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可降解塑料袋为什么都是PBAT+PLA?

作者:印觉环保时间:2023-08-07 09:59:41次浏览

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可降解塑料袋为什么都是PBAT+PLA?

限塑令的逐步推行,各大商超积极响应国家政策,纷纷替换了符合限塑令政策的可降解塑料袋。但不知大家有没有观察到,在可降解塑料袋的配方中,几乎都能见到PBAT+PLA,这种体系在做袋子上面有何种优势呢?


01 淀粉

淀粉广泛分布于水果或植物果实、根蒂或叶片当中,全世界每年有高达数亿吨的淀粉产量,是众多可再生且可生物降解的资源当中的一种,有着来源广泛、价格低廉的优势。但由于天然淀粉因具有微晶结构及粒状结构,不具有热塑加工性能,需被改造为热塑性淀粉,从而具有热塑加工性能。

可降解塑料袋为什么都是PBAT+PLA?(图1)

链淀粉结构

可降解塑料袋为什么都是PBAT+PLA?(图2)

直链淀粉结构

02 PBAT 聚己二

但是在现实应用中也存在很多不足∶ PLA 的韧性比较差,缺少弹性以及柔性,质地硬而且脆性大,溶体强度相对较低,结晶速率过慢等,上述缺陷限制了其在很多方面的应用。

酸/对苯二甲酸丁二脂(PBAT)是其中备受关注的一类可降解聚酯,既具有PBT聚酯良好的力学性能,又兼具脂肪族聚酯良好的拉伸性和延展性,此外,还具有优良的生物降解性,可以在自然条件下降解为水和二氧化碳,是生物降解塑料研究中非常活跃和市场应用最好降解材料之一。

可降解塑料袋为什么都是PBAT+PLA?(图3)

该材料的价格较高,限制了其在市场中的应用。但基于禁塑令的影响,可降解塑料行业已经进入了爆发期,其中最具潜力放量的品种之一就是PBAT,主要原因一是国内已经掌握了成熟的PBAT生产技术和设备,二是我国拥有比较充足的PBAT原料产能。


03 PLA


PLA也称为聚乳酸,聚乳酸的生产过程无污染,而且产品可以生物降解,实现在自然界中的循环,因此是理想的绿色高分子材料,是生物基生物降解塑料的代表之一。

可降解塑料袋为什么都是PBAT+PLA?(图4)

但是在现实应用中也存在很多不足∶ PLA 的韧性比较差,缺少弹性以及柔性,质地硬而且脆性大,溶体强度相对较低,结晶速率过慢等,上述缺陷限制了其在很多方面的应用。

PLA 的化学结构中含有大量的酯键,导致其亲水性差,降解速率需要控制等。而且 PLA 价格较高,增加了原料成本,也限制了其在商业上的推广。

04 PLA与PBAT互补

【相容性】

PBAT与PLA的熔融共混是一种物理改性手法,其要点就是要求两者相容性好。但PBAT与PLA的溶解度差异较大,因此相容性差,很难混合均匀。改善PBAT与PLA的相容性就是首要问题。需要在共混加工过程中加入一种或多种增容剂,提高PBAT、PLA界面的粘合力。常用的增容剂有∶增塑剂、反应性增容剂、韧性高分子聚合物。

【力学性能】

可降解塑料袋为什么都是PBAT+PLA?(图5)

PLA与PBAT有着互补的性能,因此必然存在综合性能好的质量比。

1、PLA比例升高至40%为节点,材料拉伸强度先减小后增大,断裂伸长率先是大幅度下降,随后保持平稳。

2、如果PLA含量大于70%则材料脆性过强无法吹塑成膜。因此PLA与PBAT的比例应根据添加剂情况维持在1∶1左右。

【降解性能】

生物降解材料在降解初期,水分子进入发生水解反应。如果是单独的PBAT材料,由于分子结构存在刚性酯键,水分子难以进入因此不易降解。而PLA分子易被水分子攻入发生内部降解,因此PLA含量越高,材料降解速度越快。


淀粉基塑料性能缺陷较大,使用范围受限,但由于价格便宜,得到广泛使用。随着 PLA 和 PBAT 技术逐步成熟,成本不断下降,加上产能扩张,未来可降解塑料主要增长点将集中在 PLA 和 PBAT。而淀粉基材料将成为 PLA、PBAT 等塑料的填充物,起到降低成本的作用。


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