氧化降解塑料是目前研究、工业化生产技术为成熟、并且在周围环境中可以生物降解的一种脂肪族聚酯材料。然后,氧化降解塑料因其自身的高脆性、低降解速率、以及耐热性差等缺陷,限制了其应用推广。
因此,为了克服上述局限性,国内外的科研工作者通过化学改性、物理改性以及物理-化学协同改性等手段对**进行结构调控,以此提升氧化降解塑料的综合性能。
氧化降解塑料是由己二酸丁二酯(PBA)和对苯二甲酸丁二酯(PBT)无规共聚生成的脂肪族-芳香族共聚酯,由于其具有高断裂伸长率,高冲击强度和可生物降解性,因此被广泛用于增韧改性**。
为了降低生产成本,成功制备出综合性能较好的**基复合材料,张云飞在前人的工作基础上,利用硅灰石填充改性**/PBAT共混体系,并系统研究了硅灰石对**/PBAT复合材料的结构及性能的影响。
FTIR结果表明,硅灰石与**/PBAT共混物之间没有发生明显的化学键合,其在**/PBAT共混物中是一种物理分散。
FESEM照片显示,硅灰石在**/PBAT/硅灰石复合材料中形成了取向排列,并且随着硅灰石含量的增加,硅灰石与**/PBAT相之间的界面粘附力减弱;DSC分析显示,硅灰石的加入促进了**的结晶,使得其熔融温度向高温方向移动。添加少量硅灰石可以提高复合材料的力学性能,当添加1份硅灰石时,复合材料的拉伸强度从41.08?MPa增至44.89?MPa,缺口冲击强度从67.89?kJ/m2增至70.32?kJ/m2。
随着技术发展,未来原材料利用水平提高,有望推动氧化降解塑料 PBAT 成本下降。原材料利用率在 50%-90%之间时,原材料价格不变前提下,利用率每提升 10%,对应 PBAT 单位原料成本下降 800-2000 元/吨。
随着生产自动化水平提高,PBAT 人工成本有望下降。未来随技术迭代发展, 生产自动化水平提高,PBAT 产线所需劳动力数量有望降低。PBAT 所需劳动力数量每下降 5 人/万吨,则 PBAT 人工成本将下降 60 元/吨。
随着 PBAT 项目投资额降低,未来 PBAT 制造成本有望下降。未来随行业发展,规模化批量采购、及上游设备生产规模扩大有望带动 PBAT 项目投资额下行, 从而降低产品固定资产折旧、维修成本等制造费用。PBAT 单吨投资额每下降 500 元/吨,对应制造费用将下降 70 元/吨。
极限假设下,PBAT 单位成本下降空间约 1557 元/吨,有望下降至 6945 元/ 吨,与 PE 单位成本基本持平。假设随技术迭代进步,PBAT 的原材料利用率大幅提高至 ;随规模效应导致批量采购、以及受下游 PBAT 市场增长影响上游设备生产规模扩大,单吨设备投资额下降 150 元/吨至 250 元/吨;随产业自动化水平提升,所需劳动力人数下降至 4 人/万吨。在该假设下, PBAT 成本将下降至 6945 元/吨,其中原材料成本下降至 5835 元/吨,人工成本下降至 48 元/吨,制造成本下降至 1062 元/吨。此时 PBAT 成本仅高出 PE 成本 3%,与 PE 成本基本持平。
氧化降解塑料不仅具有全生物降解性、无毒性和良好的生物相容性,而且具有普通塑料薄膜所达不到的高强度、高模量、高透明度和良好的透气性能,所以聚乳酸薄膜越发受到社会的重视。
氧化降解塑料但是由于**熔体强度低,不能吹塑成膜或成膜困难;韧性差、常温下呈脆性;结晶度低、耐热性差等这些缺陷,导致其无法满足薄膜的使用要求。
针对氧化降解塑料这三大缺陷,通过扩链改性来提高熔体强度,进而提高其成膜性;通过增韧改性来提高其柔韧性,进而成功制备柔韧性较好吹塑薄膜;通过滑石粉(Talc)共混改性来提高其结晶度及耐热性。
吹塑薄膜成膜需要较大的烙体强度,应选择流动性差即熔体流动速率低的**。
PBSA也是全生物降解型热塑性脂肪族聚醋,其具有良好的柔韧性、髙的耐冲击性和可加工性。
将**和PBSA共混,理论上两种聚合物可在力学性能上互补,得到综合性能优异的生物降解高分子材料。利用PEG做为増塑剂提高**薄膜的柔韧性。