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為什么要對(duì)PLA進(jìn)行改性?
因?yàn)樯锝到庾⑺芰螾LA由于自身存在一些缺陷,從而影響了其加工性能和應(yīng)用,主要缺陷有:自身強(qiáng)度不高、脆性、阻透性差、耐熱性差等。
具有較高的拉伸強(qiáng)度、壓縮模量,但質(zhì)硬而韌性較差,缺乏柔性和彈性,極易彎曲變形;
另外,生物降解注塑料PLA的化學(xué)結(jié)構(gòu)缺乏反應(yīng)性官能團(tuán),也不具有親水性,降解速度需要控制,因此有必要對(duì)生物降解注塑料PLA進(jìn)行改性。
PLA的應(yīng)用領(lǐng)域
生物降解注塑料具有優(yōu)異的機(jī)械加工和生物降解性能,可勝任大部分合成塑料的用途,廢棄后能完全降解,分解成二氧化碳和水,對(duì)環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生污染,可代替部分石油基產(chǎn)品。
生物降解注塑料迎合了21世紀(jì)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的要求,被產(chǎn)業(yè)界認(rèn)定為新世紀(jì)發(fā)展前景的新型“生態(tài)材料”。生物降解注塑料產(chǎn)品有利于解決傳統(tǒng)的塑料包裝材料造成的“白色”污染和減少對(duì)石油資源的依賴。
目前海正生物降解注塑料產(chǎn)品主要以純聚乳酸樹脂和改性聚乳酸樹脂為主,可廣泛地應(yīng)用在食品包裝領(lǐng)域,包括冷飲杯、水果包裝盒、沙拉盤、水果碟、雞蛋托、杯蓋、餐盒等吸塑產(chǎn)品。
淀粉基生物降解塑料
生物降解注塑料中的淀粉是一種高分子碳水化合物,由葡萄糖分子聚合而成,具有來源豐富、價(jià)格低廉、可再生且可完全降解等優(yōu)點(diǎn)。
淀粉屬于高度結(jié)晶的一種化合物,分子之間靠很強(qiáng)的氫鍵連接,未改性淀粉的糖苷鍵一般在150℃左右發(fā)生斷裂,所以淀粉的熔融溫度基本高于其分解溫度。普通淀粉的粒徑約為25μm,既可以作為一種填料制備可降解塑料,也可以改性后制備可降解塑料。
世界上篇關(guān)于淀粉可降解塑料的是由英國研究者Griffin發(fā)明的,自此淀粉基塑料研究的大門被打開。德國巴特爾研究所將青豌豆品種進(jìn)行改性,研制出很高含量的直鏈淀粉,可以用傳統(tǒng)的方法直接加工成型,得到了可以替代聚(PVC)的透明、柔軟、可完全降解的薄膜。該項(xiàng)禁令豁免醫(yī)院、酒吧和餐館向殘疾人或有需求的人提供塑料吸管。
PLA(聚乳酸)吹膜工藝
生物降解注塑料不僅具有全生物降解性、無毒性和良好的生物相容性,而且具有普通塑料薄膜所達(dá)不到的高強(qiáng)度、高模量、高透明度和良好的透氣性能,所以聚乳酸薄膜越發(fā)受到社會(huì)的重視。
生物降解注塑料但是由于PLA熔體強(qiáng)度低,不能吹塑成膜或成膜困難;韌性差、常溫下呈脆性;結(jié)晶度低、耐熱性差等這些缺陷,導(dǎo)致其無法滿足薄膜的使用要求。
針對(duì)生物降解注塑料這三大缺陷,通過擴(kuò)鏈改性來提高熔體強(qiáng)度,進(jìn)而提高其成膜性;通過增韌改性來提高其柔韌性,進(jìn)而成功制備柔韌性較好吹塑薄膜;通過滑石粉(Talc)共混改性來提高其結(jié)晶度及耐熱性。
吹塑薄膜成膜需要較大的烙體強(qiáng)度,應(yīng)選擇流動(dòng)性差即熔體流動(dòng)速率低的PLA。
PBSA也是全生物降解型熱塑性脂肪族聚醋,其具有良好的柔韌性、髙的耐沖擊性和可加工性。
將PLA和PBSA共混,理論上兩種聚合物可在力學(xué)性能上互補(bǔ),得到綜合性能優(yōu)異的生物降解高分子材料。利用PEG做為増塑劑提高PLA薄膜的柔韌性。