PBAT-г ямар задралд ордог полимерүүдтэй хольж болох вэ?

Полибутилен терефталат (PBAT) нь урт гинжин алифатик нүүрсустөрөгчийн уян хатан чанарыг үнэрт цагирагны хатуулагтай хослуулсан гинжин сегментүүдтэй, бүрэн био задралд ордог алифатик-ароматик сополиэфирийн шинэ төрөл бөгөөд маш сайн уян хатан чанарыг өгдөг. Үүний үр дүнд PBAT нь био задралд ордог хуванцар судалгаа, зах зээлийн сайн хэрэглээнд хамгийн идэвхтэй задардаг материалуудын нэг болсон. Гэсэн хэдий ч молекулын гинжин хэлхээнд үнэрт PBT гинжин сегментүүд байгаа нь харьцангуй удаан задралын хурдыг бий болгодог. Энэ нь мөн бага талстлаг, өндөр зуурамтгай чанартай тул наалдахад маш мэдрэмтгий болгодог. Үүнээс гадна, материал нь харьцангуй үнэтэй тул зах зээлийн хөгжил, хэрэглээг хязгаарладаг. Тиймээс өртгийг бууруулж, өндөр гүйцэтгэлтэй задардаг хуванцарыг олж авахын тулд PBAT-ийн өөрчлөлтийг судлах шаардлагатай. PBAT-ийг био задралд ордог полимерүүдтэй холих нь батлагдсан өөрчлөлтийн арга бөгөөд PBAT-ийн задралд нөлөөлөхгүйгээр бусад шинж чанарыг сайжруулж чаддаг бөгөөд зарим био задралд ордог полимерүүд нь PBAT-ийн задралын хурдыг нэмэгдүүлдэг.

-PBAT нь PLA-тай холилдсон-

Хамгийн их судлагдсан, арилжааны хувьд амжилттай био задралд ордог материалуудын нэг болох полилактик хүчил (PLA) нь маш сайн гялгар болон саадтай шинж чанартай боловч хатуу, бага хатуулагтай, уян хатан чанаргүй, уян хатан чанаргүй гэх мэт сул талуудтай. Тиймээс өндөр хатуулагтай PBAT-ийг PLA-тай холих нь PLA-ийн хатуулгийг сайжруулаад зогсохгүй PBAT-ийн задралын хурдыг хурдасгадаг.

PLA нэмэх нь PBAT-ийн талст шинж чанарт нөлөөлөхгүйгээр хольцын суналтын бат бэхийг мэдэгдэхүйц сайжруулдаг болохыг тогтоосон; мөн хайлалтын зуурамтгай чанар нэмэгдэх нь боловсруулалт болон хэлбэржүүлэх явцад PBAT хальсны тогтвортой байдлыг сайжруулдаг болохыг тогтоожээ.

PBAT болон PLA нь хоорондоо нийцэхгүй системүүд тул одоогоор хоёрын хоорондох нийцлийг сайжруулах, улмаар илүү сайн механик шинж чанартай хольцуудыг бий болгоход чиглэсэн илүү их судалгаа хийгдэж байна. Жишээлбэл, глицидил метакрилат (GMA)-г 3%-5% массын фракцтайгаар нэгтгэснээр PLA/PBAT хольцын цохилтын хүчийг 26.5% ба 51.7% хүртэл нэмэгдүүлж, PLA дахь PBAT-ийн тархалтыг сайжруулж чадна. Үүнээс гадна, гинжин сунгагч нэмэх нь хоёрын хоорондох гадаргуугийн хурцадмал байдлыг мэдэгдэхүйц бууруулж, PBAT/PLA хальсны уян хатан чанарыг эрс сайжруулдаг; олон үйлдэлт бүлгийн хуванцаржуулагч болон конденсаторыг нэмэх нь PBAT/PLA хольцод сайн багтаамж болон хуванцаржуулах нөлөө үзүүлэхийн зэрэгцээ боловсруулалтын шинж чанарыг сайжруулдаг.

