸酯（简称PC）是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，阻燃BI级，在普通使用温度内都有良好的机械性能。其主要分为防静电PC、导电PC、加纤防火PC、抗紫外线耐候PC、食品级PC、抗化学性PC。聚碳酸酯的应用开发是向高复合、高功能、专用化、系列化方向发展，应用于光盘、汽车、办公设备、箱体、包装、医药、照明、薄膜等多种产品制造领域。1术语简介编辑中文名：聚碳酸酯分子式别名：聚碳酸脂 2,2-双(4-羟基苯基) 丙烷聚碳酸酯 聚碳酸酯(阻燃) 聚碳酸酯(着色)英文名：Polycarbonate常用缩写：PC化学名：2,2'-双（4-羟基苯基）丙烷聚碳酸酯CAS编号：25037-45-0分子式聚碳酸酯是一种强韧的热塑性树脂，其名称来源于其内部的CO3基团。可由双酚A和氧氯化碳（COCl2）合成。现较多使用的方法为熔融酯交换法（双酚A和碳酸二苯酯通过酯交换和缩聚反应合成）。双酚A和碳酸二苯酯反应原理：2主要性质编辑化学性质聚碳酸酯（PC）是碳酸的聚酯类，碳酸本身并不稳定，但其衍生物（如光气，尿素，碳酸盐，碳酸酯）都有一定稳定性。1按醇结构的不同，可将聚碳酸酯分成脂族和芳族两类。脂族聚碳酸酯。如聚亚乙基碳酸酯，聚三亚甲基碳酸酯及其共聚物，熔点和玻璃化温度低，强度差，不能用作结构材料；但利用其生物相容性和生物可降解的特性，可在药物缓释放载体，手术缝合线，骨骼支撑材料等方面获得应用。聚碳酸酯耐弱酸，耐弱碱，耐中性油。聚碳酸酯不耐紫外光，不耐强碱。PC是一种线型碳酸聚酯，分子中碳酸基团与另一些基团交替排列，这些基团可以是芳香族，可以是脂肪族，也可两者皆有。双酚A型PC是最重要的工业产品。PC是几乎无色的玻璃态的无定形聚合物，有很好的光学性。PC高分子量树脂有很高的韧性，悬臂梁缺口冲击强度为600900J/m，未填充牌号的热变形温度大约为130C ，玻璃纤维增强后可使这个数值增加10C。PC的弯曲模量可达2400MPa以上，树脂可加工制成大的刚性制品。低于100C 时，在负载下的蠕变率很低。PC有较好的耐水解性，但不能用于重复经受高压蒸汽的制品。PC主要性能缺陷是耐水解稳定性不够高，对缺口敏感，耐有机化学品性，耐刮痕性较差，长期暴露于紫外线中会发黄。和其他树脂一样，PC容易受某些有机溶剂的浸浊。PC材料具有阻燃性，耐磨。抗氧化性。物理性质密度：1.181.22 g/cm3 线膨胀率：3.810-5 cm/C 热变形温度：135C 低温-45C聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，阻燃BI级，在普通使用温度内都有良好的机械性能。同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯的耐冲击性能好，折射率高，加工性能好，不需要添加剂就具有UL94 V-0级阻燃性能。但是聚甲基丙烯酸甲酯相对聚碳酸酯价格较低，并可通过本体聚合的方法生产大型的器件。2聚碳酸酯的耐磨性差。一些用于易磨损用途的聚碳酸酯器件需要对表面进行特殊处理。