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全降解為什么添加偶聯(lián)劑
餐具可降解原料為了提高塑料的某些性能并降低產品成本,有效的辦法是填充改性,即在聚合物中添加大量廉價的無機填料。
由于無機填料與有機架合物之間在化學結構和物理形態(tài)上的顯著差異,缺乏親和性往往會導致復合塑料的力學性能和加工性能等受到不良的影響,偶聯(lián)劑的應用可以解決這些問題。
偶聯(lián)劑也稱為表面改性劑,它是一種增強無機填料與有機聚合物之間親和力的有機化合物。一般由兩部分組成:一部分是親無機基團,可與無機填充劑或增強材料作用;另一部分是親有機基團,可與合成樹脂作用。
采用偶聯(lián)劑對無機填料表面進行物理化學處理,可以使其親水性表面變成親油性,達到與聚合物的緊密結合。我們每年消耗超過1億噸塑料,這意味著5:1的標準生產比例表明,這個行業(yè)每年產生5億噸二氧化碳進入我們的大氣層。改善了填料與聚合物之間的相容性,在塑料加工過程中降低合成樹脂熔體的粘度,改善填充劑的分散度以提高加工性能,進而有利于改進塑料的力學性能、加工性能和之品質量,用量一般為填充劑用量的0.5~2%
可降解塑料面臨的挑戰(zhàn)國內
1)成本較高,雖然近幾年隨著產能規(guī)模的擴大,價格已有下降,但平均價格仍是傳統(tǒng)塑料的2 ~ 3倍(淀粉基塑料除外);2)生物降解塑料的降解需要一定的微生物環(huán)境,因此對其回收及回收后如何堆肥也是需要考慮的一個重要問題;3)餐具可降解原料的性能與傳統(tǒng)石油基塑料相比還有差距,大部分性能不如石油基塑料(除PBS,PBTA);4)很多生物基降解塑料的原料來源是玉米、木薯等,需要考慮“吃”和“用”的平衡問題;(可參考1噸PLA要消耗2.5噸玉米,發(fā)展PLA真的糟蹋糧食嗎?一文)總而言之,PLA的發(fā)展面臨著擴大產能、乳酸的玉米為主原料來源的道德問題及其價格波動等諸多挑戰(zhàn);PBAT也面臨著石油的非生物質資源來源問題、未來石油價格波動問題、應用場景較窄、以及降解產物風險評估等問題。擠出機各段溫度設定為120~210℃,擠出機電機轉速為150rpm。這些問題需要學術界與產業(yè)界攜手攻關、共同探索,找到解決以上問題的途徑與方案。
完全生物降解材料微生物發(fā)酵法
餐具可降解原料中微生物發(fā)酵法是指以有機物為碳源,通過微生物發(fā)酵而得到的生物降解材料,主要是以聚羥基脂肪酸酯類為主。(3)熔體壓力或溫度過高或波動太大,這樣造成擠出熔流不穩(wěn),影響厚度不均,可調解溫度,擠出速度改善。聚烴基脂肪酸脂(PHA)是由很多細菌合成的一種細胞內聚酯,具有生物可降解性、生物相容性和可食用性等許多優(yōu)良性能。在生物醫(yī)學材料、組織工程材料、緩釋材料、電學材料以及包裝材料等方面發(fā)揮了重要的作用。
美國寶潔公司先已開發(fā)成功作為縫合線、無紡布和各種包裝用材料的PHA系列產品及其多種應用。目前PHA在全球的研究主要集中在利用其生物可降解性、生物相容性等特征,開發(fā)在、制藥、電子等高附加值領域的用途。