Йо! Като доставчик на PBAT и PLA, видях от първа ръка как тези материали правят вълни в света на биоразградимите пластмаси. Но като всички материали, те се предлагат със собствен набор от проблеми със съвместимостта, когато са смесени с други неща. Така че, нека се потопим какви са тези проблеми с съвместимостта и как те могат да повлияят на вашите проекти.
Първо, нека да представим бързо PBAT и PLA. PBAT, или полибутилен адипат терефталат, е биоразградим съполистер, който е известен със своята гъвкавост и здравина. От друга страна, PLA или полилактична киселина е термопластичен полиестер, получен от възобновяеми ресурси като царевично нишесте или захарна тръстика. Можете да научите повече за тези страхотни материали тук:PBAT PLAиPLA материал.
Съвместимост с други полимери
Когато става въпрос за смесване на PBAT и PLA с други полимери, нещата могат да станат малко трудни. Да започнем с PBAT. PBAT има добра съвместимост с някои полимери, като полиетилен (PE) и полипропилен (PP). Когато се смеси с тези полимери, PBAT може да подобри биоразградимостта си, като същевременно поддържа някои от техните механични свойства. Съвместимостта обаче не винаги е перфектна.
Например, когато PBAT се смесва с PE, разликата в точките им за топене и кристалността може да доведе до отделяне на фазата. Това означава, че двата полимера не се смесват равномерно, което може да доведе до лоши механични свойства в крайния продукт. За да преодолеем това, често трябва да използваме съвместители. Това са вещества, които помагат на двата полимера да се смесват по -добре, като намалят междуфазното напрежение между тях.
Сега, нека поговорим за PLA. PLA има ограничена съвместимост с много общи полимери. Високата му скованост и бритота могат да затруднят смесването с по -гъвкави полимери като PBAT. Когато PLA се смесва с PBAT, често виждаме двуфазна структура. PLA образува твърда фаза, докато PBAT образува по -гъвкава фаза. Това може да доведе до проблеми с адхезията между двете фази, които могат да повлияят на цялостната ефективност на сместа.
Въпреки това, с правилните техники за обработка и добавянето на съвместители, можем да подобрим съвместимостта между PLA и PBAT. Например, може да се използва реактивна съвместима, при която се появява химическа реакция между двата полимера и съвместимостта, за да се образува по -стабилна смес. Можете да научите повече за биоразградимите смоли като тезиБиоразградима смола.
Съвместимост с пълнители и добавки
Пълнителите и добавките често се използват в пластмасови формулировки за подобряване на свойствата като здравина, твърдост и забавяне на пламъка. Но когато става въпрос за PBAT и PLA, не всички пълнители и добавки са създадени равни по отношение на съвместимостта.
Да започнем с пълнители. Неорганичните пълнители като калциев карбонат и талк обикновено се използват в пластмасите. Те могат да подобрят твърдостта и стабилността на размерите на смесите PBAT и PLA. Въпреки това, повърхностните свойства на тези пълнители могат да повлияят на тяхната съвместимост с полимерите. Например, ако пълнителят има висока повърхностна енергия, той може да не се разпръсне добре в полимерната матрица, което води до агломерация. Това може да доведе до лоши механични свойства и намаляване на биоразградимостта на крайния продукт.
За да се подобри съвместимостта на пълнителите с PBAT и PLA, могат да се използват повърхностни обработки. Тези обработки могат да променят повърхностната енергия на пълнителя, което го прави по -съвместим с полимера. Например, агентите за свързване на силанови могат да се използват за лечение на неорганични пълнители, подобряване на тяхната адхезия към полимерната матрица.
Добавки като пластификатори и антиоксиданти също се използват в формулировки на PBAT и PLA. Пластификаторите се използват за подобряване на гъвкавостта на PLA, която е естествено крехка. Не всички пластификатори обаче са съвместими с PLA. Някои пластификатори могат да мигрират от полимера с течение на времето, което води до загуба на гъвкавост и потенциално замърсяване на околната среда.
