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文档简介

1工作简况

1.1任务来源

根据国家标准化管理委员会“聚乳酸”(项目编号为20221251-T-469)国家

标准任务,按照抓紧组织落实有关项目的要求,全国生物基材料及降解制品标准

化技术委员会组织相关单位成立了标准修订工作组,展开了标准修订工作,并完

成了标准讨论稿。

1.2主要工作过程

1.2.1成立标准修订工作组

接到标准修订工作任务后,立即组织了浙江海正生物材料股份有限公司、安

徽丰原生物技术股份有限公司、扬州惠通科技股份有限公司、北京工商大学轻工业

塑料加工应用研究所、普立思生物科技有限公司、宁波家联科技股份有限公司、

合肥恒鑫生活科技股份有限公司、中科院长春应用化学研究所、四川大学、河南

金丹乳酸科技股份有限公司、吉林中粮生物材料有限公司、深圳市光华伟业实业

有限公司、同济大学、云南民族大学、金发科技股份有限公司、扬州惠通生物新

材料有限公司、河南龙都天仁生物材料有限公司、江南大学、上海聚友化工有限

公司、国家塑料制品质量检测中心(北京)等单位组成了标准修订工作组。2023

年2月,组织召开了标准修订启动会,明确了总体要求和时间进度,以确保标准

技术要求的系统性、科学性和适用性。

工作组在工作过程中广泛收集、分析国内外相关技术文献和资料,对聚乳酸

使用要求及市场发展趋势等情况作了深入调研,为标准条款的修改积累相关材料,

明确了工作重点和进程安排。

1.2.2形成标准草案稿

工作组收集目前国内外聚乳酸的有关资料和标准,同时,标准修订小组根据

多年数据累积,客户的使用需求反馈,同行业生产者间的技术交流等信息,经过

整理有关资料,研究讨论后形成标准草案。

1.2.3形成标准(修订)征求意见稿

形成标准草案后,工作组对标准草案进行讨论。形成标准征求意见稿。

1.3主要参加单位和工作组成员及其所做的工作

本标准由浙江海正生物材料股份有限公司、安徽丰原生物技术股份有限公司、

北京工商大学轻工业塑料加工应用研究所、普立思生物科技有限公司、宁波家联

科技股份有限公司、合肥恒鑫生活科技股份有限公司、中科院长春应用化学研究

所、四川大学、河南金丹乳酸科技股份有限公司、吉林中粮生物材料有限公司、

深圳市光华伟业实业有限公司、同济大学、云南民族大学、金发科技股份有限公

司、扬州惠通生物新材料有限公司、河南龙都天仁生物材料有限公司、江南大学、

上海聚友化工有限公司、国家塑料制品质量检测中心(北京)等共同修订。

起草单位的工作包括文本编制、样品提供、验证试验等。

2标准修订原则和主要内容

2.1标准修订的原则

本标准按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构

和起草规则》的要求进行编写。

编写过程中与相关领域法律、法规和规章、国家与行业标准等的兼容性和协

调一致,符合国家和行业的有关方针、政策。

内容具有规范性、科学性、先进性、合理性与可行性。适应产业发展的需要,

运用统一、简化、协调、优化的原则。

标准的指标设定,兼顾各方利益,广泛吸纳各方意见和建议,协调处理好各

方意见。

标准规定的技术要求应便于实际实施,具有较强的可操作性。

2.2标准主要内容的论证

第一版聚乳酸国标(GB/T29284-2012)的发布距今已过去十多年,聚乳酸

行业在此期间,在国家各项禁限塑环保政策的推动下有了长足的发展,其性能也

有了较大的提升,产品应用场景更为丰富。为满足不同客户对聚乳酸产品的细化

要求,推动我国聚乳酸产业健康稳定发展,进而促进可降解产业的进步,因此特

对2012版聚乳酸国标进行修订。

本标准规定了聚乳酸树脂的术语和定义、要求、试验方法、检验规则、标志、

包装、贮存和运输。

本标准适用于以乳酸或丙交酯为原料,经聚合得到的聚乳酸(以下简称PLA)

树脂。

本标准与GB/T29284-2012相比,主要变化如下:

(1)删除了“灼烧残渣、正己烷提取物、挥发性物质含量、特性粘度偏差

和重均分子量偏差”这五项检测项目、性能指标及相应的试验方法;

