能源與材料科技系

實務專題論文

耐熱性聚乳酸生分解材料之

分解速率探討

指導老師：黃建銘 博士

班級 學號 姓名 四化四甲 BB99009 李仕育

四化四甲 BB99031 徐裕修

四化四甲 BB99032 張凱婷

四化四甲 BB99902 江宜潔

四化四甲 BB99905 陳皓雲

修 平 科 技 大 學

中 華 民 國 1 0 2 年 1 2 月 2 4 日

致謝

本專題能順利完成，首先要感謝指導黃建銘博士提供許多寶貴的

知識；特別要感謝劉勳諺學長從旁協助及提供許多經驗還有【銘安科

技股份有限公司】義務提供材料跟成品讓我們做實驗。

感謝系上提供很多活動，參加化工研討會和參觀綠色博覽會，讓

我們有更多機會接觸不同層面，增廣見聞。也提供我們很多意見，在

此次的專題可以更順利。亦要感謝汪信宏先生借我們器材以及提供方

法。

感謝口試委員揭由志老師與薛公邑老師清楚明確地指出論文各

章節中詞不達意、語焉不詳之處，以利學生修正改進，學生衷心感激

不已。

I

摘要

本專題依據中華民國國家標準 CNS14432『塑膠材料在控制

堆肥環境下最終好氣生物分解度及崩解性測定法』與 ASTMD648

『塑料熱變形溫度試驗方法』來進行相關研究。

結晶性聚乳酸（CPLA）高模溫射出成型品筷子；一般性聚乳

酸（PLA）低模溫射出成型品筷子；CPLA 高模溫射出成型品杯

蓋；聚琥珀酸丁酯（PBS）+50%無機物低模溫射出成型品 BB 彈

進行結晶對分解度；厚度對分解度的探討。且對於 CPLA 及 PLA

的筷子其耐熱性進行是否能利於市面上的使用。

進行 CPLA 高模溫射出成型品筷子、PLA 低模溫射出成型品

筷子、CPLA 高模溫射出成型品杯蓋，經過 12 週的分解後過篩其

過篩率分別為 92%、98.4%、98.76%，均通過生分解成品崩解性

標準。

II

目錄

致謝 ................................................................................................ I

摘要 ............................................................................................... II

目錄 .............................................................................................. III

圖目錄 ............................................................................................... V

表目錄 ............................................................................................. VI

第一章、緒論 ........................................................................................... 1

1-1、高分子聚合物 ( High Polymer )的分類 ..................................... 2

1-2、可分解塑膠的概念 ...................................................................... 4

1-3、聚酯(Polyesters)： ........................................................................ 5

1-4、澱粉合膠(Starch-based Polymers) ............................................... 8

1-5、其他 .............................................................................................. 8

1-6、生物可分解塑膠的檢測、標準與認證： ................................. 10

第二章、實驗部分 ................................................................................. 11

2-1、原料 ............................................................................................ 11

2-2、實驗器材 .................................................................................... 12

2-3、檢測方法 .................................................................................... 14

2-4、實驗步驟 .................................................................................... 15

III

2-4-1 產品對耐熱性能與結晶度之探討 ........................................ 15

2-4-2 分解度之探討 ........................................................................ 16

2-5、實驗裝置圖 ................................................................................ 17

第三章、結果與討論 ............................................................................. 18

3-1、熱變形溫度、熔化熱、玻璃轉移點之討論 ............................ 20

3-2、分解度的觀察 ............................................................................ 21

3-2-1、樣品 A(CPLA 高模溫射出成型品筷子) ............................ 21

3-2-2、樣品 B(PLA 低模溫射出成型品筷子) ............................... 22

3-2-3、樣品 C(CPLA 高模溫射出成型品杯蓋) ............................ 23

3-2、分解度之觀察結論 .................................................................... 24

3-2-1、樣品 A(CPLA 高模溫射出成型品筷子) ............................ 24

3-2-2、樣品 B(PLA 低模溫射出成型品筷子) ............................... 25

3-2-3、樣品 C (CPLA 高模溫射出成型品杯蓋) ........................... 26

3-3、樣品分解率之比較 .................................................................... 27

