全降解材料用ADR擴(kuò)鏈劑改性——可提高PLA、PBAT性能

全降解注塑料用ADR擴(kuò)鏈劑改性一、 如何低成本

  合成高分子量聚乳——用擴(kuò)鏈劑改性！PLA分子鏈長支鏈數(shù)量少、相對分子質(zhì)量低，耐熱性差，且由于加工過程中存在熱降解、氧化和水解等現(xiàn)象，易造成分子鏈斷裂，使熔體黏度進(jìn)一步降低。全降解注塑料由于偶聯(lián)劑種類較多，因此對于各種不同的無機(jī)填料和不同的聚合物，應(yīng)該選擇相適應(yīng)的偶聯(lián)劑，同時(shí)還要考慮偶聯(lián)劑的用量、應(yīng)用效果以及成本等綜合因素。這些缺陷的存在限制PLA在工業(yè)上的許多應(yīng)用。因此為了使其能夠更廣泛地被應(yīng)用，需要進(jìn)行適當(dāng)改性，使其滿足不同使用要求。采用擴(kuò)鏈技術(shù)改性可使PLA分子支鏈化，有效提高PLA的相對分子質(zhì)量，補(bǔ)償加工過程中相對分子質(zhì)量的損失，提高熔體強(qiáng)度。擴(kuò)鏈后發(fā)泡是改善PLA發(fā)泡效果的簡單有效的方法。

二、 擴(kuò)鏈改性的反應(yīng)原理擴(kuò)鏈改性是指在PLA分子鏈中引入其它分子鏈或活性官能團(tuán)，以增加PLA分子鏈末端長度和改變微觀結(jié)構(gòu)，使分子鏈的規(guī)整度降低的改性方式，它可以有效地改善PLA材料的性能缺陷。

2.（德國BASF公司）ADR4370與PBAT發(fā)生擴(kuò)鏈反應(yīng)在PBAT中加入ADR可以使PBAT發(fā)生擴(kuò)鏈反應(yīng)，擴(kuò)鏈反應(yīng)如下圖所示，其中ADR的環(huán)氧基團(tuán)與PBAT中的端羧基和端羥基進(jìn)行反應(yīng)，環(huán)氧基團(tuán)被打開反應(yīng)生成醚鍵和酯鍵，ADR上有多個(gè)環(huán)氧基團(tuán)，端基被反應(yīng)的PBAT作為長支鏈連接在另一個(gè)PBAT長鏈上發(fā)生交聯(lián)，而端羧基與環(huán)氧基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)含量會下降。解決方法：（1）降低熔體溫度，可以有效降低熔體流動性，在模頭擠出時(shí)比較結(jié)實(shí)，不因冷卻風(fēng)波動使膜泡歪斜而造成薄膜冷卻不均。相對分子質(zhì)量、力學(xué)性能、結(jié)晶溫度升高；

  近年來，擴(kuò)鏈法逐漸成為制備高分子量聚乳酸的一種快速而的方法，其優(yōu)點(diǎn)在于少量的擴(kuò)鏈劑便能明顯地提高聚乳酸的分子量，成本較低，且擴(kuò)鏈劑的加入不改變聚乳酸的可降解性，這對PLA的回收利用同樣有意義。解決一次性塑料餐具的方法目前國內(nèi)提出的解決一次性包裝塑料使用的兩個(gè)方法是，使用紙制餐具和全降解注塑料餐具。此外，擴(kuò)鏈反應(yīng)的偶聯(lián)作用能夠?qū)υ鲰g改性聚乳酸的多相共混體系進(jìn)行反應(yīng)增容，而通過擴(kuò)鏈反應(yīng)將功能基團(tuán)引入PLA中則能夠賦予其某種特殊的功能從而使聚乳酸滿足更多領(lǐng)域的應(yīng)用需求。