(2)增加了“色度、弯曲强度、弯曲模量、灰分、丙交酯含量和分子量分

布指数”这六项检测项目、性能指标及相应的试验方法。

2.3分类

此修订版根据聚乳酸的主要应用方向,将其分为:挤出级、注塑级、纤维级

和通用级,有利于生产厂商和客户间对标产品和服务,进而推进产业精细化、专

业化发展。

2.4要求

标准所涉及到的技术指标及试验方法如下。

(1)感观

此标准规定PLA树脂一般为透明或半透明颗粒,无异嗅,无异物。

(2)色度

塑料的品相、色泽是影响人类对其感官评价的先决指标,大宗塑料(如聚对

苯二甲酸乙二醇酯,PET)的国标中都将材料的色度作为重要的评价指标之一。

此外,聚乳酸作为生物基及可生物降解塑料中为数不多的具备透明特性的高分子

材料,经常被客户用来制作各类透明包材,或与其他材料共混改性生产制品,所

以色度对客户生产批次间色泽稳定的制品而言非常重要。

因此,本标准新增色度指标,要求使用色差计测定产品的L值和b值,规

格采用D65光源、10°视角、25mm~30mm的观察口径。规定挤出级、注塑级、

纤维级PLA的L值≥60,b值≤10。

(3)水分

水分的存在会引起PLA的降解,不利于生产加工和保存。库伦法作为水分

检测的权威方法,针对性和准确性更高。因此本标准删除了原国标的方法1——

烘箱法,新增库伦法测定水分方法作为方法1,保留原方法2——快速水分法便

于企业实际操作和验证。产品在仲裁检验时按方法1进行。规定PLA树脂的水

分≤500mg/kg。测试样品为PLA树脂颗粒。

(4)密度

密度的大小体现了产品在单位体积内的质量。本标准规定PLA树脂的密度

按照GB/T1033.1规定进行测试,其密度为(1.25±0.05)g/cm3,测试样品为PLA

树脂颗粒。

(5)熔体质量流动速率(MFR)

