Ma' liema polimeri degradabbli jista' jitħallat il-PBAT?

Il-polibutilin tereftalat (PBAT) huwa tip ġdid ta' kopoliester alifatiku-aromatiku kompletament bijodegradabbli b'segmenti ta' katina li jikkombinaw il-flessibbiltà ta' idrokarburi alifatiċi b'katina twila mar-riġidità taċ-ċrieki aromatiċi, u jagħtuh flessibilità eċċellenti. B'riżultat ta' dan, il-PBAT sar wieħed mill-aktar materjali degradabbli attivi fir-riċerka tal-plastik bijodegradabbli u applikazzjonijiet tajbin fis-suq. Madankollu, il-preżenza ta' segmenti tal-katina aromatiċi tal-PBT fil-katina molekulari tirriżulta f'rata ta' degradazzjoni relattivament bil-mod. Għandu wkoll kristallinità baxxa u viskożità għolja, li tagħmilha suxxettibbli ħafna għall-adeżjoni. Barra minn hekk, il-materjal huwa relattivament għali, u dan jillimita aktar l-iżvilupp u l-applikazzjoni tas-suq tiegħu. Għalhekk, sabiex titnaqqas l-ispiża u jinkisbu plastiks degradabbli ta' prestazzjoni għolja, jeħtieġ li tiġi studjata l-modifika tal-PBAT. It-taħlit tal-PBAT ma' polimeri bijodegradabbli huwa metodu ppruvat ta' modifika, li jista' jtejjeb proprjetajiet oħra mingħajr ma jaffettwa d-degradabilità tal-PBAT, u xi polimeri bijodegradabbli jistgħu wkoll itejbu r-rata ta' degradazzjoni tal-PBAT.

-PBAT imħallat ma' PLA-

L-aċidu polilattiku (PLA), wieħed mill-aktar materjali bijodegradabbli riċerkati u ta' suċċess kummerċjali, għandu proprjetajiet eċċellenti ta' tleqqija u barriera, iżda għandu wkoll l-iżvantaġġi li huwa iebes u inqas reżistenti, nieqes mill-flessibilità u l-elastiċità. Għalhekk, it-taħlit ta' PBAT b'reżistenza għolja mal-PLA mhux biss jista' jtejjeb it-reżistenza tal-PLA, iżda wkoll jaċċelera r-rata ta' dekompożizzjoni tal-PBAT.

Instab li ż-żieda tal-PLA ttejjeb b'mod sinifikanti s-saħħa tat-tensjoni tat-taħlita mingħajr ma taffettwa l-proprjetajiet kristallini tal-PBAT; u li ż-żieda fil-viskożità tat-tidwib ittejjeb l-istabbiltà tal-films tal-PBAT waqt l-ipproċessar u l-iffurmar.

Peress li l-PBAT u l-PLA huma sistemi inkompatibbli, bħalissa aktar riċerka hija bbażata fuq it-titjib tal-kompatibilità bejn it-tnejn, li tirriżulta f'taħlitiet bi proprjetajiet mekkaniċi aħjar. Pereżempju, l-inkorporazzjoni ta' glycidyl methacrylate (GMA) fi frazzjoni tal-massa ta' 3% sa 5% tista' żżid is-saħħa tal-impatt tat-taħlitiet PLA/PBAT għal 26.5% u 51.7%, filwaqt li ttejjeb id-dispersjoni tal-PBAT fil-PLA. Barra minn hekk, iż-żieda ta' estensur tal-katina tista' tnaqqas b'mod sinifikanti t-tensjoni interfaċċjali bejn it-tnejn, li ttejjeb ħafna d-duttilità tal-films PBAT/PLA; iż-żieda ta' plastifikanti tal-grupp multifunzjonali u kapaċitatur tista' tipproduċi kapaċitanza tajba u effett ta' plastifikar fuq it-taħlitiet PBAT/PLA, filwaqt li ttejjeb il-proprjetajiet tal-ipproċessar.

