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發布時間:2020-12-05 12:57  
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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(熱熔級可降解塑料)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對熱熔級可降解塑料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。
可降解塑料面臨的挑戰
主要體現在性能和成本以及產量上。對于可降解塑料的適用領域而言,性能不是瓶頸,成本是制約可降解塑料市場化替代傳統塑料的主要因素。除了淀粉基塑料外,其他可降解塑料的平均售價均為傳統塑料的1.5~4倍。這主要是因為可降解塑料的生產工藝上更加復雜,需要使用昂貴的天然生物分子進行聚合,無形地拉高生產成本。在對于成本和性能敏感的領域,傳統塑料在體量、價格和綜合性能上仍然保持著優勢,短期之內的地位依舊牢固。可降解塑料主要替代的是一類政策驅動下的,對價格敏感度相對較低的傳統塑料領域。目前,常見的石油基塑料有PP和PE。2016年全球塑料產量達到3.35億噸,2017年達到3.48億噸,而且還在不斷增長。可生物降解塑料僅占塑料年產量約3.35億噸的0.5%,預計2023年將增加到約262萬噸。雖然可生物降解塑料的產量仍在增加,但對于解決全球塑料環境積累的問題來說,這不過是滄海一粟。全球可降解塑料企業數量較多,生產的產品種類也具有很大的差異化,市場分散度較高。目前,全球可降解塑料總產能達到136.2萬噸,但單家公司的產能都較小,大部分公司的產能都不足5萬噸。截止2019年,全球PLA產能Natureworks公司的可降解塑料產能為15萬噸,全球市占率為11.0%;淀粉基塑料產能Novamont公司的熱熔級可降解塑料產能為15萬噸,全球市占率為11.0%;PBAT產能BASF公司的可降解塑料產能為7.4萬噸,全球市占率為5.4%;
完全生物降解材料微生物發酵法
熱熔級可降解塑料中微生物發酵法是指以有機物為碳源,通過微生物發酵而得到的生物降解材料,主要是以聚羥基脂肪酸酯類為主。聚烴基脂肪酸脂(PHA)是由很多細菌合成的一種細胞內聚酯,具有生物可降解性、生物相容性和可食用性等許多優良性能。在生物醫學材料、組織工程材料、緩釋材料、電學材料以及包裝材料等方面發揮了重要的作用。
美國寶潔公司先已開發成功作為縫合線、無紡布和各種包裝用材料的PHA系列產品及其多種應用。目前PHA在全球的研究主要集中在利用其生物可降解性、生物相容性等特征,開發在、制藥、電子等高附加值領域的用途。