来自帕德博恩大学、哈姆-利普施塔特应用科学大学和亚琛-马斯特里赫特生物基材料研究所(AMIBM)的科学家正在研究基于乳酸的新型环保塑料产品。

目的是开发用于光学应用的可持续材料，例如前灯、透镜、反射器或光导。迄今为止，这些产品都是由聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯等石油基塑料制成的，因此对自然和环境造成了负担。

聚乳酸来拯救

科学家们的目标是使用生物塑料系列中的某种原材料作为车灯和车头灯的光学材料。聚乳酸已被证明是合适的候选者。

通过这种方法，科学家们解决了传统聚合物材料的几个问题领域。转向短期可再生资源有助于建立独立于原油的材料管理系统。同时，实现了显着降低的CO2排放量。第三个方面涉及对整个材料生命周期的考虑。

回收时避免微塑料

这里的主要问题是由于回收概念和生物降解性评估而避免使用微塑料。作为一种完全基于生物的聚合物，聚丙交酯在某些条件下可以完全降解。因此，在自然界中的长时间停留被排除在外。除了特定应用所需的性能外，这些也是工业转向此类替代材料的重要动力。

帕德博恩大学化学系研究人员说，聚丙交酯不仅在可持续性方面具有优势：它还具有非常好的光学特性，可用于电磁光谱的可见范围内。同时，聚乳酸的生产能力也很大。与传统聚合物相比，这使其在价格方面具有相对竞争力。

通过研究克服缺点

首先，正在研究与被称为高效且环保的光源的LED相关的用途。研究人员解释说，特别是，极长的使用寿命和可见光谱短波端的发射辐射，即LED光的高蓝色成分，对光学材料提出了最高要求。这就是为什么必须使用极其耐用的材料。问题：聚乳酸在60摄氏度左右会变软。然而，基于LED的灯在运行时可以达到高达80度的温度。

另一个挑战是结晶行为。在60度左右，会形成微晶，使材料混浊。科学家们正在努力要么完全避免它们的形成，要么用受控结晶代替该过程。仅形成尺寸不影响光的微晶。该项目应该可以首次在复杂的技术照明应用中使用聚乳酸。具体而言，其目的是将其用作自行车头灯中的透镜材料。

为此，科学家们与位于BuschundMüller公司密切合作，但其他照明技术公司也对这一进展感兴趣，并看到在其产品中使用可持续解决方案的需求日益增加。在利普施塔特，我们正在使用专门开发的设备来研究该项目中开发的聚乳酸对短波可见光辐射的抵抗力。

在工厂，目的是确定要使用的聚乳酸的分子性质，以便以后使用材料。特别是，科学家们检查了开发材料的熔化和结晶行为。相关人员正在研究样品的添加剂或辐照在多大程度上改善了有关所需光学特性的行为。这项工作是使用专门为此目的构建的小角度光散射系统进行的，可以研究晶体的生长或晶体的熔化过程，即精确地对光学功能有重大影响的过程。

除了科学和技术知识外，该项目还旨在提供重要的经济动力。具有竞争力的可持续光学生物塑料改善了照明制造商和汽车供应商的竞争状况。作为该项目的一部分，年轻科学家还将接受工业和研究机构的培训。

文章来源：贤集网

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