A környezetbarát anyagok iránti kereslet az utóbbi években növekszik, a műanyag szennyezés és annak környezetre gyakorolt hatása miatti növekvő aggodalmak. A poli (butilén adipát - co - Terefthalate) (PBAT) egy biológiailag lebontható poliészter, amely jelentős figyelmet kapott a hagyományos nem biológiailag lebontható műanyagok fenntartható alternatívájaként. Mint PBAT biológiailag lebontható beszállító, gyakran azt kérdezik, hogy az adalékanyagok hozzáadása hogyan befolyásolja a PBAT biológiailag lebonthatóságát. Ebben a blogbejegyzésben belemerülni fogok ebbe a témába, feltárva a különféle adalékanyagokat, azok hatásait a PBAT biológiai lebontására és a különféle alkalmazásokra gyakorolt következményeket.
A PBAT biológiailag lebonthatóságának megértése
A PBAT egy 1,4 - butanediol, adipinsav és tereftalsavból szintetizált kopoliészter. Egyesíti a polietilén -tereftalát (PET) kiváló mechanikai tulajdonságait és az alifás poliészterek biológiai lebonthatóságát. A PBAT mikroorganizmusokkal bontható megfelelő környezeti körülmények között, például a talajban, a komposztban vagy a vízben szén -dioxidba, vízbe és biomasszává. Ez a biológiai lebonthatóság vonzó lehetőséget kínál olyan alkalmazások számára, mint például a csomagolás, a mezőgazdasági filmek és az eldobható fogyasztási cikkek.
A PBAT -val használt adalékanyagok típusai
Számos típusú adalékanyag létezik, amelyeket be lehet építeni a PBAT -ba, hogy javítsák a teljesítményét vagy módosítsák annak tulajdonságait. Ezek az adalékanyagok magukban foglalják:
Töltőanyagok
A töltőanyagokat gyakran adják a PBAT -hoz a költségek csökkentése, a mechanikai tulajdonságok javítása és a feldolgozási jellemzők fokozása érdekében. Általános töltőanyagok a kalcium -karbonát, a talkum és aPLA -anyag- A kalcium -karbonát egy széles körben használt töltőanyag, alacsony költsége és rendelkezésre állása miatt. Növelheti a PBAT merevségét és dimenziós stabilitását. A töltőanyagok hozzáadása azonban hatással lehet a PBAT biológiailag lebonthatóságára. A nagy mennyiségű töltőanyag olyan fizikai akadályt hozhat létre, amely lelassíthatja a mikroorganizmusok hozzáférését a PBAT mátrixhoz, ezáltal csökkentve a biológiai lebontási sebességet.
Lágyítószerek
A lágyítókat a PBAT rugalmasságának és feldolgozásának javítására használják. Úgy működnek, hogy csökkentik az intermolekuláris erőket a polimer láncok között, lehetővé téve számukra, hogy szabadon mozogjanak. A citrát alapú lágyítókat és az epoxidált szójaolajat általában használják a PBAT készítményekben. Noha a lágyítók javíthatják a PBAT mechanikai tulajdonságait, ezek befolyásolhatják annak biológiai lebonthatóságát is. Egyes lágyítók idővel kiszivároghatnak a polimer mátrixból, ami megváltoztathatja a PBAT felületi tulajdonságait, és befolyásolhatja a mikroorganizmusok rögzítését és aktivitását.
Kompatibilizátorok
Amikor a PBAT -t összekeverik más polimerekkel, példáulPLA PBSvagyPBAT PLA kukoricakeményítő, a kompatibilizátorokat gyakran adják hozzá a különböző polimerek közötti kompatibilitás javítása érdekében. A kompatibilizátorok javíthatják a polimer fázisok közötti felületi adhéziót, ami a keverék jobb mechanikai tulajdonságait eredményezi. Ugyanakkor a kompatibilizátorok jelenléte befolyásolhatja a PBAT -keverék biológiailag lebonthatóságát is. A kompatibilizáló kémiai szerkezete és reakcióképessége befolyásolhatja a teljes polimer rendszer lebomlási viselkedését.
