為啥PBAT/PLA是可降解塑料袋的首選?

欄目:可降解塑料袋百科 發(fā)布時(shí)間:2021-01-28 來(lái)源: 聚乳酸PLA寶典 瀏覽量: 6535
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隨著(zhù)“白色污染”污染的加劇,全球各國紛紛推出更加嚴格的限塑令,可降解塑料袋占據了各大超市和購物中心,細心觀(guān)察便會(huì )發(fā)現,這些可降解塑料袋的品種幾乎全都是PBAT+PLA+St。那么PBAT+PLA+St究竟有什么優(yōu)勢呢?



01

淀粉



淀粉廣泛的分布于水果或植物果實(shí)、根蒂或葉片當中。全世界每年有高達數億噸的淀粉產(chǎn)量,是眾多可再生且可生物降解的資源當中的一種,有著(zhù)來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉的優(yōu)勢。但由于天然淀粉因具有微晶結構及粒狀結構,不具有熱塑加工性能,需被改造為熱塑性淀粉,從而具有熱塑加工性能。


支鏈淀粉結構



直鏈淀粉結構



02

PBAT



聚己二酸/對苯二甲酸丁二脂(PBAT)是其中備受關(guān)注的一類(lèi)可降解聚酯,既具有PBT聚酯良好的力學(xué)性能,又兼具脂肪族聚酯良好的拉伸性和延展性,還可以在自然條件下降解為水和二氧化碳。


但該材料的價(jià)格較高,限制了其在市場(chǎng)中的應用;因此,其價(jià)格低廉、可降解的淀粉與PBAT共混就是最好的選擇



03

PLA



PLA(polylactic acid)也稱(chēng)為聚乳酸,聚乳酸的生產(chǎn)過(guò)程無(wú)污染,而且產(chǎn)品可以生物降解,實(shí)現在自然界中的循環(huán),因此是理想的綠色高分子材料,是生物基生物降解塑料的代表之一。


但是在現實(shí)應用中也存在很多不足:  PLA 的韌性比較差,缺少彈性以及柔性,質(zhì)地硬而且脆性大,溶體強度相對較低,結晶速率過(guò)慢等,上述缺陷限制了其在很多方面的應用。


PLA 的化學(xué)結構中含有大量的酯鍵,導致其親水性差,降解速率需要控制等。而且 PLA 價(jià)格較高,增加了原料成本,也限制了其在商業(yè)上的推廣。因此,針對以上諸多缺點(diǎn),對 PLA 進(jìn)行改性。


PBAT質(zhì)地軟、延展性強、降解周期短;PLA質(zhì)地脆、韌性差、降解周期長(cháng),因此把兩者混合使用,是一種極好的協(xié)同改善性能的方法。



04

PBAT/PLA材料介紹


【相容性】

PBAT與PLA的熔融共混是一種物理改性手法,其要點(diǎn)就是要求兩者相容性好。但PBAT與PLA的溶解度差異較大,因此相容性差,很難混合均勻。

改善PBAT與PLA的相容性就是首要問(wèn)題。需要在共混加工過(guò)程中加入一種或多種增容劑,提高PBAT、PLA界面的粘合力。常用的增容劑有:增塑劑、反應性增容劑、韌性高分子聚合物。

【力學(xué)性能】


PLA與PBAT有著(zhù)互補的性能,因此必然存在綜合性能最好的質(zhì)量比。

1、 PLA比例升高至40%為節點(diǎn),材料拉伸強度先減小后增大,斷裂伸長(cháng)率先是大幅度下降,隨后保持平穩。

2、 如果PLA含量大于70%則材料脆性過(guò)強無(wú)法吹塑成膜。因此PLA與PBAT的比例應根據添加劑情況維持在1:1左右。


【降解性能】

材料降解初期的反應是水分子進(jìn)入發(fā)生水解反應。如果是單獨的PBAT材料,由于分子結構存在剛性酯鍵,水分子難以進(jìn)入因此不易降解。而PLA分子易被水分攻入發(fā)生內部降解,因此PLA含量越高,材料降解速度越快。


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