物性列表1.18g/cm³ASTM D792, ISO 1183熔流率 (260C/2.16 kg)22g/10 minASTM D1238溶化体积流率（MVR） (260C/2.16 kg)23.5cm³/10minISO 1133收缩率 - 流动0.40 到 0.60%ASTM D955吸水率 (23C, 24 hr)0.40%ASTM D570螺旋流长度 3 (260C)额定值单位测试方法比重1.14g/cm³ASTM D792, ISO 1183熔流率 (260C/5.0 kg)20g/10 minASTM D1238溶化体积流率（MVR） (260C/3.8 kg)13.0cm³/10minISO 11333主要分类编辑防静电PC，导电PC，加纤防火PC，抗紫外线耐候PC，食品级PC，抗化学性PC。改性聚碳酸酯及用途聚碳酸酯改性PC的目的是为了增韧，改良成型加工性能，减少残余变形，增加阻燃性等，具体能改性PC的品种有：PC/ABS可提高弯曲模量、耐热性、电镀性能等。PC/PET、PBT工可改善耐药品性，耐溶剂料性等。PC/PMMA加入有机玻璃可提高外观珠光色彩。PC/PA、 HIPS可提高冲击韧性、表面光洁度。PC/HDPE可改善耐沸水性、耐老化性、耐气候性，而LDPE效果较差。PC用玻纤或谈纤维进行增强改性，提高机械强度。并用溴类阻燃剂和三氧化二锑，可制成阻燃级PC。其他和聚砜、芳香族聚碳酸酯、聚甲醛、聚丙烯、聚苯乙烯都可以进行共混改性，达到经济性和性能之间的平衡。4应用相关编辑应用领域聚碳酸酯聚碳酸酯的应用开发是向高复合、高功能、专用化、系列化方向发展，已推出了光盘、汽车、办公设备、箱体、包装、医药、照明、薄膜等多种产品各自专用的品级牌号。建材行业聚碳酸酯板材具有良好的透光性，抗冲击性，耐紫外线辐射及其制品的尺寸稳定性和良好的成型加工性能，使其比建筑业传统使用的无机玻璃具有明显的技术性能优势。中国建有聚碳酸酯建材中空板生产线20余条，年需用聚碳酸酯7万t左右，预计到2005年将达到14万t。汽车制造业聚碳酸酯具有良好的抗冲击、抗热畸变性能，而且耐候性好、硬度高，因此适用于生产轿车和轻型卡车的各种零部件，其主要集中在照明系统、仪表板、加热板、除霜器及聚碳酸酯合金制的保险杠等。根据发达国家数据，聚碳酸酯在电子电气、汽车制造业中使用比例在40%50%，中国在该领域的使用比例只占10%左右，电子电气和汽车制造业是中国迅速发展的支柱产业，未来这些领域对聚碳酸醋的需求量将是巨大的。预计2005年中国汽车总量将达300多万辆，届时需求量也将达到3万t，因而聚碳酸酯在这一领域的应用是极有拓展潜力的。医疗器械由于聚碳酸酯制品可经受蒸汽、清洗剂、加热和大剂量辐射消毒，且不发生变黄和物理性能下降，因而被广泛应用于人工肾血液透析设备和其他需要在透明、直观条件下操作并需反复消毒的医疗设备中。如生产高压注射器、外科手术面罩、一次性牙科用具、血液分离器等。航空、航天随着航空、航天技术的迅速发展，对飞机和航天器中各部件的要求不断提高，使得PC在该领域的应用也日趋增加。据统计，仅一架波音型飞机上所用聚碳酸酯部件就达2500个，单机耗用聚碳酸酯约2吨。而在宇宙飞船上则采用了数百个不同构型并由玻璃纤维增强的聚碳酸酯部件及宇航员的防护用品等。包装领域在包装领域出现的新增长点是可重复消毒和使用的各种型号的储水瓶。由于聚碳酸酯制品具有质量轻，抗冲击和透明性好，用热水和腐蚀性溶液洗涤处理时不变形且保持透明的优点，一些领域PC瓶已完全取代玻璃瓶。据预测，随着人们对饮用水质量重视程度的不断提高，聚碳酸酯在这方面的用量增长速度将保持在10%以上，预计到2005年将达到6万t。