3-3-1 樣品 A 與樣品 B 之結晶性對分解行為比較 ...................... 27

3-3-2 厚度對 CPLA 樣品之分解度的比較 ................................... 27

第四章、結論 ..................................................................................... 28

參考文獻 ............................................................................................ 29

IV

圖目錄

圖 1-1高分子聚合物分支圖 ................................. 2

圖 1-2 可分解塑膠組織認證 ............................... 10

圖 2-6、篩網 ............................................ 12

圖 2-5、精密天平 ........................................ 12

圖 2-3、粗秤天平 ........................................ 12

圖 2-4、環境箱 .......................................... 12

圖 2-2、試樣瓶 .......................................... 12

圖 2-1、氣體供應系統 .................................... 12

圖 2-7、DSC 熱分析儀 .................................... 13

圖 2-8高分子材料分解度測試裝置 .......................... 17

圖 3-1 樣品 A的 DSC升降溫曲線圖 ......................... 18

圖 3-2 樣品 B的 DSC升降溫曲線圖 ......................... 19

圖 3-3樣品 A ( CPLA高模溫射出成型品筷子 ) ............... 21

圖 3-4樣品 B (PLA低模溫射出成型品筷子) .................. 22

圖 3-5樣品 C (CPLA高模溫射出成型品杯蓋) ................. 23

V

表目錄

表 3-1、結晶性 CPLA筷子與一般性 PLA筷子之熱變形溫度與熔化熱

跟玻璃轉移點 .................................. 20

表 3-2、樣品經 12週堆肥後各樣品的過篩率 ................. 27

VI

第一章、緒論

實驗目的及動機

1. 比較結晶性 CPLA 高模溫射出成型品筷子與一般 PLA 低模溫射

出成型品筷子之分解度進而探討分解度(過篩率)之關聯性。

2. 由 CPLA 高模溫射出成型品筷子、CPLA 高模溫射出成型品杯蓋

對分解度之影響。

3. 觀察聚琥珀酸丁酯+50%無機物低模溫射出成型品BB彈之高填

充量無機物對分解度之影響。

生物可分解材料定義：

生物可分解塑 (biodegradable plastics): 由細菌、黴菌、藻類等天然

微生物作用而降解之可分解塑膠。一般以可不斷重複取得的天然資

源，如微生物、植物、動物，所製成的一種聚合物。傳統的塑膠材

料不能被微生物分解成水和𝐶𝑂2，如：PE、PVC、PS、PP…等。可

替代以石油為基質的傳統塑膠，可利用傳統塑膠的生產機器加工。

具有類似傳統塑膠製品之物性，使用方法相同。丟棄後，經堆肥或

掩埋即可完全分解。

生物可分解塑膠特點：

生物可分解塑膠主要的材料是澱粉、聚乳酸及纖維蛋白質，其內容

物不含傳統塑膠成分，在製型方式和一般用途的使用方面仍和傳統