Антиоксидантите се използват за предотвратяване на окисляването на PBAT и PLA по време на обработката и употребата. Но изборът на антиоксидант е от решаващо значение. Някои антиоксиданти могат да реагират с полимерите или други добавки във формулировката, което води до обезцветяване или намаляване на биоразградимостта на продукта.
Съвместимост с естествени влакна
Естествените влакна, като дървени влакна, ленени влакна и конопени влакна, все повече се използват в биоразградими композити. Те предлагат устойчива алтернатива на синтетичните влакна и могат да подобрят механичните свойства на PBAT и PLA смеси. Въпреки това, като при пълнители и добавки, могат да възникнат проблеми с съвместимостта.
Основният проблем при естествените влакна е тяхната хидрофилна природа. PBAT и PLA са хидрофобни полимери, което означава, че не се смесват добре с водата - любящи естествени влакна. Това може да доведе до лоша адхезия между влакната и полимерната матрица, което води до намаляване на механичните свойства на композита.
За да се подобри съвместимостта между естествените влакна и PBAT/PLA смеси, могат да се правят повърхностни модификации на влакната. Например, влакната могат да бъдат третирани с химикали, за да се намали тяхната хидрофилност. Друг подход е използването на свързващи агенти, които могат да образуват химическа връзка между влакната и полимерната матрица, подобрявайки адхезията.
Въздействие върху обработката
Проблемите с съвместимостта на PBAT и PLA с други материали също могат да окажат значително влияние върху обработката на тези материали. Например, ако има лоша съвместимост между полимерите в смес, това може да доведе до проблеми по време на екструдиране или инжекционно формоване.
По време на екструзия, разделянето на фазата може да причини неравномерен поток на стопилката, което води до повърхностни дефекти в екструдирания продукт. При формоването на инжектиране лошата съвместимост може да доведе до непълно запълване на кухината на плесен, което води до частични дефекти.
За да се преодолеят тези проблеми с обработката, трябва да се изберат правилни условия за обработка. Това може да включва регулиране на температурата, налягането и скоростта на винта по време на екструзия или формоване на инжектиране. Освен това, използването на съвместители и помощни средства за обработка може да помогне за подобряване на потока на свойствата на сместа и да се намали вероятността от дефекти на обработката.
Защо има значение за вашите проекти
Разбирането на проблемите на съвместимостта на PBAT и PLA с други материали е от решаващо значение за всеки, който иска да използва тези биоразградими полимери в своите проекти. Независимо дали сте в опаковъчната индустрия, автомобилната индустрия или индустрията на потребителските стоки, получаването на правилното съвместимост може да означава разликата между успешен продукт и провал.
Например, в опаковката, смес от PBAT и PLA с добра съвместимост може да доведе до опаковъчен материал, който е както силен, така и биоразградим. Това може да помогне за задоволяване на нарастващото търсене на устойчиви решения за опаковане. В автомобилната индустрия композитите, направени от PBAT/PLA и естествени влакна, могат да предложат лека и устойчива алтернатива на традиционните материали.
Искате ли да си поговорим за това?
Ако се интересувате от използване на PBAT и PLA във вашите проекти и искате да научите повече за това как да преодолеете тези проблеми с съвместимостта, бих искал да разговарям с вас. Можем да обсъдим вашите специфични изисквания и да измислим най -добрите решения за вашите нужди. Не се колебайте да се свържете и да започнете разговора за вашите потенциални покупки на PBAT и PLA.
ЛИТЕРАТУРА
- Auras, R., Harte, B., & Selke, S. (2004). Преглед на полилактидите като опаковъчни материали. Макромолекулярна биологична указание, 4 (9), 835 - 864.
- Zhang, X., & Thomas, S. (2018). Биоразградими полимери и техните слоести силикатни нанокомпозити: при зелено на света на материалите на 21 век. Напредък в полимерната наука, 33 (10), 1131 - 1204.
- Avérous, L., & Pollet, E. (2012). Биоразградими многофазни системи, базирани на пластифицирано нишесте: Преглед. Journal of Materials Science, 47 (2), 435 - 458.