虽然大部分可降解发泡材料的研究仅仅停留在实验室，但市场从不拒绝像E-PLA这类的新物种。江湖已经杀出这样一个奇才，并不断地吸收前辈精华，夯实自身武力，在实现工业化的征途上让人望而生畏。一马当先的生产企业正不断突破技术瓶颈，让E-PLA在备受争议的食品包装市场上成为最靓的崽。
多年来，餐厅的外卖量一直在增加，包装制造商以创新和改进的外卖容器作为回应政府监管和市场指标。制造商专注于尽可能模仿坐下用餐体验的食品质量和呈现方式。特点包括紧密的盖子适合保持温度并防止泄漏，通风孔以保持质地，隔间以确保良好的展示。
泡沫餐饮服务包装一直是低成本的选择，在生物降级材料制造商的预算范围内为运营商提供合适的杯子或容器。随着客户对环保产品的了解和热情越来越高，制造商正在推动变革。改变以满足这些客户的需求将是一项不错的投资。PLA耐热餐具将变得更加实用，而发泡是低成本使用PLA的有效方法。E-PLA餐具的兴起开始满足人们即时就餐的体验并极大地刺激了生物降解塑料的市场增长。
从现在开始，PLA发泡技术与材料正引领PLA产业链走在伟大正确光荣的道路上。伴随越来越多对生物降解企业入圈和大众市场觉悟破局，这条可持续的道路正越来越开阔。
超临界挤出工艺提供PLA发泡
稳定生产的先决条件
超临界状态的二氧化碳/氮气作为发泡剂的聚乳酸 (PLA) 的挤出发泡，强调了建立稳定挤出工艺所需的步骤。PLA的低熔体强度在优化加工条件方面发挥了作用。除了扩链剂外，这些测试还包括不同粘度的PLA等级。
图源：创博
由于CO2的增塑作用，可以在低温下加工。熔体强度的提高，足够低的熔体温度也是生产稳定泡沫的先决条件。泡沫的特征在于密度、泡孔结构、结晶度和压缩时的机械性能。超临界流体连续挤出发泡技术有明显优势：
- 采用与环境相协调的二氧化碳气体、氮气等作为发泡剂，利用其超临界发泡挤出特性，生产出气泡直径均匀的塑料发泡制品。也可以形成泡孔直径达微米的细小气泡；
- 生产的产品VOC含量可以满足乘用车等行业最严格的环保标准；
- 也适用于以往难以高速发泡的结晶性树脂的超临界流体发泡；
- 不同于烃类物理流体发泡剂易爆易燃，设备无需采取防爆保护措施；
- 与碳氢化合物的物理发泡剂相比，地球的室温效应系数小，是一种对环境非常温和的技术；
- 挤压：板、块、片、珠等。
出色CO2挤出工艺和独特改性配方，使得PLA发泡材料除了机械强度提升，还拥有出色的色泽度和适印性，与硬质食品包装完美契合。PLA 的刚性和良好的风味和香气阻隔性与刚性食品包装所需的特性相得益彰。对制作加工周期和成本降低，同时大大降低包装的市场价格，迎合了消费者对绿色环保消费的时尚观念。
无论是片材还是板材或者珠粒的PLA生物聚合物发泡（或组合材料），都可以灵活塑造各类型的环保餐具，从托盘、碗/杯、盖子、吸管和容器，到超市展示和运输生食（鸡蛋、生鱼肉、新鲜果蔬、海鲜和冷冻食品）、食品载体、工业包装以及各种其他应用。PLA发泡包装可以在大多数现有生产线上进行加工，几乎不需要修改，包括填充-成型-密封生产。
图源：koreabiofoam
再生聚乳酸 (PLA) 衬里杯子 图源：ecoproducts
挤出成型的PLA发泡片材和卷材
满足食品包装的热管理和冲击
PLA发泡材料需要生物基PLA、创新的PLA改性技术以及技术过硬的发泡片材挤出生产线。全球各大PLA制造商将通过对包装材料的持续不断的创新研究和投资扩大，将PLA发泡材料大规模产能纳入环保材料业务线，同时继续研究功能性包装材料，以不断满足人们能够在日常生活中的需求。
