Plastizisierungsmodifikation von PBAT/Stärkefilmen

PBAT-Materialien gefüllt mit Stärke sind vollständig biologisch abbaubare Kunststoffe. Sie haben eine hohe Abbau -Effizienz in einer Kompostierungsumgebung und können ohne mikroplastische Reste vollständig biologisch abgebaut werden. Sie sind die besten Materialien, um mit weißer Verschmutzung umzugehen, und in den letzten Jahren auch ein Forschungs -Hotspot.

Mit Maisstärke und PBAT als Haupt Rohstoffe, Glycerin als Hauptweichmacher, Sorbit und Polyvinylalkohol 200 als Auxiliary-Weichmacher wird der PBAT-Film mit der Stärke gefüllt, indem sie Extruder-Granulation und dann Blasenformung betrifft. Die plastizisierenden Effekte verschiedener Weichmacher in mit Stärke gefüllten PBAT-Materialien wurden verglichen, und die Auswirkungen verschiedener Weiche auf die mechanischen Eigenschaften, die Oberflächenrauheit, die Wasserabsorption und die Auflösungsrate von Verbundfilmen wurden ebenfalls untersucht.

01 Grundformel

Basierend auf PBAT, Stärke, ADR und Glycerin bleibt die Gesamtanzeige des Weichmachers 6% unverändert. Andere Hilfsauxiliär -Weichmacher werden mit 1% und 5% Glycerin gemischt. Nachdem die Stärke gerührt und gemischt wurde, wird sie durch einen Twin-Screw-Extruder in mit Stärke gefüllte PBAT-Partikel hergestellt und dann in einen Film geblasen. Die durchschnittliche Dicke des vorbereiteten, gefüllten PBAT-Films betrug 0,040 mm.

02 Auswirkungen von Weichmachern auf die mechanischen Eigenschaften von PBAT/Stärkefilmen

Aus Abbildung A ist ersichtlich, dass die Zugabe von Sorbitol- und Glycerol-Verbund-Weichmacher (dh 2# Probe) die Zugfestigkeit und Dehnung bei der Bruch des von Stärke gefüllten PBAT-Films erheblich verbessern kann. Nach dem Hinzufügen von Sorbitol stieg die Zugfestigkeit von der ursprünglichen 8,8 MPa auf 12,8 MPa, die Dehnung bei Pause von 532% auf 710% und die Filmeigenschaften waren erheblich verbessert. Die Zugfestigkeit und Dehnung bei Bruch der Filme aus Polyethylenglykol, Dimethylformamid und Glycerin sind niedriger als der plastifizierende Effekt von Einzelglycerin und die Zugfestigkeit von 6,1 MPa bzw. 6,0 MPa. Die Intensität steigt nicht, sondern fällt.

Aus Abbildung B ist ersichtlich, dass der zusammengesetzte Weichmacher von Sorbitol und Glycerin (Probe 2#) die Aufprallfestigkeit des mit Stärke gefüllten PBAT-Films signifikant verbessern kann und besser als der zusammengesetzte Weichmacher von PEG200, Dimethylformamid und Glycerin.

Die Analyse zeigt, dass Sorbit eine höhere Wahrscheinlichkeit hat, mit Stärkemolekularketten als Glycerin zu interagieren. Daher zeigen Sorbit -plastizisierte Filme höhere intermolekulare Kräfte und erhöhen den Abstand zwischen Molekülen, wodurch ein besserer plastifizierender Effekt erzielt wird. Die Stärke wird weiter plastizisiert und dispergiert, was zu einer höheren Zugfestigkeit, der Ausdehnung und der Schlagkraft des Films führt.

03 Wirkung von Weichmacher auf die Oberflächenrauheit des PBAT/Stärkefilms

Aus den Daten 2#<1#<3#<4#. Je besser die plastisierende Wirkung von Stärke ist, desto kleiner die Oberflächenrauheit des Films, desto höher die Filmstärke und desto besser die Zähigkeit. Dieses Phänomen unterstützt den Einfluss verschiedener Weichmacher auf die mechanischen Eigenschaften des Films von der Seite.

Wie aus der obigen Abbildung hervorgeht, beträgt der plastizisierende und dispergierende Effekt von Weichmacher auf Stärke 2#> 1#> 3#> 4#.

04 Auswirkungen von Weichmachern auf die Wasserabsorption und die Auflösungsraten von PBAT/Stärkefilmen

Aus der Perspektive der Wasseraufnahme ist die Wasseraufnahme von PBAT-Film von Stärke nicht viel unterschiedlich, im Grunde 2,5 bis 3,0%.

Aus der Auflösungsrate hat der Film mit 1# Single Glycerin als Weichmacher die höchste Wasserlöslichkeit. Sorbit und PEG200 als Hilfsauxiliär -Plastizierer von Glycerin (Proben 2# und 3#) haben die gleiche Wasserlöslichkeit, die etwas niedriger ist als der von Einzelglycerin -Weichmachern. Die Auflösungsrate von Dimethylformamid (Probe 4#) und Glycerol -Verbund -Weichmacher war der niedrigste. In Bezug auf die Auflösungsrate kann DMF die Auflösungsrate des Films erheblich reduzieren, aber die schädlichen Auswirkungen von DMF müssen berücksichtigt werden.

05 Schlussfolgerung

(1) Die Auswirkung von Sorbit- und Glycerin -Verbund -Weichmacher auf die Plastikisation, Dispersion und Partikelgrößenverteilung von Stärke ist besser als der von Einzelglycerin -Weichmachern und auch besser als der Verbundstoffgeräte von PEG200, Dimethylformamid und Glycerin.

(2) Je besser die plastifizierende Wirkung von Stärke ist, desto gleichmäßiger die Partikelgrößenverteilung, desto kleiner die Oberflächenrauheit des Films und je höher die Zugfestigkeit, die Pendelfaktorfestigkeit und die Dehnung des Films.

(3) Aus der Sicht der Wasserabsorption kommt die Feuchtigkeit des Films hauptsächlich aus der Wasseraufnahme von Stärke, und die Wasseraufnahme des Weichmachers hat nur geringe Auswirkungen auf den gesamten Film.