歐盟為什么禁止光氧降解塑料？

   全降解注塑料分為合成型光降解塑料和添加型光降解塑料。光降解型塑料是指在紫外線的影響下聚合物鏈有次序地進(jìn)行分解的材料。

   

   全降解注塑料的主要原材料還是PE，從深層次講光氧降解只是把大片塑料崩碎成肉眼看不到的小碎片而已，并沒有實(shí)現(xiàn)全降解。

普通PE膜類產(chǎn)品可以通過撿拾帶出一部分，但是這種肉眼不可見的小碎片無法撿拾，散落到土壤中會造成更大的污染。

  歐盟政策文件明確指出：對人的健康和環(huán)境有破壞作用的危險(xiǎn)的塑料，如微塑料和全降解注塑料，含重金屬和其他物質(zhì)的塑料和對普通塑料回收處理造成困難的塑料，必須在2020年前盡快退出市場或被完全禁止。

PLA的原料來源

   聚乳酸(PLA)是一種新型的生物基及可再生全降解注塑料，使用可再生的植物資源(如玉米、木薯等)所提煉的淀粉原料制成。這個(gè)過程稱為淀粉改性或者淀粉熱塑性處理，改性后的原料一般成為熱塑性淀粉（TPS）。淀粉原料經(jīng)由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的發(fā)酵制成高純度的乳酸，再通過化學(xué)合成方法合成一定分子量的聚乳酸，其聚合鏈條如下。淀粉---(提煉)--->葡萄糖---(發(fā)酵)--->乳酸---(環(huán)化)--->丙交酯---(聚合)--->PLA至于葡萄糖的獲得，傳統(tǒng)的工藝：一代工藝的原料是玉米、小麥等糧食農(nóng)作物，其實(shí)還有南瓜、紅薯、芋頭、馬鈴薯、土豆等都是淀粉高含量的糧食農(nóng)作物。二代工藝的原料則為甘蔗、木薯、甜高粱等非糧農(nóng)作物，對這些淀粉類植物進(jìn)行提取和發(fā)酵，也可以制取乳酸。三代工藝的原料是秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物，秸稈中含有大量淀粉， 玉米秸稈和小麥秸稈含糖量較高。

  乳酸的主要生產(chǎn)方法有：發(fā)酵法、化學(xué)合成法、酶法。?突破傳統(tǒng)工藝，在外觀上達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的令人心動的效果?簡化制造工藝，消除涂裝，簡化操作，避免二次操作造成的部件損傷?抗劃傷，防灰塵附著，防紫外線。發(fā)酵制備乳酸是以淀粉、葡萄糖等糖類或牛乳為原料，經(jīng)微生物(乳酸菌或霉菌)發(fā)酵而制得。按微生物發(fā)酵糖類的過程和生成產(chǎn)物的不同，可將乳酸發(fā)酵分為同型乳酸發(fā)酵、異型乳酸發(fā)酵、雙歧發(fā)酵和混合酸發(fā)酵。

未來5年P(guān)LA產(chǎn)能將超330萬噸

   2021年1月5日，在中國生物降解樹脂“十四五”規(guī)劃PLA樹脂座談會上，深圳市高分子行業(yè)協(xié)會副會長、秘書長王文廣作了“十三五“期間PLA樹脂的發(fā)展情況及“十四五”規(guī)劃PLA樹脂的編寫草案報(bào)告。

十三五期間中國國內(nèi)PLA樹脂總產(chǎn)能達(dá)到8萬噸，供應(yīng)嚴(yán)重稀缺，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到市場需求。十四五期間在全降解注塑料合成上要加大政策扶植力度，補(bǔ)齊我國生物降解樹脂合成的這個(gè)短板。

   據(jù)生物基材料交易平臺統(tǒng)計(jì)，2020年全球已建和在建聚乳酸企業(yè)產(chǎn)能僅33.5萬噸，十四五期間中國企業(yè)PLA產(chǎn)能規(guī)劃PLA樹脂產(chǎn)能將超330萬噸。