Anong mga nabubulok na polimer ang maaaring ihalo sa PBAT?

Ang Polybutylene terephthalate (PBAT) ay isang bagong uri ng ganap na biodegradable na aliphatic-aromatic copolyester na may mga segment ng chain na pinagsasama ang flexibility ng mga long-chain aliphatic hydrocarbons at ang rigidity ng mga aromatic ring, na nagbibigay dito ng mahusay na flexibility. Bilang resulta, ang PBAT ay naging isa sa mga pinaka-aktibong nabubulok na materyales sa pananaliksik sa biodegradable na plastik at mahusay na aplikasyon sa merkado. Gayunpaman, ang pagkakaroon ng mga aromatic PBT chain segment sa molecular chain ay nagreresulta sa medyo mabagal na rate ng degradation. Mayroon din itong mababang crystallinity at mataas na viscosity, na ginagawa itong lubos na madaling kapitan ng adhesion. Bukod pa rito, ang materyal ay medyo mahal, na lalong naglilimita sa pag-unlad at aplikasyon nito sa merkado. Samakatuwid, upang mabawasan ang gastos at makakuha ng mga degradable na plastik na may mataas na performance, kailangang pag-aralan ang pagbabago ng PBAT. Ang paghahalo ng PBAT sa mga biodegradable polymer ay isang napatunayang paraan ng pagbabago, na maaaring mapabuti ang iba pang mga katangian nang hindi naaapektuhan ang degradability ng PBAT, at ang ilang biodegradable polymer ay maaari ring mapahusay ang rate ng degradation ng PBAT.

-PBAT na hinaluan ng PLA-

Ang Polylactic acid (PLA), isa sa mga pinakasinaliksik at matagumpay sa komersyo na biodegradable na materyales, ay may mahusay na kinang at mga katangiang pangharang, ngunit mayroon ding mga disbentaha ng pagiging matigas at hindi gaanong matibay, kakulangan ng kakayahang umangkop at elastiko. Samakatuwid, ang paghahalo ng mataas na toughness na PBAT sa PLA ay hindi lamang mapapabuti ang toughness ng PLA, kundi mapabilis din ang rate ng pagkabulok ng PBAT.

Natuklasan na ang pagdaragdag ng PLA ay makabuluhang nagpapabuti sa tensile strength ng blend nang hindi naaapektuhan ang crystalline properties ng PBAT; at ang pagtaas ng melt viscosity ay nagpapabuti sa estabilidad ng mga PBAT films habang pinoproseso at binubuo.

Dahil ang PBAT at PLA ay mga sistemang hindi magkatugma, mas maraming pananaliksik ang kasalukuyang nakabatay sa pagpapabuti ng pagiging tugma sa pagitan ng dalawa, na nagreresulta sa mga timpla na may mas mahusay na mga mekanikal na katangian. Halimbawa, ang pagsasama ng glycidyl methacrylate (GMA) sa isang mass fraction na 3% hanggang 5% ay maaaring magpataas ng lakas ng impact ng mga timpla ng PLA/PBAT sa 26.5% at 51.7%, habang pinapabuti ang dispersion ng PBAT sa PLA. Bilang karagdagan, ang pagdaragdag ng chain extender ay maaaring makabuluhang bawasan ang interfacial tension sa pagitan ng dalawa, na lubos na nagpapabuti sa ductility ng mga pelikulang PBAT/PLA; ang pagdaragdag ng multifunctional group plasticizer at capacitor ay maaaring magdulot ng mahusay na capacitance at plasticizing effect sa mga timpla ng PBAT/PLA, habang pinapabuti ang mga katangian ng pagproseso.

