PLA和PBAT改性技術(shù)：用硅灰石填充，可以增強(qiáng)增韌

生物降解托盤片材是目前研究、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，生物降解托盤片材因其自身的高脆性、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(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)控，以此提升生物降解托盤片材的綜合性能。

生物降解托盤片材是由己二酸丁二酯(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(qiáng)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(jìn)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(qiáng)度從41.08?MPa增至44.89?MPa，缺口沖擊強(qiáng)度從67.89?kJ／m2增至70.32?kJ／m2。生物降解托盤片材PBAT是基于化石燃料合成出來的高分子合物，因此比其它需要植物纖維，淀粉的可降解塑料原料供應(yīng)更充足。

淀粉基生物降解塑料

生物降解托盤片材中的淀粉是一種高分子碳水化合物，由葡萄糖分子聚合而成，具有來源豐富、價格低廉、可再生且可完全降解等優(yōu)點。

淀粉屬于高度結(jié)晶的一種化合物，分子之間靠很強(qiáng)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。普通淀粉的粒徑約為25μm，既可以作為一種填料制備可降解塑料，也可以改性后制備可降解塑料。

世界上篇關(guān)于淀粉可降解塑料的是由英國研究者Griffin發(fā)明的，自此淀粉基塑料研究的大門被打開。A：CMC的制備以自制甜菜膳食纖維粉為原料，乙醇溶液為溶劑，采用二次加堿法制備成膜基材——高粘度甜菜羧纖維素(CMC)。德國巴特爾研究所將青豌豆品種進(jìn)行改性，研制出很高含量的直鏈淀粉，可以用傳統(tǒng)的方法直接加工成型，得到了可以替代聚(PVC)的透明、柔軟、可完全降解的薄膜。

未來5年P(guān)LA產(chǎn)能將超330萬噸

   2021年1月5日，在中國生物降解樹脂“十四五”規(guī)劃PLA樹脂座談會上，深圳市高分子行業(yè)協(xié)會副會長、秘書長王文廣作了“十三五“期間PLA樹脂的發(fā)展情況及“十四五”規(guī)劃PLA樹脂的編寫草案報告。

十三五期間中國國內(nèi)PLA樹脂總產(chǎn)能達(dá)到8萬噸，供應(yīng)嚴(yán)重稀缺，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到市場需求。十四五期間在生物降解托盤片材合成上要加大政策扶植力度，補(bǔ)齊我國生物降解樹脂合成的這個短板。

   據(jù)生物基材料交易平臺統(tǒng)計，2020年全球已建和在建聚乳酸企業(yè)產(chǎn)能僅33.5萬噸，十四五期間中國企業(yè)PLA產(chǎn)能規(guī)劃PLA樹脂產(chǎn)能將超330萬噸。