Biológiailag lebontó gyorsítók
Néhány adalékanyagot kifejezetten a PBAT biológiai lebontásának felgyorsítására terveztek. Ezek az adalékanyagok katalizátorokként működhetnek, vagy tápanyagokat biztosíthatnak a biológiailag lebontási folyamatban részt vevő mikroorganizmusok számára. Például bizonyos enzimek vagy pro - oxidánsok hozzáadhatók a PBAT -hoz, hogy felgyorsítsák a bontását. Az enzimek kifejezetten megcélozhatják az észterkötéseket a PBAT -ban, megkönnyítve azok hidrolízisét. A pro -oxidánsok elindíthatják a PBAT oxidatív lebomlását, amelyet ezután biológiailag lebonthatnak.
Az adalékanyagok hatása a PBAT biológiailag lebonthatóságára
A töltőanyagok hatása a biológiai lebontásra
Mint korábban említettük, a töltőanyagok negatív hatással lehetnek a PBAT biológiailag lebonthatóságára. Ha nagy mennyiségű töltőanyagot adnak hozzá, a PBAT felülete, amely a mikrobiális támadáshoz rendelkezésre áll, csökken. A mikroorganizmusoknak hozzáférniük kell a polimer láncokhoz, hogy lebontják őket, és a töltőanyagok jelenléte akadályozhatja ezt a folyamatot. Például a kalcium -karbonát -részecskék bevonhatják a PBAT felületét, megakadályozva a mikroorganizmusok közvetlen érintkezését a polimerrel. Ha azonban a töltőanyag maga biológiailag lebontható, példáulPLA -anyag, a kompozit általános biológiai lebonthatóságát nem befolyásolhatja szignifikánsan. Valójában bizonyos esetekben egy kis mennyiségű biológiailag lebontható töltőanyag hozzáadása növelheti a biológiai lebontási sebességet, ha további helyeket biztosít a mikrobiális kolonizációhoz.
A lágyítók hatása a biológiailag lebontásra
A lágyítóknak a PBAT biológiailag lebonthatóságára gyakorolt hatása összetett. Egyrészt a lágyítók növelik a polimer láncok mobilitását, ami megkönnyítheti a mikroorganizmusok számára a PBAT hozzáférését és lebontását. Másrészt a lágyítók kimosódása megváltoztathatja a PBAT felületi tulajdonságait. Ha a lágyító egy réteget képez a PBAT felületén, akkor megakadályozhatja a mikroorganizmusok rögzítését. Ezenkívül egyes lágyítók mérgezőek lehetnek a mikroorganizmusokra, amelyek gátolhatják azok növekedését és aktivitását, ezáltal csökkentve a biológiai lebontási arányt.
A kompatibilizátorok szerepe a biológiailag lebontásban
A kompatibilizátorok különféle módon befolyásolhatják a PBAT -keverékek biológiai lebonthatóságát. Ha a kompatibilizáló biológiailag lebontható, akkor a PBAT és a keverék más polimereivel együtt bontható. Ha azonban a kompatibilizáló nem biológiailag lebontható vagy lassú lebomlási sebességgel rendelkezik, akkor hosszú ideig maradhat a környezetben, és befolyásolhatja a keverék általános biológiai lebontási teljesítményét. A kompatibilizáló kémiai szerkezete befolyásolhatja a keverékben lévő különféle polimerek és a mikroorganizmusok közötti kölcsönhatást is. Például egy hidrofób szerkezetű kompatibilizáló csökkentheti a keverék vízfelvételét, amely lelassíthatja a polimer láncok hidrolízisét.