-PBAT na hinaluan ng PPC-

Ang polypropylene carbonate (PPC) ay isangplastik na palakaibigan sa kapaligiranGinawa sa pamamagitan ng salit-salit na copolymerization ng mga basurang industriyal na carbon dioxide at propylene oxide, na may kakayahang mabulok at mahusay na resistensya sa permeability. Gayunpaman, ito ay isang amorphous na materyal, ang temperatura ng paglipat ng salamin ay 30-40°C lamang, at mayroong mababang temperaturang tibay, mahinang dimensional stability sa mataas na temperatura, mga kahirapan sa pagbuo ng pelikula at iba pang mga disbentaha. Ang paghahalo ng PPC sa PBAT ay hindi lamang nagpapabuti sa kakayahan ng proseso ng PPC, ngunit nagbibigay din sa PBAT ng mas mahusay na pangkalahatang pagganap, at ang nagreresultang composite na materyal ay magkakaroon ng malaking espasyo sa pag-unlad sa mga disposable food packaging, mga medikal na materyales, atbp.

Dahil ang PPC fraction ay amorphous sa blended system, ang microcrystalline size ng PBAT/PPC composite film ay nababawasan; ang pagsasama ng PPC ay lubos na nagpapabuti sa tensile strength at gas barrier properties ng composite film habang tinitiyak ang biodegradability ng matrix. Bukod pa rito, ang presensya ng PPC at PBAT ay epektibong nagpapabuti sa thermal stability, crystallinity at mechanical properties ng mga blends; kapag 10% PPC by mass lamang ang naroroon, ang crystallization temperature ng mga blends ay tataas mula 37.5°C hanggang 66.8°C, na nagpapadali sa proseso ng pagbuo ng blown film.

Dahil ang PBAT ay isang mala-kristal na polimer at may malaking polar molecular chain, mayroon din itong mga problema sa pagiging tugma sa PPC. Ang pagpapakilala ng chain extender na triphenylmethane triisocyanate ay nagresulta sa isang makabuluhang pagtaas sa tensile at tears strength ng PBAT/PPC film sa parehong longitudinal at transverse na direksyon; ang pagpapakilala ng opening agent na monoglyceride stearate ay nagpabuti rin sa katatagan ng film habang hinihipan. Bukod pa rito, ang pagdaragdag ng bulking agent na ethylene methyl acrylate – glycidyl methacrylate (EMA-GMA) sa timpla ng PPC at PBAT ay hindi lamang nagpapabuti sa katatagan ng pagproseso at kalidad ng hinihipan na film, kundi epektibong nagpapabuti rin sa mga mekanikal na katangian nito, oxygen barrier at UV shielding properties.

-PBAT na sinamahan ng PBS-

Ang Polybutylene succinate (PBS) ay may pinakamahusay na pagganap sa pagproseso sa mga umiiral na biodegradable na plastik, na may mahusay na mekanikal na katangian; gayunpaman, ang mababang lagkit nito ay humahantong sa mahinang lakas ng pagkatunaw, na hindi angkop para sa pagproseso sa pamamagitan ng blow moulding o cast, at ang mga produkto ay may ilang pagkalutong. Samakatuwid, sa pamamagitan ng paggamit ng mga pinaghalong PBAT at PBS modified, ang mga bentahe ng pareho ay maaaring pagsamahin upang mapunan ang mga depekto, at ang mga produktong ginawa ay maaaring gamitin sa packaging, mga kagamitan sa mesa, mga pelikulang pang-agrikultura, mga materyales na biomedical at iba pang larangan.

Sa pangkalahatan, ang nilalaman ng PBS sa mga timpla ng PBAT/PBS ay hindi dapat masyadong mataas, hanggang sa humigit-kumulang 25% ang naaangkop. Natuklasan na ang mga timpla ng PBAT/PBS ay nagpapakita ng mataas na tensile modulus at mataas na elongation at break kapag ang mass fraction ng PBS ay 25%; kapag ang nilalaman ng PBS ay masyadong mataas, ang mga produkto ay nagpapakita ng matinding brittleness.