塑膠相差無異。生物可分解塑膠可於多氧環境下，在土壤中由好氧

微生物、水及氧等作用分解成二氧化碳及水，在少氧環境下，由厭

氧微生物及H2O等作用分解成二氧化碳及甲烷。

聚乳酸(PLA)是重要的乳酸衍生物產品，是以玉米提煉的乳酸

為單體經化學合成的新型生物可分解高分子材料，具有無毒、

無刺激性、生物相容性好、強度高和可生物分解及吸收等特1

點，不汙染環境，是目前最有發展前途的可生物分解高分子

材料。

聚乳酸由澱粉發酵成的乳酸為原料，因為是來自於植物，所以石化

資源減少許多。雖然能生分解，但在常溫中需要約25個月才能水解，

生分解開始需要11.4個月，這是一個缺點，所以如果在製作堆肥的

高溫（60℃-70℃）和高含水率（50-60％）下可以分解非常快，約

50日。

1-1、高分子聚合物 ( High Polymer )的分類

1、高分子聚合物 ( High Polymer ) 包含塑膠與橡膠兩種，乃是無數的分

子以長鏈狀態的單體聚合而成的物質。

2、熱塑體 ( Thermoplastics ) ：一般稱熱塑性塑膠，材料會隨溫度的升

高而熔化，隨溫度的降低而凝固，凝固後再加溫又可再熔化，可不斷的

以溫度變化來改變型態，以結構排列不同分為下列兩種：

不定形體：如聚苯乙烯 ( PS )、聚氯乙烯 ( PVC )。

半結晶體：如聚乙烯 ( PE )。

一般生物可分解塑膠，為熱可塑性塑膠。

圖 1-1高分子聚合物分支圖

2

3、熱固體 ( Thermoset )：一般稱熱固性塑膠，材料在液態狀態時，期分

子呈長鏈狀排列，利用加溫加壓使其反應而固化，期分子產生交錯鏈結

( Cross Linking )現象而成堅硬狀態，固化後即使再加溫也不會使材料軟

化或熔融。如：酚甲醛、環氧樹脂。

4、彈性體 (Elastomer )：橡膠材料本身的分子呈網狀排列，但分子鏈長

且具高彎曲性，材料具高度的恢復性。

3

1-2、可分解塑膠的概念

1、光降解性塑膠( Photodegradable Plastics )：

定義：以傳統塑膠材質( PS、PP、PE、PVC 等 )加上「光敏促進劑

（感光性添加物）」以傳統的生產設備加工成製品。利用紫外線

之輻射能量，引起光敏促進劑高分子鏈斷裂的連鎖反應，促使塑

膠產生裂化。碎裂後殘留塑膠碎片，而塑膠的物性與質量不因碎

裂而改變( 塑膠仍無法分解 )。

缺點：

(1)必須曝露於陽光下方能裂解。若光降解塑膠製品被掩埋或沈於

水底，則將無法進行裂解，導致可腐化的垃圾因被無法腐化的

塑膠袋包覆而不易分解。

(2)光敏促進劑具有劇毒，進行分解反應後可能危害環境。

(3)碎裂後殘留的塑膠碎片，與不分解的塑膠物性相同。

(4)易造成使用者誤解其為「完全分解」而助長隨地丟棄，造成的

環境污染。

2、崩解性塑膠( Disintegradable Plastics )

定義：以傳統塑膠材質( PS、PP、PE、PVC 等)與澱粉( Starch )混煉

而成母粒( Master-batch )，於加工過程中以高於 70%以上的傳統塑

膠加上低於 30%以下的母粒做製品加工。藉由在製程中，以傳統

塑膠摻配澱粉及生物發酵物的成份，誘使環境普遍存在的微生物

吞噬澱粉及生物發酵物，進而達到分解消耗。崩解性塑膠中之澱

粉被微生物吞噬過程中，會使高分子基質的組織變成多孔性，導

致塑膠製品物性弱化及表面積增加，產生崩解。由於生物分解的

過程純粹是消耗澱粉及生物發酵物的生物活動，製品中殘留的塑

膠材質物性與質量不會改變，仍無法被微生物所分解。

4

缺點：

(1)由於製造技術之關係，製品中塑膠成份居高﹙約佔 70%以上，

掩埋無法完全分解、焚燒易產生有害物質，不符合環保標準與

趨勢。

(2)碎裂後殘留的塑膠微粒、碎片較不分解前更難加以蒐集處理。

(3)易造成使用者誤解其為「完全分解」而助長隨地丟棄，造成的

環境污染。

3、生物可分解塑膠( Biodegradable Plastics )