PLA的MFR反映了产品加工过程的流动性,会影响产品的加工工艺条件。

本标准熔体质量流动速率按GB/T3682.1规定进行。试验条件为温度:190℃、

负荷:2.16kg。本标准规定挤出级PLA的MFR范围为2-12,注塑级的MFR范

围为12-50,纤维级的MFR范围为2-50,通用不作要求,MFR偏差允许范围为

±10%。测试样品为PLA树脂颗粒。

(6)熔点

在本标准规定熔点,主要目的是指导PLA树脂的加工成型及其使用。按GB/T

19466.3规定进行熔点测试,相比原国标对熔点的取值进行了细化,增加“采用

第一次升温曲线中,熔融峰的峰温度作为试样的熔点”,因为对客户而言,聚集

态结构及一次升温熔点对其生产有较大影响,因此更具生产加工指导意义。本标

准规定挤出级、注塑级、纤维级PLA的熔点≥125℃,通用不作要求。

(7)玻璃化转变温度

玻璃化转变是高分子运动形式转变的宏观体现,它直接影响到材料的使用性

能和工艺性能。按GB/T19466.2规定进行测试,相比原国标对玻璃化转变温度

的取值进行了细化,增加“采用第二次升温曲线中,发生玻璃化转变的温度范围

的中点温度作为试样的玻璃化转变温度”,以消除试验材料的热历史对DSC测

试结果的影响。本标准规定PLA树脂的玻璃化转变温度≥50℃。

(8)拉伸强度

本标准按GB/T1040.2规定进行测试,试样类型由“1A”修改为“A1”。

由于PLA是脆性材料,为得到更准确的拉伸性能测试结果,将试验速度由原国

标的“50mm/min”修改为“5mm/min”。本标准要求PLA树脂的拉伸强度≥50

MPa。

(9)缺口冲击强度

相较于悬臂梁,简支梁具有更高的能量上限及更广的应用范畴,因此本标准

修改了缺口冲击强度的引用标准和测定方法,由悬臂梁修改为简支梁,即按GB/T

1043.1进行测试,采用B1型试样,单缺口,缺口类型C型。本标准要求PLA

树脂的缺口冲击强度≥1kJ/m2。

(10)弯曲模量和弯曲强度

根据客户的使用需求反馈,本标准新增弯曲模量和弯曲强度指标,按GB/T

9341进行测试,采用B1型试样,试验速度为5mm/min。要求挤出级、注塑级、

纤维级PLA的弯曲强度≥80MPa,弯曲模量≥2500MPa,通用不作要求。

(11)生物分解率

本标准删除生物分解率引用标准“GB/T19276.1—2003”和“GB/T

19276.2—2003”。依据GB/T19277.1《受控堆肥条件下材料最终需氧生物分解

和崩解能力的测定采用测定释放的二氧化碳的方法第1部分:通用方法》的有

关规定,提出PLA树脂的生物分解率≥90%。

(12)灰分

本标准新增灰分指标,其与原国标中的“灼烧残渣”测定方法本质上是相同

的。方法1通过引述具体国标方法,使得测试细节更为全面,即按GB/T9345.1

中规定的方法A进行,灼烧温度650℃。方法2使用热重分析仪,在空气气氛中

测定。产品在仲裁检验时按方法1进行。要求PLA树脂的灰分≤0.3%。

(13)丙交酯含量

PLA树脂中的丙交酯含量是反映聚合工艺水平、树脂品质与性能的重要指

标,因此在本次修订中增加了丙交酯含量的测定方法。本标准要求挤出级、注塑

级、纤维级PLA的丙交酯含量≤0.5%,通用不作要求。

(14)分子量分布指数

分子量分布与聚合物的物理机械性能和加工过程,如挤出、注塑、纺丝等都

有密切的关系。本标准新增分子量分布指数指标。要求挤出级、注塑级、纤维级

PLA的分子量分布指数≤2.0,通用不作要求。

3主要试验情况

在标准制定过程中,收集了国内多家企业组织生产和市场购买的各种聚乳酸

树脂样品,通过对样品的性能测试等大量的试验验证工作,验证试验结果见附件。

4标准中涉及专利的情况

本标准不涉及相关专利或知识产权。

5预期达到的社会效益、对产业发展的作用及解决的主要问题等情况

本标准的发布和实施,对聚乳酸行业在产品生产、应用等方面起到指导的作

用。对产品有生产标准可依、规范生产、保证产品质量有着重要的意义。细化产

品规格,明确聚乳酸在不同应用场景中的指标要求,有助于进一步拓展应用市场

的深度与广度。推进生物基可降解聚乳酸产品的应用,对生态环境和人类社会的

可持续发展具有重要意义。

6与国际、国外对比情况

除本标准外,聚乳酸相关产品的国家标准有GB/T34239-2017聚3-羟基丁

酸-戊酸酯/聚乳酸(PHBV/PLA)共混物长丝,GB/T37857-2019聚乳酸热成型一

次性验尿杯,GB/T37836-2019聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯复合材料空气过滤板,