-PBAT-г PPC-тэй хольсон-

Полипропилен карбонат (PPC) ньбайгаль орчинд ээлтэй хуванцарҮйлдвэрийн хаягдал нүүрстөрөгчийн давхар исэл болон пропилен ислийг ээлжлэн сополимержуулах замаар хийсэн бөгөөд энэ нь задралд тэсвэртэй, нэвчилтэд маш сайн тэсвэртэй. Гэсэн хэдий ч энэ нь аморф материал бөгөөд шилэн шилжилтийн температур нь ердөө 30-40°C бөгөөд бага температурт хатуулаг, өндөр температурт хэмжээст тогтвортой байдал муу, хальс үүсэхэд бэрхшээлтэй гэх мэт сул талуудтай. PPC-г PBAT-тай холих нь PPC-ийн үйл явцын чадварыг сайжруулаад зогсохгүй PBAT-д илүү сайн ерөнхий гүйцэтгэлийг өгдөг бөгөөд үүнээс үүссэн нийлмэл материал нь нэг удаагийн хүнсний сав баглаа боодол, эмнэлгийн материал гэх мэт салбарт маш сайн хөгжлийн зайтай байх болно.

Холимог системд PPC фракц нь аморф байх тул PBAT/PPC нийлмэл хальсны микрокристалл хэмжээ багасдаг; PPC-г оруулах нь нийлмэл хальсны суналтын бат бэх болон хийн хаалтын шинж чанарыг эрс сайжруулж, матрицын био задралд орох чадварыг баталгаажуулдаг. Үүнээс гадна, PPC болон PBAT-ийн оролцоо нь хольцын дулааны тогтвортой байдал, талст чанар болон механик шинж чанарыг үр дүнтэй сайжруулдаг; зөвхөн 10% PPC масстай үед хольцын талсжих температур 37.5°C-аас 66.8°C хүртэл нэмэгддэг бөгөөд энэ нь үлээлгэх хальс үүсгэх процессыг хөнгөвчилдөг.

PBAT нь талст полимер бөгөөд том туйлт молекулын гинжтэй тул PPC-тэй нийцтэй байдлын асуудалтай байдаг. Гинжний сунгагч трифенилметан триизоцианатыг нэвтрүүлснээр PBAT/PPC хальсны уртааш болон хөндлөн чиглэлд суналт болон урагдах бат бэх мэдэгдэхүйц нэмэгдсэн; нээх бодис моноглицерид стеаратыг нэвтрүүлснээр үлээх явцад хальсны тогтвортой байдлыг сайжруулсан. Үүнээс гадна, PPC болон PBAT холимогт бөөгнөрүүлэгч бодис болох этилен метил акрилат - глицидил метакрилат (EMA-GMA)-г нэмснээр үлээсэн хальсны боловсруулалтын тогтвортой байдал, чанарыг сайжруулаад зогсохгүй механик шинж чанар, хүчилтөрөгчийн саад болон хэт ягаан туяанаас хамгаалах шинж чанарыг үр дүнтэй сайжруулдаг.

-PBAT нь PBS-тэй хосолсон-

Полибутилен сукцинат (PBS) нь одоо байгаа био задралд ордог хуванцаруудаас хамгийн сайн боловсруулалтын гүйцэтгэлтэй бөгөөд маш сайн механик шинж чанартай; Гэсэн хэдий ч түүний бага зуурамтгай чанар нь хайлах бат бөх чанар муудахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь үлээх хэвэнд цутгах эсвэл цутгах замаар боловсруулахад тохиромжгүй бөгөөд бүтээгдэхүүн нь тодорхой хэврэг шинж чанартай байдаг. Тиймээс PBAT болон PBS-ийн өөрчлөгдсөн хольцыг ашигласнаар хоёулангийнх нь давуу талыг хослуулан согогийг нөхөж, үйлдвэрлэсэн бүтээгдэхүүнийг сав баглаа боодол, ширээний хэрэгсэл, хөдөө аж ахуйн хальс, биоанагаахын материал болон бусад салбарт ашиглаж болно.

Ерөнхийдөө PBAT/PBS хольц дахь PBS-ийн агууламж хэт өндөр байж болохгүй, ойролцоогоор 25% байх нь тохиромжтой. PBS-ийн массын фракц 25% байхад PBAT/PBS хольцууд нь өндөр суналтын модуль болон завсарлагааны үед өндөр суналт үзүүлдэг болохыг тогтоосон; PBS-ийн агууламж хэт өндөр байвал бүтээгдэхүүнүүд хүчтэй хэврэг болдог.

