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干货 | 为啥PBAT/PLA是可降解塑料袋的首选

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7302021-01-21 收藏

随着塑料污染的加剧,全球各国纷纷推出更加严格的限塑令,可降解塑料袋一夜之间占据了各大超市和购物中心,塑联网观察发现,这些可降解塑料袋的品种几乎全都是PBAT/PLA复合材料。那么PBAT/PLA比起其他品种究竟有什么优势呢?

 可降解塑料的品种 

市面上的可降解塑料有:PLA、PBAT、PCL、PBS、淀粉、PHA、PPC等品种,其中产量最高、性价比高、应用广泛的是PLA和PBAT,其他材料因加工工艺和成本的限制目前研究较少。

 PBAT 


降解塑料


聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)是一种生物降解塑料,是性能最适于替代传统塑料包装袋、农膜、一次性用具的可降解塑料。

【优点】

PBAT的降解周期很短,拥有良好的耐热性、抗冲击性、延展性和断裂伸长率,加工方法也与传统LDPE相似。

【缺点】PBAT最大的问题就是开口性差,且成本较高。

PLA 

聚乳酸(PLA)可以使用植物(如玉米、木薯等)作原料合成的可降解材料。具有良好的生物相容性,很容易被降解。PLA是目前应用范围最广的可降解材料。可制作膜袋、餐具、医疗用具、3D打印材料等。


降解塑料 

【优点】

PLA是高强度、力学性能优良的材料,同时兼有良好的光泽度、透明度、手感还有一定的抑菌性。在部分领域可以替代PC、PBT等工程塑料。

【缺点】

PLA韧性差、脆性大、耐冲击性差、降解周期长。且加工条件复杂,耐热性较差,60℃左右就可能变软。

由以上可见,PBAT质地软、延展性强、降解周期短;PLA质地脆、韧性差、降解周期长,因此把两者混合使用,是一种极好的协同改善性能的方法。


降解塑料

 

 PBAT/PLA材料介绍 

【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】

PLA与PBAT有着互补的性能,因此必然存在综合性能最好的质量比。

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。


降解塑料


【降解性能】

材料降解初期的反应是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。PLA分子易被水分攻入发生内部降解,因此PLA含量越高,材料降解速度越快。

来源:工程塑料圈子,如侵删

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