GB/T37643-2019熔融沉积成型用聚乳酸(PLA)线材等。目前国外无聚乳酸对

应的国际标准。

本标准涉及的各种测试方法均采用了相应测试方法的国标最新版本。

7在标准体系中的位置,与现行相关法律、法规、规章及相关标准,特别是强

制性标准的协调性

本标准属于生物基材料及降解制品标准体系中降解材料与制品的聚乳酸原

材料,为推荐性国家标准。

本标准与现行相关法律、法规、规章及相关标准协调一致。

图1TC380标准体系

8重大分歧意见的处理经过和依据

无。

9标准性质的建议说明

建议本标准的性质为推荐性国家标准。

10贯彻标准的要求和措施建议

建议本标准批准发布6个月后实施。

11其他应予说明的事项

无。

国家标准GB/T29284-XXXX

聚乳酸

编制说明

2023年月日

1工作简况

1.1任务来源

根据国家标准化管理委员会“聚乳酸”(项目编号为20221251-T-469)国家

标准任务,按照抓紧组织落实有关项目的要求,全国生物基材料及降解制品标准

化技术委员会组织相关单位成立了标准修订工作组,展开了标准修订工作,并完

成了标准讨论稿。

1.2主要工作过程

1.2.1成立标准修订工作组

接到标准修订工作任务后,立即组织了浙江海正生物材料股份有限公司、安

徽丰原生物技术股份有限公司、扬州惠通科技股份有限公司、北京工商大学轻工业

塑料加工应用研究所、普立思生物科技有限公司、宁波家联科技股份有限公司、

合肥恒鑫生活科技股份有限公司、中科院长春应用化学研究所、四川大学、河南

金丹乳酸科技股份有限公司、吉林中粮生物材料有限公司、深圳市光华伟业实业

有限公司、同济大学、云南民族大学、金发科技股份有限公司、扬州惠通生物新

材料有限公司、河南龙都天仁生物材料有限公司、江南大学、上海聚友化工有限

公司、国家塑料制品质量检测中心(北京)等单位组成了标准修订工作组。2023

年2月,组织召开了标准修订启动会,明确了总体要求和时间进度,以确保标准

技术要求的系统性、科学性和适用性。

工作组在工作过程中广泛收集、分析国内外相关技术文献和资料,对聚乳酸

使用要求及市场发展趋势等情况作了深入调研,为标准条款的修改积累相关材料,

明确了工作重点和进程安排。

1.2.2形成标准草案稿

工作组收集目前国内外聚乳酸的有关资料和标准,同时,标准修订小组根据

多年数据累积,客户的使用需求反馈,同行业生产者间的技术交流等信息,经过

整理有关资料,研究讨论后形成标准草案。

1.2.3形成标准(修订)征求意见稿

形成标准草案后,工作组对标准草案进行讨论。形成标准征求意见稿。

1.3主要参加单位和工作组成员及其所做的工作

本标准由浙江海正生物材料股份有限公司、安徽丰原生物技术股份有限公司、

北京工商大学轻工业塑料加工应用研究所、普立思生物科技有限公司、宁波家联

科技股份有限公司、合肥恒鑫生活科技股份有限公司、中科院长春应用化学研究

所、四川大学、河南金丹乳酸科技股份有限公司、吉林中粮生物材料有限公司、

深圳市光华伟业实业有限公司、同济大学、云南民族大学、金发科技股份有限公

司、扬州惠通生物新材料有限公司、河南龙都天仁生物材料有限公司、江南大学、

上海聚友化工有限公司、国家塑料制品质量检测中心(北京)等共同修订。

起草单位的工作包括文本编制、样品提供、验证试验等。

2标准修订原则和主要内容

2.1标准修订的原则

本标准按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构

和起草规则》的要求进行编写。

编写过程中与相关领域法律、法规和规章、国家与行业标准等的兼容性和协

调一致,符合国家和行业的有关方针、政策。

内容具有规范性、科学性、先进性、合理性与可行性。适应产业发展的需要,

运用统一、简化、协调、优化的原则。

标准的指标设定,兼顾各方利益,广泛吸纳各方意见和建议,协调处理好各

方意见。

标准规定的技术要求应便于实际实施,具有较强的可操作性。

2.2标准主要内容的论证

第一版聚乳酸国标(GB/T29284-2012)的发布距今已过去十多年,聚乳酸

行业在此期间,在国家各项禁限塑环保政策的推动下有了长足的发展,其性能也

有了较大的提升,产品应用场景更为丰富。为满足不同客户对聚乳酸产品的细化

要求,推动我国聚乳酸产业健康稳定发展,进而促进可降解产业的进步,因此特

对2012版聚乳酸国标进行修订。

本标准规定了聚乳酸树脂的术语和定义、要求、试验方法、检验规则、标志、

包装、贮存和运输。

本标准适用于以乳酸或丙交酯为原料,经聚合得到的聚乳酸(以下简称PLA)

树脂。

本标准与GB/T29284-2012相比,主要变化如下:

(1)删除了“灼烧残渣、正己烷提取物、挥发性物质含量、特性粘度偏差

和重均分子量偏差”这五项检测项目、性能指标及相应的试验方法;

(2)增加了“色度、弯曲强度、弯曲模量、灰分、丙交酯含量和分子量分

布指数”这六项检测项目、性能指标及相应的试验方法。

2.3分类

此修订版根据聚乳酸的主要应用方向,将其分为:挤出级、注塑级、纤维级

和通用级,有利于生产厂商和客户间对标产品和服务,进而推进产业精细化、专

业化发展。

2.4要求

标准所涉及到的技术指标及试验方法如下。

(1)感观

此标准规定PLA树脂一般为透明或半透明颗粒,无异嗅,无异物。

(2)色度

塑料的品相、色泽是影响人类对其感官评价的先决指标,大宗塑料(如聚对

苯二甲酸乙二醇酯,PET)的国标中都将材料的色度作为重要的评价指标之一。

此外,聚乳酸作为生物基及可生物降解塑料中为数不多的具备透明特性的高分子

材料,经常被客户用来制作各类透明包材,或与其他材料共混改性生产制品,所

以色度对客户生产批次间色泽稳定的制品而言非常重要。

因此,本标准新增色度指标,要求使用色差计测定产品的L值和b值,规

格采用D65光源、10°视角、25mm~30mm的观察口径。规定挤出级、注塑级、

纤维级PLA的L值≥60,b值≤10。

(3)水分

水分的存在会引起PLA的降解,不利于生产加工和保存。库伦法作为水分

检测的权威方法,针对性和准确性更高。因此本标准删除了原国标的方法1——

烘箱法,新增库伦法测定水分方法作为方法1,保留原方法2——快速水分法便

于企业实际操作和验证。产品在仲裁检验时按方法1进行。规定PLA树脂的水

分≤500mg/kg。测试样品为PLA树脂颗粒。

(4)密度

密度的大小体现了产品在单位体积内的质量。本标准规定PLA树脂的密度

按照GB/T1033.1规定进行测试,其密度为(1.25±0.05)g/cm3,测试样品为PLA

树脂颗粒。

(5)熔体质量流动速率(MFR)

PLA的MFR反映了产品加工过程的流动性,会影响产品的加工工艺条件。

本标准熔体质量流动速率按GB/T3682.1规定进行。试验条件为温度:190℃、

负荷:2.16kg。本标准规定挤出级PLA的MFR范围为2-12,注塑级的MFR范

围为12-50,纤维级的MFR

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