Perché i sacchetti di plastica degradabili scelgono PLA e PBAT come materie prime?

Con l'intensificazione dell'inquinamento da "inquinamento bianco", i paesi di tutto il mondo hanno introdotto restrizioni più severe sulla plastica, i sacchetti di plastica degradabile occupano i principali supermercati e centri commerciali e un'osservazione attenta scoprirà che quasi tutti questi sacchetti di plastica degradabile sono PBAT+PLA+St. Quindi quali sono i vantaggi di PBAT+PLA+St?

01. Amido
Le piante di amido sono ampiamente distribuite in frutti, radici o foglie di frutti o piante. Centinaia di milioni di tonnellate di amido vengono prodotte ogni anno in tutto il mondo, ed è una delle tante risorse rinnovabili e biodegradabili. Tuttavia, a causa della struttura microcristallina e della struttura granulare, l'amido naturale non ha proprietà di lavorazione termoplastica, quindi deve essere trasformato in amido termoplastico per avere proprietà di lavorazione termoplastica.

02. PBAT
L'acido poliadipico/butilentereftalato (PBAT) è una classe di poliestere degradabile che ha attirato molta attenzione, poiché non solo presenta le buone proprietà meccaniche del poliestere PBT, ma ha anche la buona elasticità e duttilità del poliestere alifatico e può anche essere degradato in acqua e anidride carbonica in condizioni naturali.
Tuttavia, l'elevato prezzo del materiale ne limita l'impiego sul mercato; pertanto, l'amido biodegradabile e poco costoso miscelato con PBAT rappresenta una buona scelta.

03. PLA
Il PLA (acido polilattico) è anche noto come acido polilattico; il processo di produzione dell'acido polilattico è privo di inquinamento e il prodotto può essere biodegradabile per ottenere il riciclaggio in natura, quindi è un materiale polimerico verde ideale ed è uno dei rappresentanti delle plastiche biodegradabili di origine biologica.
Tuttavia, ci sono anche molte carenze nelle applicazioni pratiche: il PLA ha scarsa tenacità, mancanza di elasticità e flessibilità, consistenza dura e fragilità, resistenza alla fusione relativamente bassa e lenta velocità di cristallizzazione, che ne limitano l'applicazione sotto molti aspetti.
La struttura chimica del PLA contiene un gran numero di legami estere, con conseguente scarsa idrofilia e la velocità di degradazione deve essere controllata. Inoltre, l'alto prezzo del PLA aumenta il costo delle materie prime e limita la sua promozione commerciale. Pertanto, in vista delle numerose carenze di cui sopra, il PLA viene modificato.
Il PBAT ha una consistenza morbida, una forte duttilità e un breve ciclo di degradazione. Il PLA ha una consistenza fragile, una scarsa tenacità e un lungo ciclo di degradazione, quindi miscelare i due è un modo eccellente per migliorare sinergicamente le prestazioni.

04. Introduzione ai materiali PBAT/PLA

【Compatibilità】

La fusione di PBAT e PLA è un metodo di modifica fisica e il suo punto principale è richiedere una buona compatibilità tra i due. Tuttavia, la solubilità di PBAT e PLA è piuttosto diversa, quindi la compatibilità è scarsa ed è difficile miscelare in modo uniforme.

Migliorare la compatibilità di PBAT con PLA è una priorità assoluta. È necessario aggiungere uno o più compatibilizzanti durante il processo di miscelazione per migliorare l'adesione delle interfacce PBAT e PLA. I compatibilizzanti comunemente utilizzati sono: plastificanti, compatibilizzanti reattivi e polimeri duttili.

【Proprietà meccaniche】

PLA e PBAT hanno prestazioni complementari, quindi deve esserci un buon rapporto qualità-prezzo nelle prestazioni complessive.

1. La percentuale di PLA aumenta al 40% man mano che il nodo, la resistenza alla trazione del materiale diminuisce prima e poi aumenta, e l'allungamento a rottura diminuisce prima bruscamente, e poi rimane stabile.

2. Se il contenuto di PLA è superiore al 70%, la fragilità del materiale è troppo forte per essere soffiata in una pellicola. Pertanto, il rapporto tra PLA e PBAT dovrebbe essere mantenuto a circa 1:1 in base all'additivo.

【Prestazioni di degradazione】

La reazione iniziale della degradazione del materiale è l'ingresso di molecole d'acqua per subire una reazione di idrolisi. Se si tratta di un materiale PBAT separato, è difficile per le molecole d'acqua entrare a causa dei rigidi legami esteri nella struttura molecolare, quindi non è facile da degradare. Tuttavia, le molecole di PLA sono facilmente attaccate dall'acqua e degradate internamente, quindi più alto è il contenuto di PLA, più veloce è il tasso di degradazione del materiale.