第2屆大專校院綠色化學創意競賽 創意說明書 一、主題
Electrospinning of poly(lactic acid) by using environmentally friendly solvents
二、動機
自從環保署逐步禁用聚氯乙烯材質後,往後的塑膠原料所缺少的部分大多由聚乙烯、聚丙烯 和聚對苯二甲酸乙二酯來取代,尤其是用於手搖店的塑膠飲料杯上。國際上,由《廿一世紀議 程》及《里約環境與發展宣言》呼籲「永續發展」及「全球考量、在地行動」之理念,產業界開 始應用生物可降解塑膠作為基礎原料,聚乳酸就是一種被大量使用的生物可分解材料,是生質塑 膠的一種,在自然環境中能分解成水、甲烷、二氧化碳和其他環保無毒的成分,PLA材質的產物 其透明度與傳統塑膠相近,而且耐熱性高,作為容器的材料來說,對食品的保存性有保障,
PLA一年的用量約1500噸,使用量逐年攀升,這是我們選擇此高分子的原因之一。
三、目的
研究使用對環境危害性低的原料以靜電紡絲技術製備新材料纖維,聚乳酸是生物可分解材 料,屬於環保型高分子,搭配環保有機溶劑來研究,不論是生產出來的產品能在自然環境中分解 且無毒外,製程過程也運用對環境更友善的溶劑,此研究的主要目的就是從製程加工至產品廢棄 後,對環境皆有善並且可以形成一環境循環經濟,取代傳統的塑膠,成為達到「永續發展」。以 往用來溶解這種疏水性高分子的溶劑對環境的危害性較高,因此本研究會先嘗試各種不同的環保 溶劑,溶劑主要以乙酸乙酯或乙酸甲酯配合其他高沸點的低汙染溶劑當作共溶劑,共溶劑的選擇 主要是為了增加其可電紡性,這些結合靜電紡絲製程技術得到次微米至數十奈米的疏水型完整的 纖維,希望能在製程過程中減小污染、降低能耗以及循環利用。
四、設計大綱(含流程圖及照片更佳)
Reducing moisture by placing PLA in an oven(40 ℃) for one day
Choosing environmentally friendly solvents to dispense polymer solutions
Stirring at 60 ℃ for 3 days
Stirring at room temperature for two hours
靜電紡絲示意圖
Assembling the electrospinning kit and selecting injection needle
Pouring the polymer solution into the syringe
The instrument set at 30 ℃ and the humidity was less than 40%
Setting the working distance and the flow rate
Turning up the voltage and finding a steady state
Collecting fiber and shooting SEM to observe fiber