-PBAT imħallat ma' PPC-

Il-karbonat tal-polipropilene (PPC) huwaplastik li ma jagħmilx ħsara lill-ambjentMagħmul permezz ta' kopolimerizzazzjoni alternata ta' skart industrijali tad-dijossidu tal-karbonju u l-ossidu tal-propilene, li għandu degradabbiltà u reżistenza eċċellenti għall-permeabilità. Madankollu, huwa materjal amorfu, it-temperatura tat-tranżizzjoni tal-ħġieġ hija biss 30-40°C, u hemm toughness f'temperatura baxxa, stabbiltà dimensjonali f'temperatura għolja hija fqira, diffikultajiet fil-formazzjoni tal-film u żvantaġġi oħra. It-taħlit tal-PPC mal-PBAT mhux biss itejjeb il-kapaċità tal-proċess tal-PPC, iżda jipprovdi wkoll lill-PBAT b'prestazzjoni ġenerali aktar eċċellenti, u l-materjal kompost li jirriżulta se jkollu spazju kbir għall-iżvilupp fl-ippakkjar tal-ikel li jintrema wara l-użu, materjali mediċi, eċċ.

Peress li l-frazzjoni tal-PPC hija amorfa fis-sistema mħallta, id-daqs mikrokristallin tal-film kompost PBAT/PPC jitnaqqas; l-inkorporazzjoni tal-PPC ittejjeb ħafna s-saħħa tat-tensjoni u l-proprjetajiet tal-barriera tal-gass tal-film kompost filwaqt li tiżgura l-bijodegradabbiltà tal-matriċi. Barra minn hekk, il-preżenza tal-PPC u l-PBAT ittejjeb b'mod effettiv l-istabbiltà termali, il-kristallinità u l-proprjetajiet mekkaniċi tat-taħlitiet; meta jkun hemm biss 10% PPC skont il-massa, it-temperatura tal-kristallizzazzjoni tat-taħlitiet tiżdied minn 37.5°C għal 66.8°C, li tiffaċilita l-proċess tal-iffurmar tal-film minfuħ.

Peress li l-PBAT huwa polimeru kristallin u għandu katina molekulari polari kbira, għandu wkoll problemi ta' kompatibilità mal-PPC. L-introduzzjoni tal-estensur tal-katina triphenylmethane triisocyanate irriżultat f'żieda sinifikanti fis-saħħa tat-tensjoni u tad-dmugħ tal-film PBAT/PPC kemm fid-direzzjoni lonġitudinali kif ukoll f'dik trasversali; l-introduzzjoni tal-aġent tal-ftuħ monoglyceride stearate tejbet ukoll l-istabbiltà tal-film waqt in-nfiħ. Barra minn hekk, iż-żieda tal-aġent tal-volum ethylene methyl acrylate – glycidyl methacrylate (EMA-GMA) mat-taħlita ta' PPC u PBAT mhux biss ittejjeb l-istabbiltà tal-ipproċessar u l-kwalità tal-film minfuħ, iżda ttejjeb ukoll b'mod effettiv il-proprjetajiet mekkaniċi tiegħu, il-barriera tal-ossiġnu u l-proprjetajiet ta' lqugħ UV.

-PBAT imħallat ma' PBS-

Is-succinat tal-polibutilin (PBS) għandu l-aqwa prestazzjoni tal-ipproċessar fost il-plastiks bijodegradabbli eżistenti, bi proprjetajiet mekkaniċi eċċellenti; madankollu, il-viskożità baxxa tiegħu twassal għal saħħa fqira tat-tidwib, li mhix favorevoli għall-ipproċessar permezz tal-iffurmar bl-infiħ jew ikkastjar, u l-prodotti għandhom ċerta fraġilità. Għalhekk, bl-użu ta' taħlitiet modifikati tal-PBAT u l-PBS, il-vantaġġi tat-tnejn jistgħu jiġu kkombinati biex jikkumpensaw għad-difetti, u l-prodotti magħmula jistgħu jintużaw fl-ippakkjar, oġġetti tal-mejda, films agrikoli, materjali bijomediċi u oqsma oħra.

B'mod ġenerali, il-kontenut ta' PBS fit-taħlitiet ta' PBAT/PBS m'għandux ikun għoli wisq, madwar 25% huwa xieraq. Instab li t-taħlitiet ta' PBAT/PBS juru modulu ta' tensjoni għoli u titwil għoli fil-ksur meta l-frazzjoni tal-massa ta' PBS hija 25%; ladarba l-kontenut ta' PBS ikun għoli wisq, il-prodotti juru fraġilità qawwija.

