Við hvaða niðurbrjótanleg fjölliður er hægt að blanda PBAT?

Pólýbútýlen tereftalat (PBAT) er ný tegund af fullkomlega niðurbrjótanlegum alifatískum-arómatískum sampólýester með keðjuhlutum sem sameina sveigjanleika langra alifatískra kolvetna og stífleika arómatískra hringa, sem gefur því framúrskarandi sveigjanleika. Fyrir vikið hefur PBAT orðið eitt virkasta niðurbrjótanlega efnið í rannsóknum á niðurbrjótanlegu plasti og góðum markaðsnotkunum. Hins vegar leiðir nærvera arómatískra PBT keðjuhluta í sameindakeðjunni tiltölulega hægs niðurbrotshraða. Það hefur einnig lága kristöllun og mikla seigju, sem gerir það mjög viðkvæmt fyrir viðloðun. Að auki er efnið tiltölulega dýrt, sem takmarkar enn frekar markaðsþróun þess og notkun. Þess vegna, til að draga úr kostnaði og fá afkastamikil niðurbrjótanleg plast, þarf að rannsaka breytingu á PBAT. Að blanda PBAT við niðurbrjótanleg fjölliður er sannað aðferð til breytinga, sem getur bætt aðra eiginleika án þess að hafa áhrif á niðurbrotshæfni PBAT, og sum niðurbrjótanleg fjölliður geta einnig aukið niðurbrotshraða PBAT.

-PBAT blandað með PLA-

Fjölmjólkursýra (PLA), eitt af mest rannsökuðu og markaðssettu niðurbrjótanlegu efnunum, hefur framúrskarandi gljáa og hindrunareiginleika, en hefur einnig þá ókosti að vera hörð og minna seig, skortir sveigjanleika og teygjanleika. Þess vegna getur blanda af PBAT með mikilli seiglu og PLA ekki aðeins aukið seiglu PLA, heldur einnig hraðað niðurbrotshraða PBAT.

Komið hefur í ljós að viðbót PLA bætir togstyrk blöndunnar verulega án þess að hafa áhrif á kristalla eiginleika PBAT; og að aukin bráðnunarseigja bætir stöðugleika PBAT-filmanna við vinnslu og mótun.

Þar sem PBAT og PLA eru ósamhæfð kerfi, byggjast frekari rannsóknir nú á því að bæta samhæfni milli þeirra tveggja, sem leiðir til blandna með betri vélrænum eiginleikum. Til dæmis getur innlimun glýsidýlmetakrýlats (GMA) í massahlutfalli upp á 3% til 5% aukið höggstyrk PLA/PBAT blandna í 26.5% og 51.7%, en jafnframt bætt dreifingu PBAT í PLA. Að auki getur viðbót keðjulengingarefnis dregið verulega úr spennu milli yfirborðs milli þeirra tveggja, sem bætir verulega teygjanleika PBAT/PLA filmu; viðbót fjölnota hópmýkingarefnis og þéttis getur valdið góðri rýmd og mýkingaráhrifum á PBAT/PLA blöndur, en jafnframt bætt vinnslueiginleika.

-PBAT blandað með PPC-

Pólýprópýlenkarbónat (PPC) erumhverfisvænt plastFramleitt með víxlsamfjölliðun iðnaðarúrgangs koltvísýrings og própýlenoxíðs, sem hefur frábæra niðurbrotshæfni og gegndræpisþol. Hins vegar er það ókristallað efni, glerhitastigið er aðeins 30-40°C, og það hefur lághitaþol, lélegan víddarstöðugleika við hátt hitastig, erfiðleika með filmumyndun og aðra ókosti. Blöndun PPC og PBAT bætir ekki aðeins vinnslugetu PPC, heldur veitir einnig PBAT betri heildarafköst, og samsetta efnið sem myndast mun hafa mikið þróunarrými í einnota matvælaumbúðum, lækningavörum o.s.frv.

Þar sem PPC-hlutinn er ókristallaður í blönduðu kerfinu minnkar örkristallastærð PBAT/PPC samsettu filmunnar; innlimun PPC bætir togstyrk og gashindrunareiginleika samsettu filmunnar til muna og tryggir lífbrjótanleika fylliefnisins. Að auki bætir nærvera PPC og PBAT á áhrifaríkan hátt hitastöðugleika, kristöllun og vélræna eiginleika blandanna; þegar aðeins 10% PPC er til staðar eykst kristöllunarhitastig blandanna úr 37.5°C í 66.8°C, sem auðveldar myndun blástursfilmunnar.

Þar sem PBAT er kristallað fjölliða og hefur stóra pólkeðjusameindakeðju, hefur það einnig samhæfingarvandamál með PPC. Innleiðing keðjulengingarefnisins trífenýlmetan tríísósýanats leiddi til verulegrar aukningar á tog- og rifstyrk PBAT/PPC filmunnar bæði langsum og þversum; innleiðing opnunarefnisins mónóglýseríðsterats jók einnig stöðugleika filmunnar við blástur. Að auki bætir viðbót fylliefnisins etýlen metýl akrýlat-glýsidýl metakrýlat (EMA-GMA) við blöndu af PPC og PBAT ekki aðeins vinnslustöðugleika og gæði blásnu filmunnar, heldur bætir það einnig á áhrifaríkan hátt vélræna eiginleika hennar, súrefnishindrun og UV-vörn.