-PBAT нь PHBV-тэй хамт холилдсон-

Поли(пентил гидроксибутират) (PHBV) нь байгалийн нөхөн сэргээгдэх материалаар хийгдсэн, нүүрстөрөгчийн эх үүсвэр болон бичил биетэнд хадгалагдсан энергиэр исгэх замаар нийлэгжүүлсэн биоматериал бөгөөд био задрал болон био нийцтэй байдал сайтай; гэсэн хэдий ч дулааны тогтвортой байдал муу, талсжих шинж чанар муу зэрэг сул талуудтай. Тиймээс үүнийг PBAT-тай холих нь PHBV-ийн талст шинж чанарыг сайжруулж, материалын боловсруулалт болон хэрэглээний шинж чанарыг сайжруулж чадна.

PHBV болон PBAT-ийн холимог нь илүү сайн боловсруулалт болон хальсны шинж чанарыг харуулдаг; мөн хальсны механик шинж чанар нь арилжааны хүнсний сав баглаа боодлын хальстай нийцдэг бөгөөд тасрах үед омог нь 750% хүртэл байдаг.

-PBAT нь PGA-тай холилдсон-

Полигликолын хүчил (PGA) нь PLA-тай төстэй молекулын бүтэц, гүйцэтгэлийн шинж чанартай боловч илүү сайн задрал болон саад тотгорын шинж чанартай; түүхий эдийн өртөг багатай төдийгүй өндөр суналтын бат бэх, өндөр дулаан хазайлтын температур зэрэг давуу талуудтай. Тиймээс PBAT холих өөрчлөлтөд зориулсан PGA-г сонгох нь халуунд тэсвэртэй ширээний хэрэгсэл, биологийн задралд ордог хальсан уут, саад тотгорын сав баглаа боодол зэрэг нэг удаагийн бүтээгдэхүүний салбарт ашиглах боломжтой.

PGA массын фракц нь 20% байдаг PBAT/PGA нийлмэл материалууд нь суналтын бат бэх нь 25 МПа, тасрах үед 600%-иас дээш суналттай байдаг нь тогтоогдсон бөгөөд үүнийг хальсан бүтээгдэхүүн хийхэд ашиглаж болно; PGA массын фракц нь 80% байдаг PBAT/PGA нийлмэл материалууд нь 120°C дулааны хазайлтын температуртай байдаг бол нэг удаагийн ширээний хэрэгсэл хийхэд ашиглаж болох бат бөх чанарыг сайжруулдаг; үүний зэрэгцээ PGA нэмэх нь PBAT/PGA нийлмэл хальсны усны уурын саадыг мэдэгдэхүйц сайжруулж чадна.

PLA-тай адил PGA болон PBAT-ийн хоорондох нийцтэй байдал муу тул системийн тархалтыг сайжруулахын тулд тохиромжтой нийцүүлэгчдийг сонгох шаардлагатай. Жишээлбэл, 4,4′-илиденбис (изоцианатофенил) (MDI)-ийг PBAT/PGA композитуудыг in situ-д багтаахад ашиглаж болно. MDI-тэй амжилттай урвалд орсноор хольцын гадаргуугийн наалдац мэдэгдэхүйц нэмэгдэж, цохилтын бат бэх 9.0 кЖ/м2-оос 22.2 кЖ/м2 хүртэл мэдэгдэхүйц нэмэгдсэн; мөн талст чанар болон бөмбөрцөг талстын хэмжээ буурсан нь композитуудын бат бөх чанар болон дулааны тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлэхэд нөлөөлсөн.

-PBAT-г PVB-тэй хольсон-

Поливинил бутирал (PVB) нь поливинил спирт болон n-бутиральдегидийн хүчил-катализаторын конденсацийн бүтээгдэхүүн бөгөөд дахин боловсруулсан өнгөлгөөнд нь тодорхой хэмжээний хуванцаржуулагч агуулагддаг. Молекулын бүтцийн ачаар PVB нь өндөр суналтын бат бэх, цохилтод тэсвэртэй байдал, өндөр тунгалаг байдал, уян хатан байдал, задралын хослолтой. Ирмэгийн дахин боловсруулсан материал болох PVB нь их хэмжээгээр, хямд үнээр худалдаалагддаг тул өөрчлөгдсөн материал болгон сонгох нь хөгжлийн давуу талуудтай. PVB-ийн бага концентраци нь PBAT-ийн талсжих температурыг нэмэгдүүлдэг; конденсаторын иономер ба PVB-ийн хамтарсан үйлчлэлээр PBAT/PVB-ийн нийцтэй байдал болон механик шинж чанар сайжирдаг.