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双向拉伸聚羟基脂肪酸酯的生产工艺
双向拉伸聚羟基脂肪酸酯的生产工艺
双向拉伸聚羟基脂肪酸酯（BiaxiallyOrientedPolyhydroxyalkanoates，简称BOPHA）是一种具有良好的塑料性能和生物降解性能的高分子材料。生产BOPHA的工艺涉及到多个环节，包括基材的选取、微生物发酵、聚合物加工以及双向拉伸等步骤。本文将针对BOPHA的生产工艺进行详细介绍。
一、基材的选取
BOPHA的生产过程需要使用到基材，一般常用的基材包括聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）以及乙烯醇共聚物（EVOH）等材料。这些基材可以在微生物发酵和聚合物加工中发挥不同的作用，如影响聚合物的结晶度、晶体形态以及物理性能等。
PLA是一种生物降解聚酯，由乳酸通过开环聚合形成，具有优异的生物降解性和可加工性。在BOPHA的生产中，PLA作为基材，可以影响聚合物的结晶度和热稳定性，从而影响BOPHA的物理性能和生物降解性能。
PCL是一种热稳定性较好的聚酯，具有良好的拉伸和韧性，在BOPHA的生产中，PCL常作为辅助材料使用。添加适量的PCL可以改善BOPHA的柔韧性和抗拉强度，提高其抗撕裂性能。
EVOH是一种具有良好耐久性的聚合物，能够很好的阻隔氧气和气体，常用于包装材料的生产中。在BOPHA的生产中，将EVOH作为基材来制备可生物降解的包装材料，具有很好的市场前景。
二、微生物发酵
微生物发酵是制备BOPHA的首要步骤之一，采用微生物对废弃物质发酵得到PHB，再将PHB酯化为PHA，最终形成BOPHA。常用的微生物包括PHB挥发酸杆菌、PHB原核生物、Candidasp.等。
以上述PHB挥发酸杆菌为例，其发酵过程包括以下几步：首先，将挥发酸杆菌接种到适当的培养基中，经过一段时间的培养和增殖，菌体质量逐步增加；然后，通过不同的培养方式可以得到不同类型的PHA聚合物，如大颗粒PHB或小颗粒PHA等；最后，将PHA聚合物提取出来，并经过适当的提纯和酯化反应得到BOPHA。
三、聚合物加工
聚合物加工是将PHB或PHA聚合物加工成为BOPHA的过程。聚合物加工包括注塑成型、挤出成型、吹塑成型、压制成型等多种方法。其中，挤出成型是BOPHA生产中常用的一种方法，它可以通过配置不同的挤出机和模头使得BOPHA的厚度、宽度和长度合适，并形成膜状或片状的BOPHA制品。
在挤出成型过程中，聚合物需要加入适量的添加剂，如增塑剂、填料、稳定剂等。这些添加剂可以改善BOPHA的塑化性和加工性能，从而降低加工成本，提高制品质量。
四、双向拉伸
双向拉伸是将挤出的BOPHA薄膜进行拉伸，以得到一定的机械性能、热稳定性和透明度。在双向拉伸过程中，BOPHA薄膜经过一定的加热和拉伸，使其分子链沿着拉伸方向逐渐排列，从而提高了BOPHA的热稳定性和拉伸性能。
在双向拉伸过程中，需要控制一定的物理和化学参数，如拉伸速率、温度、湿度、拉伸强度等，以确保BOPHA制品在生产过程中的一致性和稳定性。同时，需要通过质量检测和控制来保障最终产品的质量和性能，如热缩性、透明度、机械性能等。
总之，BOPHA的生产工艺是一个综合性的过程，需要依次完成基材的选取、微生物发酵、聚合物加工和双向拉伸等环节。在生产过程中，需要注意各环节的控制和优化，以确保BOPHA制品的优良性能和经济效益。