又稱生物可分解材料( Biodegradable Materials )、生物高分子聚合

物( Bio-Polymer )或綠色塑膠( Green Plastics )。

定義：

(1)由可不斷重複取得的天然資源，如微生物、植物、動物，所製成

的一種聚合物。

(2)具生物可分解的能力，生產時無毒害產生。

(3)可替代以石油為基質的傳統塑膠，可利用傳統塑膠的生產機器加

工。

(4)以 ISO14855 檢測，並取得可堆肥化的標準，為環境最友善的熱

可塑性塑膠材料。

優點：

(1)材料天然、無毒。

(2)使用任何廢棄物處理方式﹙如焚化、掩埋、回收、堆肥﹚皆不致

對環境造成任何衝擊。

(3)具有類似傳統塑膠製品之物性，使用方法相同。

(4)丟棄後，經由堆肥或掩埋即可完全分解。

◎ 分類：已商業化為主

1-3、聚酯(Polyesters)：

1、脂肪族─芳香族聚酯的嵌段分子聚合物(Aliphatic-Aromatic Polyester

Copolymers)： 5

結合 PET 優良的物性與脂肪族聚酯的生物可分解性，同時使 PET

呈現較軟易彎曲與低噪音的特性，熔點約為 200℃。依據應用的不同，

可以有 3 個脂肪族單體合併在 PET 的分子結構中，也同時造成較弱的

聚合鏈，因此使得它們容易因水解作用而分解。

加工方式：吹氣成型法(Blow molding),射出成型法(Injection

molding), 發泡(Extrusion)

美國 Dupont─Biomax

韓國 IRe Chemical─EnPol

美國 Eastman Chemical Co.─Eastar Bio copolyesters

德國 BASF─Ecoflex

2、脂肪族聚酯(Aliphatic Polyesters)

脂肪族聚酯的特性與 PE 及 PP 很類似，雖然具有生物可分解的特

性，但沒有像芳香族聚酯擁有良好的熱塑性及機械特性。可在 140~200

℃時以傳統機器加工。

加工方式：吹氣成型法(Blow molding),射出成型法(Injection

molding),發泡(foaming),擠壓(foaming)

日本 Showa Highpolymer─Bionolle

韓國 SK Chemicals─SKYGREEN

韓國 Saehan Ind.─ESLON GREEN

韓國 Samyang Co.─TRISORB

韓國 IRe Chemical─EnPol

3、聚乳酸─脂肪族聚酯的異量分子聚合物 (Polylactide Aliphatic

Polyester Copolymers) 以乳酸與其他脂肪酸以一定的比例共聚合而成的共聚合物，可

因為混合脂肪族聚酯的比例不同，可行成於類似 PS 剛性較好的材質，

與類似 PP 較柔軟的材質。可以在 200℃下以傳統機器加工。

加工方式：吹氣成型法(Blow molding),射出成型法(Injection

molding),發泡(foaming),真空成型(Vacuum forming)

日本 Dainippon Ink and Chemicals Inc.─DIC 6

4、聚己內酯(PCL, Polycaprolactone)

PCL 是一種以原油所化學合成的一種熱可塑性聚合物，雖然不

是取材於可重複取得的天然原物料，但卻是一種可完全生物可分解

的聚合物。PCL 對水、油質、溶劑與氯有很好的抵抗性。低熔點(58~60

℃)、低黏度、易加工。 是一種常用的聚胺酯，用於表面塗佈、接

著劑、合成皮與合成紡織纖維。

加工方式：吹氣成型法(Blow molding),射出成型法(Injection

molding), 發泡(Extrusion)

比利時 Solvay─CAPA

美國 Union Carbide Corp.(UCC)─Tone

日本 Daicel Chemical Ind.

5、聚羥基羧酸酯(PHA, Polyhydroxyalkanoates)、

聚羥基丁酸酯(PHB, Poly-beta-hydroxybutyrate)、

聚羥基戊酸酯(PHBV, Polyhydroxybutyrate-valerate)。

PHAs 是利用糖或油質以微生物菌發酵後再聚合而成的一種線

性聚酯，在這個族群中超過百種以上的單體可以相聯結而呈現各種

不同材料的特性，可以形成熱可塑性塑膠或彈性體，熔點在 40~180

℃之間。最常見的 PHAs 是 PHB，特性與 PP 很類似，但較堅硬易碎。

PHBV 是 PHB 的一種異量分子聚合物，硬度較差但較不易碎，通常

應用於包裝材料。

加工方式：吹氣成型法(Blow molding),射出成型法(Injection

molding), 發泡(Extrusion)

美國 Monsanto Company─BIOPOL

英國 ICI─Biopol

德國 Biomer

6、聚乳酸(PLA, Polylactide)

