Модификация пластификации пленок PBAT/крахмала

Заполненные крахмалом материалы PBAT являются полностью биоразлагаемыми пластиками. Они обладают высокой эффективностью деградации в среде компостирования и могут быть полностью биодеградированы без каких -либо микропластических остатков. Они являются лучшими материалами для борьбы с белым загрязнением, а также являются исследовательской точкой доступа в последние годы.

Используя кукурузный крахмал и PBAT в качестве основного сырья, глицерина в качестве основного пластификатора, сорбитола и поливинилового спирта 200 в качестве вспомогательных пластификаторов, пленка PBAT, заполненная крахмалом, производится путем грануляции экструдера, а затем выдут литье. Пластизирующие эффекты различных пластификаторов в заполненных крахмалом материалов PBAT сравнивались, а также было исследовано влияние различных пластификаторов на механические свойства, шероховатость поверхности, поглощение воды и скорость растворения составных пленок.

01 Основная формула

На основании PBAT, крахмала, ADR и глицерина общее количество добавления пластификатора 6% остается неизменным. Другие вспомогательные пластификаторы смешиваются с 1% и 5% глицерином. После того, как крахмал перемешивается и смешан, его готовит в наполненные крахмалом частицы PBAT экструдером с двумя скважинами, а затем взорвится в пленку. Средняя толщина приготовленной пленки PBAT, заполненной крахмалом, составляла 0,040 мм.

02 Влияние пластификаторов на механические свойства пленок PBAT/крахмала

Из рисунка A можно увидеть, что добавление сорбитолового и глицеринового композитного пластификатора (то есть 2# образец) может значительно улучшить прочность на растяжение и удлинение при разрыве пленки PBAT, наполненной крахмалом. После добавления сорбита прочность на растяжение увеличилась с первоначальных 8,8 МПа до 12,8 МПа, удлинение при перерыве увеличилось с 532% до 710%, а свойства пленки были значительно улучшены; Прочность на растяжение и удлинение при разрыве пленок, изготовленных из полиэтиленгликоля, диметилформамида и глицерина, ниже, чем пластизирующий эффект отдельного глицерина, а прочность на растяжение составляет 6,1 МПа и 6,0 МПа соответственно. Интенсивность не поднимается, а падает.

Из рисунка B можно увидеть, что композитный пластификатор сорбитола и глицерина (образец 2#) может значительно улучшить ударную прочность на заполненную крахмалом пленку PBAT и лучше, чем композитный пластификатор PEG200, диметилформамида и глицерина.

Анализ показывает, что сорбит имеет более высокую вероятность взаимодействия с молекулярными цепочками крахмала, чем глицерин. Следовательно, сорбитоловые пластифицированные пленки демонстрируют более высокие межмолекулярные силы и увеличивают расстояние между молекулами, что обеспечивает лучшую пластизирующую эффект, а крахмал дополнительно пластифицируется и рассеивается, что приводит к более высокой прочности растяжения, удлинению при разрыве и воздействии силы пленки.

03 Влияние пластификатора на шероховатость поверхности пленки PBAT/крахмала

Из данных 2#<1#<3#<4#. Чем лучше пластизирующий эффект крахмала, тем меньше шероховатость поверхности пленки, тем выше прочность пленки и тем лучше. Это явление подтверждает влияние различных пластификаторов на механические свойства пленки со стороны.

Как видно из приведенного выше рисунка, пластифицирующий и диспергирующий эффект пластификатора на крахмал 2#> 1#> 3#> 4#.

04 Влияние пластификаторов на водопоглощение и скорость растворения пленок PBAT/крахмала

С точки зрения поглощения воды, водопоглощение водяной пленки PBAT, заполненной крахмалом, не сильно отличается, в основном от 2,5% до 3,0%.

Из скорости растворения пленка с 1# одиночным глицерином в качестве пластификатора имеет самую высокую растворимость воды. Сорбитол и PEG200 в качестве вспомогательных пластификаторов глицерина (образцы 2# и 3#) имеют одинаковую растворимость воды, которая немного ниже, чем у одиночного глицеринового пластификатора. Скорость растворения диметилформамида (образец 4#) и композитного пластификатора глицерина была самой низкой. С точки зрения скорости растворения, DMF может значительно снизить скорость растворения пленки, но необходимо учитывать вредное влияние DMF.

05 Заключение

(1) Влияние сорбитолового и глицеринового композитного пластификатора на пластификацию, дисперсию и распределение частиц крахмала лучше, чем у отдельного глицеринового пластификатора, а также лучше, чем композитный пластификатор PEG200, диметилформамида и глицерина.

(2) Чем лучше пластизирующий эффект крахмала, тем более равномерно распределение частиц по размерам, тем меньше шероховатость поверхности пленки и тем выше прочность на растяжение, сила маятника и удлинение при разрыве пленки.

(3) С точки зрения поглощения воды, влага пленки в основном происходит от водяного поглощения крахмала, а водопоглощение пластификатора мало влияет на всю пленку.