-PBAT imħallat ma' PHBV-

Poly(pentyl hydroxybutyrate) (PHBV) huwa bijomaterjal magħmul minn materjali naturali rinnovabbli, sintetizzat permezz tal-fermentazzjoni b'sors ta' karbonju u enerġija maħżuna f'mikro-organiżmi, li għandu bijodegradabilità u bijokompatibilità tajba; madankollu, għandu wkoll żvantaġġi bħal stabbiltà termali fqira u proprjetajiet ta' kristallizzazzjoni fqar. Għalhekk, it-taħlit tiegħu mal-PBAT jista' jtejjeb il-proprjetajiet kristallini tal-PHBV u jtejjeb il-proprjetajiet tal-ipproċessar u l-applikazzjoni tal-materjal.

It-taħlita ta' PHBV u PBAT turi proċessabilità u proprjetajiet tal-film aħjar; u l-proprjetajiet mekkaniċi tal-film huma konformi ma' dawk tal-films kummerċjali tal-ippakkjar tal-ikel, b'tensjonijiet sa 750% fil-ksur.

-PBAT imħallat ma' PGA-

L-aċidu poliglikoliku (PGA) għandu struttura molekulari u karatteristiċi ta' prestazzjoni simili għall-PLA, iżda għandu proprjetajiet ta' degradazzjoni u barriera aktar eċċellenti; mhux biss l-ispiża tal-materja prima hija baxxa, iżda għandu wkoll il-vantaġġi ta' saħħa tensili għolja u temperatura għolja ta' deflessjoni tas-sħana. Għalhekk, l-għażla tal-PGA għall-modifika tat-taħlit tal-PBAT għandha potenzjal kbir għall-applikazzjoni fil-qasam ta' prodotti li jintremew bħal oġġetti tal-mejda reżistenti għas-sħana, basktijiet tal-film bijodegradabbli u imballaġġ ta' barriera.

Instab li l-kompożiti PBAT/PGA b'frazzjoni tal-massa PGA ta' 20% għandhom saħħa tensili ta' 25 MPa u titwil fil-ksur ta' aktar minn 600%, li jistgħu jintużaw biex isiru prodotti tal-film; il-kompożiti PBAT/PGA b'frazzjoni tal-massa PGA ta' 80% għandhom temperatura ta' deflessjoni tas-sħana ta' 120°C filwaqt li jtejbu t-tebusija, li tista' tintuża biex isiru oġġetti tal-mejda li jintremew; sadanittant, iż-żieda tal-PGA tista' ttejjeb b'mod sinifikanti l-prestazzjoni tal-barriera tal-fwar tal-ilma tal-films komposti PBAT/PGA.

Simili għall-PLA, il-kompatibilità bejn il-PGA u l-PBAT hija fqira, għalhekk jeħtieġ li jintgħażlu kompatibilizzaturi xierqa biex titjieb id-dispersjoni tas-sistema. Pereżempju, 4,4′-ylidenebis(isocyanatophenyl) (MDI) jista' jintuża biex jikkapaċita in situ l-kompożiti PBAT/PGA. Ir-reazzjoni ta' suċċess bl-MDI rriżultat f'żieda sinifikanti fl-adeżjoni interfaċċjali tat-taħlitiet u żieda sinifikanti fis-saħħa tal-impatt minn 9.0 kJ/m2 għal 22.2 kJ/m2; u tnaqqis fil-kristallinità u d-daqs sferiku tal-kristall, li kkontribwixxa għat-tisħiħ tar-reżistenza tal-kompożiti u l-istabbiltà termali tagħhom.

-PBAT imħallat ma' PVB-

Il-polivinil butiral (PVB) huwa l-prodott tal-kondensazzjoni katalizzata mill-aċidu tal-alkoħol poliviniliku u n-butyraldehyde, b'ċertu ammont ta' plastifikanti fil-fdalijiet riċiklati tiegħu. Minħabba l-istruttura molekulari tiegħu, il-PVB huwa mogħni b'kombinazzjoni ta' saħħa tensili għolja, reżistenza għall-impatt, trasparenza għolja, flessibilità u degradabilità. Bħala materjal riċiklat tat-tarf, il-PVB huwa disponibbli fi kwantitajiet kbar u bi prezzijiet baxxi, għalhekk l-għażla tiegħu bħala materjal modifikat għandha vantaġġi kbar għall-iżvilupp. Il-konċentrazzjoni baxxa tal-PVB iżżid it-temperatura tal-kristallizzazzjoni tal-PBAT; il-kompatibilità u l-proprjetajiet mekkaniċi tal-PBAT/PVB huma mtejba bl-azzjoni konġunta tal-jonomeru tal-kapaċitatur u l-PVB.