电子电器由于聚碳酸酯在较宽的温、湿度范围内具有良好而恒定的电绝缘性，是优良的绝缘材料。同时，其良好的难燃性和尺寸稳定性，使其在电子电器行业形成了广阔的应用领域。聚碳酸酯树脂主要用于生产各种食品加工机械，电动工具外壳、机体、支架、冰箱冷冻室抽屉和真空吸尘器零件等。而且对于零件精度要求较高的计算机、视频录像机和彩色电视机中的重要零部件方面，聚碳酸酯材料也显示出了极高的使用价值。光学透镜聚碳酸酯以其独特的高透光率、高折射率、高抗冲性、尺寸稳定性及易加工成型等特点，在该领域占有极其重要的位置。采用光学级聚碳酸配制作的光学透镜不仅可用于照相机、显微镜、望远镜及光学测试仪器等，还可用于电影投影机透镜、复印机透镜、红外自动调焦投影仪透镜、激光束打印机透镜，以及各种棱镜、多面反射镜等诸多办公设备和家电领域，其应用市场极为广阔。聚碳酸酯在光学透镜方面的另一重要应用领产品域便是作为儿童眼镜、太阳镜和安全镜和成人眼镜的镜片材料。世界眼镜业聚碳酸酯消费量年均增长率一直保持在20%以上，显示出极大的市场活力。光盘随着信息产业的倔起，由光学级聚碳酸酯制成的光盘作为新一代音像信息存储介质，正在以极快的速度迅猛发展。聚碳酸酯以其优良的性能特点因而成为世界光盘制造业的主要原料。世界光盘制造业所耗聚碳酸酯量已超过聚碳酸酯整体消费量的20%，其年均增长速度超过10%。中国光盘产量增长迅速，据国家新闻出版总署公布的数字，2002年全国共有光盘生产线748条，年耗光学级聚碳酸酯约8万吨，且全部进口。因而聚碳酸酯在光盘制造领域的应用前景是极为广阔的。3主要用途光学照明用于制造大型灯罩、防护玻璃、光学仪器的左右目镜筒等，还可广泛用于飞机上的透明材料。电子电器聚碳酸酯是优良的E（120）级绝缘材料，用于制造绝缘接插件、线圈框架、管座、绝缘套管、电话机壳体及零件、矿灯的电池壳等。也可用于制作尺寸精度很高的零件，如光盘、电话、电子计算机、视频录象机、电话交换器、信号继电器等通讯器材。聚碳酸酯薄摸还被广泛用作电容器、绝缘皮包、录音带、彩色录象磁带等。机械设备用于制造各种齿轮、齿条、蜗轮、蜗杆、轴承、凸轮、螺栓、杠杆、曲轴、棘轮，也可作一些机械设备壳体、罩盖和框架等零件。医疗器材可作医疗用途的杯、筒、瓶以及牙科器械、药品容器和手术器械，甚至还可用作人工肾、人工肺等人工脏器。其它方面建筑上用作中空筋双壁板、暖房玻璃等；在纺织行业用作纺织纱管、纺织机轴瓦等；日用方面作奶瓶、餐具、玩具、模型、LED灯外壳和手机外壳等。应用举例聚碳酸酯纺织纱管的生产，选用光气法生产的PC为原料，其中新料为80%，再生料为20%。其生产工艺流程如下：聚碳酸酯配料干燥注射修整抛光热处理制品。烘箱干燥温度115-120， 16-20小时，物料在料盘上厚度为30毫米以下，使树脂含水量在0.03%以下。料筒三区温度为200-220、 250-280、 260-290，喷咀温度比料筒稍低些，低5-10。注射压力4-6兆帕，成型周期25秒，热处理温度115-120， 1小时，要采用倒悬式进行热处理。该纱管比木质纱管使用寿命长3倍、尺寸稳定、耐候性好，不起毛、光洁度好，能提供各种颜色的纱管，便于搞好班组经济核算。对子废旧再生PC料，还可以进行增韧处理，顶替新料使用。可在再生PC料中，共混少量的尼龙树脂，或高抗冲聚苯乙烯树脂，可使制品的冲击强度提高1倍以上，弯曲强度也有改善，对树脂的加工性能、表