A biológiailag lebontási gyorsító hatása
A biológiai lebontási gyorsítókat úgy tervezték, hogy javítsák a PBAT biológiailag lebonthatóságát. Az enzimek kifejezetten megcélozhatják az észterkötéseket a PBAT -ban, növelve a hidrolízis sebességét. A pro -oxidánsok oxidatív lebomlást kezdeményezhetnek, ami a PBAT -t hajlamosabbá teheti a mikrobiális támadásra. Ezen gyorsítók hatékonysága azonban különféle tényezőktől függ, például a gyorsító típusától és koncentrációjától, a környezeti feltételektől és más adalékanyagok jelenlététől. Bizonyos esetekben a túlzott mennyiségű gyorsító negatív hatással lehet a PBAT mechanikai tulajdonságaira, vagy nem kívánt oldali reakciókat okozhat.
A különböző alkalmazások következményei
Az adalékanyagok hozzáadása a PBAT -hoz eltérő következményekkel jár a különféle alkalmazásokra.
Csomagolási alkalmazások
A csomagolási alkalmazásokban a PBAT biológiailag lebonthatósága döntő jelentőségű. Ha a csomagolóanyagot komposztálhatónak tervezték, akkor a felhasznált adalékanyagok nem csökkenthetik jelentősen a biológiailag lebontási arányt. Például töltőanyagok használatakor az összeget gondosan ellenőrizni kell annak biztosítása érdekében, hogy a csomagolás továbbra is megfeleljen a komposztálhatósági előírásoknak. A biológiai lebontási gyorsítók felhasználhatók annak biztosítása érdekében, hogy a csomagolóanyag gyorsan lebomlik egy komposztáló környezetben.
Mezőgazdasági filmek
A PBAT -ból készített mezőgazdasági fóliákat használják a talaj hőmérsékletének, a nedvességtartalom és a gyomirtás javításához. Ezeknek a filmeknek jó mechanikai tulajdonságokkal kell rendelkezniük, és egy bizonyos felhasználási idő után lebontaniuk kell. Az adalékanyagok, például a lágyítók felhasználhatók a filmek rugalmasságának javítására. A lágyítóválasztásnak azonban a biológiailag lebonthatóságra gyakorolt hatása alapján kell alapulnia. A töltőanyagok hozzáadhatók a költségek csökkentése érdekében, de figyelembe kell venni a film lebomlására gyakorolt hatását a talajban.
Következtetés
Az adalékanyagok hozzáadása a PBAT -hoz jelentősen befolyásolhatja a biológiailag lebonthatóságát. Noha egyes adalékanyagok javíthatják a PBAT teljesítményét, ezek szintén befolyásolhatják annak képességét, hogy lebontják a környezetet. PBAT biológiailag lebontható szállítójaként fontos, hogy az alkalmazás konkrét követelményei és a kívánt biológiai lebontási arány alapján gondosan válasszuk ki az adalékanyagokat. A különböző adalékanyagok PBAT biológiailag lebonthatóságára gyakorolt hatásainak megértésével kidolgozhatjuk a teljesítményt és a környezeti fenntarthatóságot.
Ha érdekli, hogy többet megtudjon a PBAT biológiailag lebontható termékeinkről, vagy rendelkezik az alkalmazásokra vonatkozó konkrét követelményekkel, kérjük, vegye fel velünk a kapcsolatot a beszerzés és a további megbeszélések céljából. Elkötelezettek vagyunk a magas színvonalú és fenntartható megoldások biztosításáért az Ön igényeinek kielégítésére.
Referenciák
- Albertsson, A. - C., és Karlsson, S. (1997). Az alifás poliészterek lebontása és stabilizálása. Haladás a Polimer Science -ben, 22 (8), 1123 - 1163.
- Lunt, J. (1998). Poli (tejsav) polimerek. Journal of Polymers and the Environment, 6 (1), 23–32.
- Mozgalom, Y., Kabalia, BP, Uguwu, CU és Abay, S. (2009). A műanyagok biológiailag lebonthatósága. 10 (9),