改性生物塑料树脂 图源：pkbioplastic
全球最大PLA厂商Nature works拥有新型绿色制造技术，其中包括提高用于合成PLA的单体丙交酯的纯化技术的效率。这将增加其公司聚乳酸专利产品Ingeo™ 生物材料产品的供应量提高10％。
Ingeo™的性能与传统塑料非常相似，但具有在商业堆肥设施中100%可堆肥的关键优势。经过这种聚乳酸基材，使用支化剂（ Joncryl® 4368C）进行改性，可通过挤出工艺转换为使用温度高达77°F (25°C) 的膨胀泡沫板。这种泡沫重量轻、强度高，适合包装新鲜肉类和蔬菜。
Nature works 挤出PLA片材 图源：兴邦高分子材料有限公司
基于Ingeo的PLA发泡材料，加入特殊配方后坚固耐用耐热，作为热杯时，可以替代传统石油基塑料衬里。为餐具时，常适合高强度需求，当然也适合商业堆肥！凭借生物降解材料与油基材料竞争的性能和经济性，天然先进的Ingeo™生物材料因其独特的功能特性而受到重视。
图源：Nature Works
薄膜和片材挤出机械供应商Macro Engineering & Technology Inc.推出了一条新的挤出生产线来生产聚乳酸发泡。Macro的PLA泡沫挤出生产线是一种串联挤出机系统，可生产膨胀比为12:1的聚乳酸片材，产量高达400 kg/h。
Macro专有的新型挤出机设计用于解决加工商在发泡PLA时面临的障碍，即解决材料熔体强度低、熔体结晶度低和加工窗口窄的问题。结果是均匀的熔体温度分布和可靠的发泡。该生产线配备了精密的发泡剂注入系统，可确保在泡沫中形成正确的泡孔结构。
PLA 泡沫挤出生产线 图源：Macro Engineering & Technology Inc
基于挤出工艺和抗生素专用PLA技术专利，可生物降解塑料生产商BGF ecobio成功开发了世界上第一种具有抗病毒功能的环保型可生物降解树脂PLA泡沫板。即使感染性病毒出现在纸上，2小时内也能消毒99.9%。可用于食品容器等环保包装材料。例如，如果将鸡蛋放在用抗病毒PLA泡沫板处理过的容器中，预计在分发过程中可以减少对AI病毒传播的担忧。BGF ecobio计划加快包装材料的商业化，例如食品容器和带有抗病毒PLA泡沫板的缓冲材料。
图源：BGF ecobio
中国领先的设备制造商USEON成功开发出降低热成型片材生产原材料消耗的技术，采用多层结构解决方案，即PLA发泡板的特点是物理发泡的中心层和坚固的两侧表层。片材可适用于热成型工艺，密度为0.8-1.1g/cm3。PLA发泡片材厚度范围为0.5-1.5mm。因此，与整个实心板相比，生产成本可降低 5-30%。采用发泡中心层，板材具有更好的隔热性能，非常适合热容器。
生物基聚合物基础生产线 图源：南京越升挤出机械有限公司
PLA发泡珠粒
作为EPS珠粒的升级替代
Biofoam是一种由优质聚乳酸 (PLA) 制成的发泡产品，是Synbra Technology的开发产品，可补充公司广泛的聚苯乙烯泡沫产品。它在减震、绝缘值和等性能方面具有优异的性能。
Synbra是欧洲领先的发泡珠粒专家，专注解决可膨胀生物聚合物包装材料的需求，开发了世界上第一个聚乳酸发泡材料——BioFoam®（商标为 BioFoam，将被涂成浅绿色，以区别于传统的白色 EPS），一种生物基PLA泡沫可以完全生物降解、堆肥或用作回收原料，由乳酸通过纯化的丙交酯聚合而成，它具有与EPS相当的物理、机械性能，但比EPS有更好的名声和市场。与其他材料相比，二氧化碳排放量非常低，绝缘性能EPS更好，成型收缩率优秀。非常适合模制零件和切割产品。这在热食品包装、特殊包装和生物衍生的缓冲填充物方面将是EPS的直接替代品。