-PBAT na hinaluan ng PHBV-

Ang Poly(pentyl hydroxybutyrate) (PHBV) ay isang biomaterial na gawa sa natural na nababagong materyales, na na-synthesize sa pamamagitan ng fermentation gamit ang pinagmumulan ng carbon at enerhiya na nakaimbak sa mga mikroorganismo, na may mahusay na biodegradability at biocompatibility; gayunpaman, mayroon din itong mga disbentaha tulad ng mahinang thermal stability at mahinang katangian ng crystallization. Samakatuwid, ang paghahalo nito sa PBAT ay maaaring mapabuti ang mga katangian ng crystalline ng PHBV at mapahusay ang mga katangian ng pagproseso at aplikasyon ng materyal.

Ang timpla ng PHBV at PBAT ay nagpapakita ng mas mahusay na kakayahang iproseso at mga katangian ng pelikula; at ang mga mekanikal na katangian ng pelikula ay naaayon sa mga katangian ng mga komersyal na pelikula sa pagpapakete ng pagkain, na may mga strain na hanggang 750% sa break.

-PBAT na hinaluan ng PGA-

Ang Polyglycolic acid (PGA) ay may katulad na istrukturang molekular at mga katangian ng pagganap sa PLA, ngunit mayroon itong mas mahusay na mga katangian ng degradasyon at barrier; hindi lamang mababa ang gastos ng hilaw na materyales, kundi mayroon din itong mga bentahe ng mataas na tensile strength at mataas na temperatura ng heat deflection. Samakatuwid, ang pagpili ng PGA para sa pagbabago ng paghahalo ng PBAT ay may malaking potensyal para sa aplikasyon sa larangan ng mga produktong disposable tulad ng mga heat-resistant na kubyertos, biodegradable film bag at barrier packaging.

Natuklasan na ang mga PBAT/PGA composite na may PGA mass fraction na 20% ay may tensile strength na 25 MPa at elongation at break na mahigit 600%, na maaaring gamitin sa paggawa ng mga produktong film; ang mga PBAT/PGA composite na may PGA mass fraction na 80% ay may heat deflection temperature na 120°C habang pinapabuti ang toughness, na maaaring gamitin sa paggawa ng mga disposable tableware; samantala, ang pagdaragdag ng PGA ay maaaring makabuluhang mapabuti ang water vapour barrier performance ng mga PBAT/PGA composite film.

Katulad ng PLA, ang compatibility sa pagitan ng PGA at PBAT ay mababa, kaya kailangang pumili ng mga angkop na compatibiliser upang mapabuti ang dispersion ng sistema. Halimbawa, ang 4,4′-ylidenebis(isocyanatophenyl) (MDI) ay maaaring gamitin upang in situ i-capacitate ang mga PBAT/PGA composites. Ang matagumpay na reaksyon sa MDI ay nagresulta sa isang makabuluhang pagtaas sa interfacial adhesion ng mga blends at isang makabuluhang pagtaas sa impact strength mula 9.0 kJ/m2 hanggang 22.2 kJ/m2; at isang pagbawas sa crystallinity at spherical crystal size, na nag-ambag sa pinahusay na toughness ng mga composites at sa kanilang thermal stability.

-PBAT na hinaluan ng PVB-

Ang Polyvinyl butyral (PVB) ay produkto ng acid-catalyzed condensation ng polyvinyl alcohol at n-butyraldehyde, na may kaunting plasticizer sa mga recycled trimmings nito. Dahil sa istrukturang molekular nito, ang PVB ay pinagkalooban ng kombinasyon ng mataas na tensile strength, impact resistance, mataas na transparency, flexibility at degradability. Bilang isang edge recycled material, ang PVB ay makukuha sa maraming dami at sa mababang presyo, kaya ang pagpili nito bilang isang binagong materyal ay may malaking bentahe sa pag-unlad. Ang mababang konsentrasyon ng PVB ay nagpapataas ng crystallization temperature ng PBAT; ang compatibility at mechanical properties ng PBAT/PVB ay pinabubuti ng magkasanib na aksyon ng capacitor ionomer at PVB.