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PLA對PBAT改性
聚對苯二甲酸–己二酸–丁二酯(PBAT)是一種新型可生物降解共聚酯,目前,針對PBAT共混改性的研究多集中在利用淀粉以及塑化淀粉填充改性PBAT等方面。但加入塑化淀粉會較大程度降低PBAT材料的拉伸強度和模量。
聚乳酸(淀粉可降解塑料母粒)則是另一種應用廣泛的可生物降解聚合物樹脂,和PBAT具有完全相反的力學性能,因此,利用共混法將兩者制成共混物是性能互補的有效手段,且所得共混材料和制品具有完全的可生物降解性。
目前,利用柔性PBAT對淀粉可降解塑料母粒基體進行增韌改性的研究報道較多,而利用高強度PLA對PBAT樹脂進行增強改性的研究報道很少。
相關研究顯示,加入PLA能夠較好地提高PBAT的拉伸屈服強度,但其斷裂伸長率卻大幅度降低。這是由于兩者的相容性不佳,導致相界面脫粘所致。
PLA(聚乳酸)吹膜工藝
淀粉可降解塑料母粒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不到的高強度、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)受到社會的重視。
淀粉可降解塑料母粒但是由于PLA熔體強度低,不能吹塑成膜或成膜困難;韌性差、常溫下呈脆性;結晶度低、耐熱性差等這些缺陷,導致其無法滿足薄膜的使用要求。
針對淀粉可降解塑料母粒這三大缺陷,通過擴鏈改性來提高熔體強度,進而提高其成膜性;通過增韌改性來提高其柔韌性,進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晶度及耐熱性。
吹塑薄膜成膜需要較大的烙體強度,應選擇流動性差即熔體流動速率低的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性能上互補,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。
生物降解塑料優(yōu)勢
1. 可淀粉可降解塑料母粒減少了二氧化碳排放量
如今,我們生產(chǎn)的塑料垃圾比人類歷比以往任何時候都多。這些垃圾正在進入我們的海洋,甚至污染我們的飲用水??茖W家估計,到2050年,海洋中的廢塑料可能會比魚類多,而到那時候自來水中含有的微塑料將高達80%。巴斯大學的研究人員已經(jīng)制造出一種只使用糖和二氧化碳的塑料,從而使聚碳酸酯生產(chǎn)不再需要石油化學制品和精煉所需的二氧化碳排放量。像這樣的塑料會自然分解,只會把產(chǎn)生這些塑料的氣體排放回原來的環(huán)境中。
2. 可淀粉可降解塑料母??山档蜏厥覛怏w排放水平
當使用可生物降解塑料而不是傳統(tǒng)塑料產(chǎn)品時,那么更少的溫室氣體排放到大氣中。我們每年消耗超過1億噸塑料,這意味著5:1的標準生產(chǎn)比例表明,這個行業(yè)每年產(chǎn)生5億噸二氧化碳進入我們的大氣層。這個數(shù)字相當于每年1 900萬輛汽車的排放量。
如果我們每年回收塑料,那么僅我們的凈碳節(jié)約就會高達30%,而有的研究人員認為可以高達80%。改用可生物降解塑料將有助于進一步減少該行業(yè)產(chǎn)生的溫室氣體排放,盡管實現(xiàn)這一轉變將需要的財政成本。
3. 可生物降解塑料被天然存在的細菌分解
塑料形成后,傳統(tǒng)產(chǎn)品將保存其碳。當你處置它們,它們開始以某種方式分解,然后氣體被釋放到大氣中。由于可生物降解塑料在制造過程中并不總是需要 CO2,因此在分解過程中可能永遠不會出現(xiàn)溫室氣體釋放。當它們開始在環(huán)境中分解時,土壤中的細菌開始消耗這些成分。這樣一來,我們需要管理的垃圾就更少了,每個生物群落的污染可能性也就降低了。
降解材料PBAT市場將如何演變
隨著成本及價格下降,淀粉可降解塑料母粒PBAT 市場有望增長近百倍,市場規(guī)模有望增長至 435 億元??紤]到 PBAT 的實用性和生物降解性,未來若 PBAT 成本及價格 下降至與 PE 基本持平,或較 PE 僅高出 10%左右,PBAT 將具備一定的市場替代能力。2019 年我國塑料薄膜需求量約 1542 萬噸,以對塑料薄膜市場 25% 滲透率計算,PBAT 市場增長空間近百倍,市場規(guī)模有望增長至 435 億元。
隨著成本及價格下降,PBAT 市場有望增長近百倍,市場規(guī)模有望增長至 435 億元??紤]到 PBAT 的實用性和生物降解性,未來若 PBAT 成本及價格 下降至與 PE 基本持平,或較 PE 僅高出 10%左右,PBAT 將具備一定的市場替代能力。2019 年我國塑料薄膜需求量約 1542 萬噸,以對塑料薄膜市場 25% 滲透率計算,PBAT 市場增長空間近百倍,市場規(guī)模有望增長至 435 億元。