图源：BEWI
PLA的生产工艺与大多数其他聚合物不同。这种聚合物来源于甘蔗的生产，甘蔗被提炼成糖，然后发酵成乳酸，从中制造丙交酯。丙交酯最终聚合成 PLA。通过使用超临界CO2发泡扩展为充满空气 (98%) E-PLA微珠。E-PLA微珠不含VOC，也没有保质期限制。Purac生产丙交酯单体、PLA的前体以及医用级 PLA，为Synbra提供聚合技术、催化剂和单体。
Synbra在被被国际领先的包装、组件和绝缘解决方案供应商BEWI收购后，BioFoam®便在绿色包装市场一骑绝尘，成为生物基发泡材料最受瞩目的产业化材料。
BioFoam作为松散的发泡珠粒，还可以填入豆袋或扶手椅以提供最佳的舒适度。它们保持形状并且重量几乎为零，这有助于减轻产品的总重量。 图源：BEWI
南京越升可生物降解E-PLA Beads技术成型的PLA泡沫珠产品 图源：USEON
巴斯夫ecovio EA颗粒是一种可膨胀的闭孔泡沫材料，它是生物基和经过认证的可堆肥材料。它由可生物降解的巴斯夫聚合物ecoflex ®和聚乳酸 (PLA) 组成，聚乳酸来源于玉米或木薯等其他产糖植物。
该PLA颗粒泡沫的优异性能使其特别适用于高价值或精致货物的运输包装，其中高水平的抗冲击性和坚固性至关重要。产品性能与 EPS 相似，具有出色的能量吸收和非常好的回弹性，即使在承受多重冲击载荷时也是如此。因此ecovio®产品帮助食品供应链实现闭环，确保珍贵的营养回到土壤中，从而再次在食品供应链中循环，是可生物降解运输的有力竞争解决方案。
ecovio包装 图源：plasticstoday
材料用于填充包装中的空隙，以保护和防止包装内的移动，同时不损坏内容物。EcoBeans采用 ZealaFoam ®技术，由可持续采购的植物材料制成，不含石化产品，是聚苯乙烯珠粒的植物替代品。 EcoBeans可制作出色的松散填充包装。这些豆子很容易倒入盒子中，在运输过程中自然地支撑和缓冲产品。大珠子比小珠子更容易处理处置，而且它们的重量轻，减少额外的包装重量。
在家庭中，厨房或休息室等区域越来越多地用于烹饪、学习、看电视、游戏和一般放松（尤其是在发达国家）等多种活动。装入PLA发泡珠粒的豆袋可在室内和室外用作椅子、躺椅、桌子、地垫或脚凳。实现了对便携式、灵活的家具的需求，可以移动以允许多种用途。
E-PLA板材
为缓冲包装带来更大安全感
传统的发泡方法不能用于制造高强度的微孔E-PLA。制造PLA泡沫需要与其他材料混合，例如化石衍生树脂。混合过程对气泡大小难以控制也是挑战，常规方法只能产生数百微米量级的大直径气泡。由此产生的片材往往容易破裂。除此之外，这是不可避免的权衡，添加化石衍生树脂会损害PLA的碳中和性和生物降解性。
日本著名的办公设备及光学机器制造理光，采用专有的“CO2 精细泡沫技术”开发了高耐热性、柔韧性和强度的 PLA 板材（牌号PLAiR），应用于包括缓冲和包装材料或各种容器类带来更大的安全感。
理光公司PLAiR技术运用于制作发泡餐具
这种由理光发明的革新性技术被称为：二氧化碳精细发泡，通过超临界流体自然对流作用下的“溶胀扩散”过程，填充粒子（发泡成核剂）均匀地分布于聚乳酸（PLA）中，进而以填充粒子为发泡核进行发泡，形成均匀的细微气泡，从而形成强度高且热稳定性好的发泡结构。由该发泡技术制成的气泡，直径仅为几十分之一微米，同时材料的气泡均匀性良好，可以制成非常薄的薄片，柔韧性和强度保持不变。通过调整发泡倍率（膨胀倍率）也可以生产出更厚的片材，从而提高阻隔缓冲性能。
