相比于石油塑料,植物塑料與環境親和力強,但制造成本高,在高溫下易變形。大部分石油塑料制品的成份主要是聚乙烯或聚苯乙烯,如果直接焚燒石油塑料制品垃圾,燃燒過程會產生致癌氣體,如果填埋,歷經百年也很難降解,還會導致耕地板結,破壞生態平衡。科學家認為植物塑料有望在未來5年內全面取代石油塑料。
在下圖中,我們可以看到,當然并不是所有的生物塑料都可降解(PE,PET,PA,PTT則屬于非生物降解),也不是所有的石油塑料都不可降解(PBAT,PCL可生物降解)。即便如此,大量存在的是可降解的生物塑料包括PLA,PHA,PBS,淀粉共混物。
隨著3D打印技術的不斷增長,3D打印材料市場的需求不斷增加。隨著如塑料、陶瓷、金屬、LayWood、蠟材料的技術不斷提升,全球3D打印材料市場有望在2020年達到14億美金的市場容量,重量達20億公斤。
3D打印機制造商專注于開發新的3D打印材料,可以滿足高強度的建模要求并具有改進的表面光潔度。據了解在廣泛使用的3D打印材料方面,塑料在全球3D打印材料市場占有最大的份額,對電子產品和消費品的需求不斷增加,預計將進一步推動塑料作為3D打印材料的需求。
最近,國際層面上植物塑料已經成為3D打印一個受歡迎的選擇,因為他們更容易加工且更環保,但由于其軟化點的溫度偏低,使得石油塑料仍得到廣泛應用。然而,市場上更青睞得是植物塑料而不是石油塑料。Bioplastics與3Dom合作,開發了一種可生物降解的熱塑性Biome3d,這種塑料是可降解的植物基塑料,用它打印出來的產品具有極高的表面光潔度,可以降低脆性使得產品的柔韌性更好并且不容易翹曲和開裂,具有更低的收縮率,沒有氣味。這進一步提供了植物塑料全面取代石油塑料的可能性。
3D打印技術研究人員正致力于整合各種所需的性能,下一代“智能”生物基塑料將顯示塑料的一個或多個屬性,在外部刺激如溫度、壓力、光、電場和磁場的改變環境下,發生形狀或顏色的改變,或者能實現自愈。這些下一代智能塑料的智能功能,會帶來一系列的新產品和應用。
一些未來的3D打印生物材料包括熱鉻聚乳酸,尼龍11,柔性聚乳酸或軟聚乳酸,生物橡膠、稻草基以及竹基生物材料,和laybrick。熱鉻聚乳酸長絲在溫度變化下發生顏色變化;柔性聚乳酸或軟聚乳酸和尼龍11具有高度的靈活性;稻草基以及竹基生物材料具低成本優勢。這些不同的屬性集將有助于3D打印材料市場獲得更廣泛的應用。