聚乳酸是一種以天然穀類作物為原料的聚合物。

製程如下：

7

(1)、取材於可恢復的資源(Renewable Resource)：

將玉米等穀類作物碾碎後，從中提取出澱粉，然後將澱粉製成未

精化的葡萄糖。未來技術將克服減去碾碎的過程，直接以大量的

農作物來提取原料。

(2)、發酵(Fermentation)：

以類似生產啤酒或酒精的方式來發酵葡萄糖，而葡萄糖發酵後變

成類似於食物添加用與人體肌肉組織內中的乳酸。

(3)、中間型產物(Intermediate Production)：

將乳酸單體以特殊的濃縮製程，轉變成中間型產物─減水乳酸，

為一種環狀二聚物。

(4)、聚合(Polymer Production)：

單體減水乳酸經過真空淨化，再以一種不使用溶劑的溶解製程來

完成開環的動作，使單體聚合。

(5)、聚合物修飾(Modification)：

由於聚合物分子量與結晶度的不同，可使材料特性的變化空間很

大，所以因應不同應用產品，將 PLA 做不同的修飾。

1-4、澱粉合膠(Starch-based Polymers)

以修飾澱粉與其他熱可塑性高分子混煉而成的一種膠粒，添加澱粉的

主要原因是要降低成本與加強聚合物的生物可分解的能力。

1-5、其他

1、聚醋酸乙烯酯(PVA, Polyvinyl acetate)

聚乙烯醇 PVOH(Polyvinyle alcohol)

義大利 Idroplast SpA─HYDROLENE

台灣長春石化

2、酪蛋白甲醛(Casein Formaldehyde)

8

3、醋酸纖維(Cellulose Acetate)

日本 Nippon Shokubai

4、角質(Horn)

9

1-6、生物可分解塑膠的檢測、標準與認證：

圖 1-2 可分解塑膠組織認證

10

第二章、實驗部分

2-1、原料

品名 成型品

結晶性聚乳酸(CPLA)高模溫射出

《以下簡稱樣品 A》 筷子

一般性聚乳酸(PLA)低模溫射出

《以下簡稱樣品 B》 筷子

結晶性聚乳酸(CPLA)高模溫射出

《以下簡稱樣品 C》 杯蓋

供應商:銘安科技股份有限成型品

11

2-2、實驗器材

圖 2-1、氣體供應系統 圖 2-2、試樣瓶

圖 2-3、粗秤天平 圖 2-4、環境箱

圖 2-5、精密天平 圖 2-6、篩網

12

圖 2-7、DSC 熱分析儀

13

2-3、檢測方法

本專題研究是參考“中華民國國家標準 CNS14432『塑膠材料在控

制堆肥環境下最終好氧生物分解度及崩解性測定法』”利用此測定法來

進行研究。

因為此原料通過 ok compost 測試證實可以被分解，因此本實驗不

做生物分解度之CO2釋放測定，僅針對成品成品之崩解速度做研究。

委託邦泰複材股份公司使用 ASTMD648『塑料熱變形溫度試驗方

法』來檢測樣品 A 及樣品 B 的熱變形溫度。並以 DSC 熱分析儀觀察

樣品之熔化熱與玻璃轉移點(Tg)。

本次實驗所使用之崩解試樣為 CPLA 耐熱枝筷子簡稱樣品 A、不

耐熱 PLA 筷子簡稱樣品 B、CPLA 耐熱杯蓋簡稱樣品 C、PBS BB 彈簡

稱樣品 D。

14

2-4、實驗步驟

2-4-1 產品對耐熱性能與結晶度之探討

1、DSC 熱分析儀之操作步驟

(1)開電腦 開氮氣, 出口壓力 15~20 psi

(2)開 DSC 電源,約兩分鐘後,Ready 燈亮或 LCD 螢幕出現 TA 圖樣

(3)執行 Instrument Explorer

(4)點選 DSC 圖示,開啟連線控制視窗

(5)執行 Control \ Go to standby temperature,讓 DSC 升溫到 30 度

(6)開啟 RCS 電源開關,將下方開關撥到 Manual.