-PBAT blandað saman við PBS-

Pólýbútýlensúkkínat (PBS) hefur bestu vinnslugetu meðal núverandi lífbrjótanlegra plasta, með framúrskarandi vélræna eiginleika; hins vegar leiðir lágt seigja þess til lélegs bræðslustyrks, sem hentar ekki til vinnslu með blástursmótun eða steypu, og vörurnar eru með ákveðna brothættni. Þess vegna, með því að nota PBAT og PBS breyttar blöndur, er hægt að sameina kosti beggja til að bæta upp galla, og vörurnar má nota í umbúðir, borðbúnað, landbúnaðarfilmur, líftækniefni og önnur svið.

Almennt ætti innihald PBS í PBAT/PBS blöndum ekki að vera of hátt, um 25% er viðeigandi. Komið hefur í ljós að PBAT/PBS blöndur sýna mikla togþol og mikla teygju við brot þegar massahlutfall PBS er 25%; þegar PBS innihaldið er of hátt sýna vörurnar mikla brothættni.

-PBAT blandað saman við PHBV-

Pólý(pentýl hýdroxýbútýrat) (PHBV) er lífefni sem er framleitt úr náttúrulegum endurnýjanlegum efnum, myndað með gerjun með kolefnisgjafa og orku sem geymd er í örverum, og hefur góða lífbrjótanleika og lífsamhæfni. Það hefur þó einnig ókosti eins og lélegan hitastöðugleika og lélega kristöllunareiginleika. Þess vegna getur blanda því við PBAT bætt kristöllunareiginleika PHBV og aukið vinnslu- og notkunareiginleika efnisins.

Blandan af PHBV og PBAT sýnir betri vinnsluhæfni og filmueiginleika; og vélrænir eiginleikar filmunnar eru í samræmi við þá sem eru í matvælaumbúðafilmum fyrir atvinnuskyni, með allt að 750% álag við brot.

-PBAT blandað við PGA-

Pólýglýkólsýra (PGA) hefur svipaða sameindabyggingu og eiginleika og PLA, en hún hefur betri niðurbrots- og hindrunareiginleika; ekki aðeins er hráefniskostnaðurinn lágur, heldur hefur hún einnig kosti eins og mikinn togstyrk og hátt hitabreytingarhitastig. Þess vegna hefur val á PGA fyrir blöndun PBAT mikla möguleika til notkunar á sviði einnota vara eins og hitaþolinna borðbúnaðar, lífbrjótanlegra filmupoka og hindrunarumbúða.

Komið hefur í ljós að PBAT/PGA samsett efni með PGA massahlutfall upp á 20% hafa togstyrk upp á 25 MPa og brotlengingu upp á yfir 600%, sem hægt er að nota til að búa til filmuvörur; PBAT/PGA samsett efni með PGA massahlutfall upp á 80% hafa varmabeygjuhita upp á 120°C og auka seiglu, sem hægt er að nota til að búa til einnota borðbúnað; á meðan getur viðbót PGA bætt vatnsgufuhindrandi eiginleika PBAT/PGA samsettra filmu verulega.

Líkt og með PLA er eindrægni milli PGA og PBAT léleg, þannig að velja þarf viðeigandi samrýmanleikaefni til að bæta dreifingu kerfisins. Til dæmis er hægt að nota 4,4′-ýlídenbis(ísósýanatófenýl) (MDI) til að rýma PBAT/PGA samsett efni in situ. Vel heppnuð viðbrögð við MDI leiddu til verulegrar aukningar á viðloðun millifletis blandnanna og verulegrar aukningar á höggstyrk úr 9.0 kJ/m2 í 22.2 kJ/m2; og minnkunar á kristöllun og kúlulaga kristallastærð, sem stuðlaði að aukinni seiglu samsettu efnanna og hitastöðugleika þeirra.

-PBAT blandað með PVB-

Pólývínýlbútýral (PVB) er afurð sýruhvataðrar þéttingar pólývínýlalkóhóls og n-bútýraldehýðs, með ákveðnu magni af mýkiefni í endurunnu efni. Vegna sameindabyggingar sinnar er PVB búið blöndu af miklum togstyrk, höggþoli, mikilli gegnsæi, sveigjanleika og niðurbrjótanleika. Sem endurunnið efni er PVB fáanlegt í miklu magni og á lágu verði, þannig að val þess sem breytt efni hefur mikla þróunarkosti. Lágur styrkur PVB eykur kristöllunarhitastig PBAT; samhæfni og vélrænir eiginleikar PBAT/PVB eru bættir með sameiginlegri virkni þéttijónómersins og PVB.