理光和传统方法生产的板材的横截面
生物基塑料制造公司KBF(korea biofoam) 拥有独特专利，包括PLA发泡材料优化工艺、挤出发泡板材工艺——PLA发泡挤出机械装置、PLA发泡片材加压真空成型和耐热发泡片材以及PLA抗菌片材及成型技术，可生产均质的PLA泡沫，具备卓越的耐热性、耐用性、绝缘性、缓冲等性机械性能，可替代由PS、PP或纸浆等制成的传统一次性产品。这是使用传统塑料发泡工艺无法实现的。
对于寻求可持续替代品的公司来说，使用E-PLA材料完美不过的组合，可减少浪费和对环境的影响，同时保持严格的性能标准。Lifoam Industries是休闲、急救和航运温度控制解决方案的制造商。它推出了一款名为Envirocooler的隔热包装材料——来取代通常用于温度敏感产品的传统EPS泡沫。
图源：Lifoam
该包装隔热材料基于Bioffex™ 技术，使用植物基原材料创造出由的PLA发泡，100%可再生成分构成的新型泡沫隔热材料。通过可靠的温度控制保护有效载荷满足对温度敏感产品的严格运输规范的同时提供对环境负责的解决方案，与传统EPS相同的性能、可靠性、质量和可用性，同时减少对环境的影响。
不可估量的PLA市场
欧洲生物降解塑料市场快速发展主要得益于欧洲相关法律法规支持。全球生物降解塑料需求量中，欧洲的需求量最大，占比达31%，北美和中国占比分别为28%和20%。
从国内在建产能来看，PLA产能行业集中度高，竞争格局较好，预计当国内企业陆续打通技术难点丙交酯的产业链后，PLA新增投产有望进一步加快，产业发展前景良好。根据预测，2025年国内PLA市场规模将有望近500亿元。
图源：无锡会通
PLA全球市场主要参与者Natureworks、Teijin、Toray、Mitsubishi Chemical、Eastman Chemicals、BASF、Bayer、DowDuPont、Synbra Technology、Futerro、Toyobo、Sulzer、Jiuding Biological Engineering、Henen Jindan Lactic Acid Technology。
国内主要参与者包括但不限于安徽丰原生物技术股份有限公司、上海同杰良生物材料有限公司、浙江海正生物材料股份有限公司、万华化学集团股份有限公司、吉林中粮生物材料有限公司、山东同邦新材料科技有限公司、河南金丹乳酸科技股份有限公司、深圳光华伟业股份有限公司、中国恒天集团有限公司以及正在规划入局对大规模企业。
聚乳酸产业发展势不可挡
发泡材料一马当先
以聚乳酸为基础材料制得的生物全降解产品，在功能上可完全替代一次性塑料制品，是高效治理“白色污染”的关键。由超临界流体发泡等先进加工技术制备的超轻质聚乳酸发泡材料，兼具良好的吸音、隔热、缓冲性能，成为聚乳酸产业强势发展的重要方向之一。
革新技术为PLA的应用注入了新的希望，克服PLA发泡困难，赋予PLA发泡性，提高PLA功能性，降低生产成本。随着PLA生产工艺的不断优化和成本的降低，出于对环保的追求，在食品和工业包装展现出升级替代优势。PLA发泡扩大运用已是大政所指、时代所趋，人心也必所向。
图源：wallaworld
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