PLA和PBAT改性技術(shù)：用硅灰石填充，可以增強增韌

全降解PBAT改性樹脂是目前研究、工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)為成熟、并且在周圍環(huán)境中可以生物降解的一種脂肪族聚酯材料。然后，全降解PBAT改性樹脂因其自身的高脆性、低降解速率、以及耐熱性差等缺陷，限制了其應(yīng)用推廣。

因此，為了克服上述局限性，國內(nèi)外的科研工作者通過化學(xué)改性、物理改性以及物理-化學(xué)協(xié)同改性等手段對PLA進行結(jié)構(gòu)調(diào)控，以此提升全降解PBAT改性樹脂的綜合性能。

全降解PBAT改性樹脂是由己二酸丁二酯(PBA)和對苯二甲酸丁二酯(PBT)無規(guī)共聚生成的脂肪族-芳香族共聚酯，由于其具有高斷裂伸長率，高沖擊強度和可生物降解性，因此被廣泛用于增韌改性PLA。

為了降低生產(chǎn)成本，成功制備出綜合性能較好的PLA基復(fù)合材料，張云飛在前人的工作基礎(chǔ)上，利用硅灰石填充改性PLA/PBAT共混體系，并系統(tǒng)研究了硅灰石對PLA/PBAT復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)及性能的影響。

FTIR結(jié)果表明，硅灰石與PLA／PBAT共混物之間沒有發(fā)生明顯的化學(xué)鍵合，其在PLA／PBAT共混物中是一種物理分散。

FESEM照片顯示，硅灰石在PLA／PBAT／硅灰石復(fù)合材料中形成了取向排列，并且隨著硅灰石含量的增加，硅灰石與PLA／PBAT相之間的界面粘附力減弱；DSC分析顯示，硅灰石的加入促進了PLA的結(jié)晶，使得其熔融溫度向高溫方向移動。添加少量硅灰石可以提高復(fù)合材料的力學(xué)性能，當(dāng)添加1份硅灰石時，復(fù)合材料的拉伸強度從41.08?MPa增至44.89?MPa，缺口沖擊強度從67.89?kJ／m2增至70.32?kJ／m2。因為用于生產(chǎn)聚乳酸的原料--乳酸是由玉米、木薯等的淀粉經(jīng)微生物發(fā)酵方法制備，再經(jīng)過化學(xué)合成形成聚乳酸，而廢棄的聚乳酸可以通過堆肥等方法在微生物的作用下可徹底降解為CO2和H2O，因此全降解PBAT改性樹脂是一種資源可再生的合成生物塑料材料。

光氧降解塑料是什么？

   雖然歐盟政策文件明確指出氧全降解PBAT改性樹脂必須在2020年前盡快退出市場或被完全禁止，但是并不是全球所有的國家和地區(qū)都對光氧降解塑料進行封殺。中東和非洲的幾個國家和我國北方幾個城市，仍然對光氧降解塑料進行廣泛的推廣和使用。

   光氧全降解PBAT改性樹脂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行分解的材料。

大多數(shù)聚合物并不吸收285納米以上波長的光能。但是，在聚合物中加入光敏感基團或添加具有光敏感作用的氧化助劑，可加速光氧化反應(yīng)的過程，使之快速發(fā)生降解。拋開材料本身的問題，目前中國還沒有普遍的工業(yè)化堆肥產(chǎn)業(yè)，垃圾分類回收體系也沒有良好運轉(zhuǎn)。相較于淀粉基生物降解塑料，光氧降解塑料從使用及降解性能上看，添加了含氧生物完全降解塑料添加劑的塑料制品具備以下競爭優(yōu)勢：用安全性（無毒、無味）、使用經(jīng)濟性突出（節(jié)能耗材、降低綜合成本、可重復(fù)利用）、使用方便性和廣泛性（能廣泛適用于PE、PP、BOPP、PET、PS、PVC和EVA等塑料原料）。

可降級材料中淀粉基材料

  淀粉作為一種天然高分子化合物其來源廣泛品種繁多成本低廉。且能在各種自然環(huán)境下完全降解。全降解PBAT改性樹脂是由己二酸丁二酯(PBA)和對苯二甲酸丁二酯(PBT)無規(guī)共聚生成的脂肪族-芳香族共聚酯，由于其具有高斷裂伸長率，高沖擊強度和可生物降解性，因此被廣泛用于增韌改性PLA。終分解為CO2和H2O，不會對環(huán)境造成任何污染，因而淀粉基降解材料成為國內(nèi)外研究開發(fā)的一類生物降解材料，它可以通過與其它高分子共混或者與單體共聚的方式得到淀粉基全降解PBAT改性樹脂。

  1973年Griffin獲得淀粉表面改性填充材料的，到80年代，一些國家以Grifn的為背景開發(fā)出淀粉填充型生物降解材料。填充型淀粉材料又稱生物破壞性材料，其制造工藝是在通用材料中加入一定量的淀粉和其他少量添加劑然后加工成型，淀粉含量不超過30%。淀粉屬于高度結(jié)晶的一種化合物，分子之間靠很強的氫鍵連接，未改性淀粉的糖苷鍵一般在150℃左右發(fā)生斷裂，所以淀粉的熔融溫度基本高于其分解溫度。填充型淀粉材料技術(shù)成熟生產(chǎn)工藝簡單，且對現(xiàn)有加工設(shè)備稍加改進即可生產(chǎn)，因此目前國內(nèi)可降解淀粉材料產(chǎn)品大多為此類型。

  加拿大St.Lawrence淀粉公司研究生產(chǎn)了一種改性淀粉Ecostar母粒。可與聚乙烯、聚、聚、聚乙烯醇和聚氨酯共混制成生物降解材料，美國開發(fā)的淀粉基材料是將含水40% - 60%的膠化淀粉加到EAA (乙烯)中混合而制成農(nóng)用地膜，美國Purde大學(xué)開發(fā)淀粉接枝聚采用陽離子聚合反應(yīng)分子量和物性均能有效控制，其中含淀粉20%-30%的淀粉，接枝聚合物具有通常聚類似的性質(zhì)。可以用做瓶子、薄膜等。吹塑薄膜成膜需要較大的烙體強度，應(yīng)選擇流動性差即熔體流動速率低的PLA。我國太原工業(yè)大學(xué)劉書福等研究了馬鈴薯淀粉與聚的接枝共聚，江西科學(xué)院應(yīng)用化學(xué)研究所用淀粉與接枝共聚制成淀粉基材料，吉林大學(xué)化學(xué)系和華東理工大學(xué)對改性淀粉降解膜進行了探索。

替代產(chǎn)品價格是塑料吸管的3至5倍

  目前市面上塑料吸管的替代品主要有三類：紙吸管，聚乳酸吸管（即PLA吸管，甘蔗等植物纖維混合了聚乳酸制成的可降解吸管），以及比較小眾的玻璃、不銹鋼、秸稈吸管等等。

  其中紙吸管和PLA吸管是相對主流的塑料吸管替代方案，不過生產(chǎn)成本均比不可降解的塑料吸管高出兩倍以上：一根塑料吸管成本可以控制在3分錢左右，而紙吸管的成本達到1毛錢一根，是塑料吸管的3倍；全降解PBAT改性樹脂的應(yīng)用十分廣泛，可用于加工從工業(yè)到民用的各種塑料制品，包裝食品、快餐飯盒、無紡布、工業(yè)及民用布，也可加工成農(nóng)用織物、保健織物、衛(wèi)生用品和帳篷布等，市場前景十分看好。全降解PBAT改性樹脂由于原材料價格居高不下等原因，成本比紙吸管還要更高。