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全降解為什么添加偶聯(lián)劑
餐具可降解原料為了提高塑料的某些性能并降低產(chǎn)品成本,有效的辦法是填充改性,即在聚合物中添加大量廉價(jià)的無(wú)機(jī)填料。
由于無(wú)機(jī)填料與有機(jī)架合物之間在化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理形態(tài)上的顯著差異,缺乏親和性往往會(huì)導(dǎo)致復(fù)合塑料的力學(xué)性能和加工性能等受到不良的影響,偶聯(lián)劑的應(yīng)用可以解決這些問(wèn)題。
偶聯(lián)劑也稱(chēng)為表面改性劑,它是一種增強(qiáng)無(wú)機(jī)填料與有機(jī)聚合物之間親和力的有機(jī)化合物。一般由兩部分組成:一部分是親無(wú)機(jī)基團(tuán),可與無(wú)機(jī)填充劑或增強(qiáng)材料作用;另一部分是親有機(jī)基團(tuán),可與合成樹(shù)脂作用。
采用偶聯(lián)劑對(duì)無(wú)機(jī)填料表面進(jìn)行物理化學(xué)處理,可以使其親水性表面變成親油性,達(dá)到與聚合物的緊密結(jié)合。我們每年消耗超過(guò)1億噸塑料,這意味著5:1的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)比例表明,這個(gè)行業(yè)每年產(chǎn)生5億噸二氧化碳進(jìn)入我們的大氣層。改善了填料與聚合物之間的相容性,在塑料加工過(guò)程中降低合成樹(shù)脂熔體的粘度,改善填充劑的分散度以提高加工性能,進(jìn)而有利于改進(jìn)塑料的力學(xué)性能、加工性能和之品質(zhì)量,用量一般為填充劑用量的0.5~2%
可降解塑料面臨的挑戰(zhàn)國(guó)內(nèi)
1)成本較高,雖然近幾年隨著產(chǎn)能規(guī)模的擴(kuò)大,價(jià)格已有下降,但平均價(jià)格仍是傳統(tǒng)塑料的2 ~ 3倍(淀粉基塑料除外);2)生物降解塑料的降解需要一定的微生物環(huán)境,因此對(duì)其回收及回收后如何堆肥也是需要考慮的一個(gè)重要問(wèn)題;3)餐具可降解原料的性能與傳統(tǒng)石油基塑料相比還有差距,大部分性能不如石油基塑料(除PBS,PBTA);4)很多生物基降解塑料的原料來(lái)源是玉米、木薯等,需要考慮“吃”和“用”的平衡問(wèn)題;(可參考1噸PLA要消耗2.5噸玉米,發(fā)展PLA真的糟蹋糧食嗎?一文)總而言之,PLA的發(fā)展面臨著擴(kuò)大產(chǎn)能、乳酸的玉米為主原料來(lái)源的道德問(wèn)題及其價(jià)格波動(dòng)等諸多挑戰(zhàn);PBAT也面臨著石油的非生物質(zhì)資源來(lái)源問(wèn)題、未來(lái)石油價(jià)格波動(dòng)問(wèn)題、應(yīng)用場(chǎng)景較窄、以及降解產(chǎn)物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等問(wèn)題。擠出機(jī)各段溫度設(shè)定為120~210℃,擠出機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速為150rpm。這些問(wèn)題需要學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界攜手攻關(guān)、共同探索,找到解決以上問(wèn)題的途徑與方案。
完全生物降解材料微生物發(fā)酵法
餐具可降解原料中微生物發(fā)酵法是指以有機(jī)物為碳源,通過(guò)微生物發(fā)酵而得到的生物降解材料,主要是以聚羥基脂肪酸酯類(lèi)為主。(3)熔體壓力或溫度過(guò)高或波動(dòng)太大,這樣造成擠出熔流不穩(wěn),影響厚度不均,可調(diào)解溫度,擠出速度改善。聚烴基脂肪酸脂(PHA)是由很多細(xì)菌合成的一種細(xì)胞內(nèi)聚酯,具有生物可降解性、生物相容性和可食用性等許多優(yōu)良性能。在生物醫(yī)學(xué)材料、組織工程材料、緩釋材料、電學(xué)材料以及包裝材料等方面發(fā)揮了重要的作用。
美國(guó)寶潔公司先已開(kāi)發(fā)成功作為縫合線(xiàn)、無(wú)紡布和各種包裝用材料的PHA系列產(chǎn)品及其多種應(yīng)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(kāi)發(fā)在、制藥、電子等高附加值領(lǐng)域的用途。