(7)約五六分鐘後,Cooling 綠燈亮,RCS 開始冷卻降溫

(8)執行開機烘乾 CELL 的除水氣程序

(9)Equilibrate at 300°C Isothermal for 30min (10)完成後便可正常做實驗

2、操作條件

(1)將待測樣品與空白樣品盤，分別置入樣品槽中。

(2)設定起始溫度為 30℃，並持溫度五分鐘後，以每分鐘 10℃升溫至

200℃。

(3)持溫度 1 分鐘

(4)以每分鐘下降 10℃降溫至 30℃

(5)觀察曲線其升降溫是否有明顯玻璃轉移點(Tg)變化。

15

2-4-2 分解度之探討

1、CPLA對分解度之探討

(1)將濕度為50﹪～60﹪之堆肥取600g共需4份，分別放入堆肥罐中，

再將各樣品秤重各100g，放入先前的堆肥罐中，將4個堆肥罐置

入環境箱內，各別通入空氣，烘箱溫度設定在58℃。

(2)在實驗過程中每7～10天必須翻堆一次及補充水分，避免通道阻塞，

造成氣體無法輸送至試樣，使試樣分解不均勻的情形發生。

(3)12週後利用2mm孔徑之篩網過篩並計算其過篩率。

2、野外環境對BB彈分解度之探討

(1)樣品D以模擬野外環境所以放置到校園陽光曝曬之土壤中。

(2)樣品D每7～10天取5顆進行秤重並紀錄數據。

16

圖 2-8高分子材料分解度測試裝置

2-5、實驗裝置圖

依據國家標準 CNS14432 規範中所描述之實驗裝置，如下圖

圖表說明：

（1）空氣

（2）不含CO2之空氣

（3）排放空氣

（4）頂部空氣

（5）試驗混合物 (含堆肥、樣品、水。)

（6）氫氧化鈉溶液

（7）CO2去除系統

（8）堆肥容器

（9）CO2吸收容器

(10) CO2滴定檢測系統

17

第三章、結果與討論

圖 3-1 樣品 A的 DSC升降溫曲線圖

18

圖 3-2 樣品 B的 DSC升降溫曲線圖

19

3-1、熱變形溫度、熔化熱、玻璃轉移點之討論

表 3-1、結晶性 CPLA 筷子(樣品 A)與一般性 PLA 筷子(樣品 B)之熱變形

溫度與熔化熱跟玻璃轉移點

表 3-1 為結晶性 CPLA 及一般性 PLA 之熱變形溫度、熔化熱與玻璃轉

移點，觀察熔點的積分面積可得知樣品 A 與樣品 B 之熔化熱分別為

26.98J/g 與 22.94J/g。

可明顯看出 CPLA 熱模射出的樣品其結晶度比 PLA 低模溫樣品高

17.6%[(26.98-22.94)/22.94=17.6%]。

而低模溫射出的 PLA 在 58℃時有明顯的玻璃轉移點所以樣品在 58

℃時會明顯的軟化而不耐熱。由樣品 A 的 DSC 升降溫曲線圖可知高

模溫射出的樣品其 TG 變得較不明顯，顯示在 58℃樣品不會有明顯

的軟化現象。對耐熱有明顯的改善，使得樣品 A 之 HDT 可達 100

℃，優於樣品 B 之 60.5℃。

樣品 熱變形溫度(℃) 熔化熱(結晶熱 J/g) 玻璃轉移點℃

樣品 A 100 26.98 不明顯

樣品 B 60.5 22.94 58

20

3-2、分解度的觀察

3-2-1、樣品 A(CPLA 高模溫射出成型品筷子)

第一週

第五週

第九週

第二週

第六週

第十週

第三週

第七週

第十一週

第四週

第八週

第十二週

崩解前

崩解後

(過篩)

圖 3-3樣品 A ( CPLA高模溫射出成型品筷子 )

21

3-2-2、樣品 B(PLA 低模溫射出成型品筷子)

第一週

第五週

第九週

第二週

第六週

第十週

第三週

第七週

第十一週

第四週

第八週

第十二週

崩解前

崩解後

(過篩)

圖 3-4樣品 B (PLA低模溫射出成型品筷子)

22

3-2-3、樣品 C(CPLA 高模溫射出成型品杯蓋)

第一週

第五週

第九週

第二週

第六週

第十週

第三週

第七週

第十一週

第四週

第八週

第十二週

崩解前

崩解後

(過篩)

圖 3-5樣品 C (CPLA高模溫射出成型品杯蓋)

23

3-2、分解度之觀察結論

3-2-1、樣品 A(CPLA 高模溫射出成型品筷子)

週期 CPLA 高模溫射出成型品筷子(樣品 A)狀態

第一週 樣品 A 沒有變化

第二週 樣品 A 沒有變化

第三週 樣品 A 沒有變化

第四週 樣品 A 仍然沒有變化，但表面有些許發霉

第五週 樣品 A 沒有變化，表面幾乎都發霉

第六週 樣品 A 土壤表面發霉，但樣品 A 沒有明顯的崩解現象

第七週 樣品 A 土壤表面依然有發霉，土壤中的少部分樣品 A 開始

有崩解的現象。

第八週 樣品 A 土壤表面依然有黴菌，翻攪樣品 A 有明顯的逐漸崩

解現象。

第九週 表面開始乾燥並減少黴菌，翻攪土壤中的樣品小於 0.5cm

，明顯發現數量變少，有些許部分已經分解在土壤中。

第十週 樣品 A 已經大量分解在土壤裡面，但還是有部分尚未分解

第十一週 在翻攪土壤過程，80%以上的樣品 A 已經分解於土壤裡面。

第十二週 目視樣品 A 幾乎看不到了，只剩餘少量的殘餘，必須翻攪

土壤才可看到。

24

3-2-2、樣品 B(PLA 低模溫射出成型品筷子)

週期 PLA 低模溫射出成型品筷子(樣品 B)狀態

第一週 樣品 B 沒有變化

第二週 樣品 B 沒有變化

第三週 樣品 B 沒有變化

第四週 樣品 B 仍然沒有變化，但表面有些許發霉

第五週 樣品 B 有一部分開始裂解，用手摸會有粉末落下。表面部

分發霉。

第六週 表面明顯佈滿黴菌，再翻攪泥土的過程中，發現有少部分

白色粉末，樣品 B 有小部分再裂解。

第七週 表面依然佈滿了黴菌，樣品 B 有明顯的崩解現象。

第八週 表面的發霉現象，慢慢減少。土壤中的樣品 B 大份部開始

崩解呈白色粉末狀。

第九週 表面剩下少部分發霉，在翻攪泥土過程中，有許多白色粉

末佈滿在土壤裡面。

第十週 表面幾乎沒有黴菌，樣品 B 幾乎都有崩解現象。

第十一週 在翻攪土壤過程，目視 90%以上的樣品 A 分解於土壤裡面。

第十二週 目視樣品 B 已經崩解於土壤中，清楚看見粉末散佈在土壤。

25

3-2-3、樣品 C (CPLA 高模溫射出成型品杯蓋)

週期 樣品 C (CPLA 高模溫射出成型品杯蓋)

第一週 樣品 C 沒有變化。

第二週 樣品 C 沒有變化。

第三週 樣品 C 用手碰觸略為有脆度。

第四週 表面有部分發霉，樣品 C 變脆。

第五週 表面有發霉，但沒有明顯的分解現象。

第六週 表面有發霉，在翻攪土壤過程中，有些許的樣品 C 出現分

解現象。

第七週 在翻攪土壤中的樣品 C 有明顯的分解現象。

第八週 表面有明顯的發霉，樣品 C 開始分解，體積變小。

第九週 表面佈滿黴菌，少部分樣品 C 已經分解成小碎片散佈於土

壤中。

第十週 表面幾乎佈滿黴菌，樣品 C 大份部已開始出現分解現象，

出現大量粉末。

第十一週 表面的黴菌越來越多，分解出許多白色粉末。

第十二週 表面黴菌有減少的現象，目視樣品 C 已經全部分解於土壤

之中。

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3-3、樣品分解率之比較

表 3-2、樣品經 12 週堆肥後各樣品的過篩率

3-3-1 樣品 A 與樣品 B 之結晶性對分解行為比較 觀察 3-2-1 與 3-2-2 之分解過程照片，可以發現樣品 A 與 B 均於第四

週長出黴菌，黴菌量隨著時間增加而增加，於第六週時，兩者之黴菌量

達最高峰。

樣 A 之黴菌量於第七週後逐漸減少，至第九週後幾乎消失不見；樣

品 B 之黴菌量並未 隨著培養週數而明顯減少直至第十二週。由此可知

CPLA 中之結晶區會使黴菌生長受限。

進而比較兩者 12週後之過篩率，樣品B達 98.4%高於樣品A之 92%，

由此而知 CPLA 結晶區會抑制樣品分解的進行。

3-3-2 厚度對 CPLA 樣品之分解度的比較 觀察 3-2-1，3-2-3 之分解過程之照片，可明顯看出樣品 C 之 CPLA

杯蓋，黴菌亦於第四週後出現，黴菌量隨著培養週數越來越多。

且於第六週已明顯變脆出現分解現象，進一步觀察 11 週時照片，發

現樣品 A 約有 80%分解於出培養土壤中，樣品 C 幾乎已轉成粉末狀，

分散於培養土攘中。

由此可知，CPLA 薄殼樣品的分解速率明顯較 CPLA 筷子高，經 12

週後之過篩率，樣品 A 與樣品 C 分別為 92%與 98.7%，故同成分之較厚

產品確實會延長分解時間。

樣品代號 過篩率(%)

樣品 A 92

樣品 B 98.4

樣品 C 98.7

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第四章、結論 1、一般在使用筷子夾食物時，時問溫度最高不會超過 70℃，由以上

得知，在日常生活中使用高模溫射出的筷子已經非常合適。

2、表 3-5 為樣品經 12 週堆肥後各樣品的過篩率比較，可明顯看出高

模溫射出成型體的過篩率 92%比低模溫射出成型品的過篩率 98.4%

低，相較之下低了 6.95%表示說結晶度越高它的分解速度就會越

低。

3、樣品A的厚度為8.7mm樣品C的厚度為0.33mm，兩者相差8.37mm，

由表 3-5 可以看出樣品 A的過篩率為 92%，樣品 C 的過篩率為 98.7%

相較之下低了 7.28%，由此可知，樣品的厚度越厚則分解速度就會

越低。

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參考文獻

1. 經濟部台灣環保產業國內可堆肥化材料檢測技術發展現況，中華

民國93年 第24期，作者翁豐嶽研究員、陳盈州助理研究員、劉照國

助理研究員、林玉寶副研究員、林畢修平專案主持人。

2. 中華民國環保生物可分解材料協會

http://www.ebpa.org.tw 3. 塑膠工業技術發展中心，

http://www.pidc.org.tw/zh-tw/div1/12/pages/p120019.aspx 4. 圖解生物可分解塑膠，作者 黃建銘 博士

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致謝摘要目錄圖目錄表目錄第一章、緒論1-1、高分子聚合物 ( High Polymer )的分類1-2、可分解塑膠的概念1-3、聚酯(Polyesters)：1-4、澱粉合膠(Starch-based Polymers)1-5、其他1-6、生物可分解塑膠的檢測、標準與認證：

第二章、實驗部分2-1、原料2-2、實驗器材2-3、檢測方法2-4、實驗步驟2-4-1產品對耐熱性能與結晶度之探討2-4-2分解度之探討

2-5、實驗裝置圖

第三章、結果與討論3-1、熱變形溫度、熔化熱、玻璃轉移點之討論3-2、分解度的觀察3-2-1、樣品A(CPLA高模溫射出成型品筷子)3-2-2、樣品B(PLA低模溫射出成型品筷子)3-2-3、樣品C(CPLA高模溫射出成型品杯蓋)

3-2、分解度之觀察結論3-2-1、樣品A(CPLA高模溫射出成型品筷子)3-2-2、樣品B(PLA低模溫射出成型品筷子)3-2-3、樣品C (CPLA高模溫射出成型品杯蓋)

3-3、樣品分解率之比較3-3-1樣品A與樣品B之結晶性對分解行為比較3-3-2厚度對CPLA樣品之分解度的比較

第四章、結論

參考文獻