根據可生物降解材料研究所的數據,PBSA是一種具有良好加工性能的半結晶熱塑性共聚酯,但其高昂的價格限制了其在市場上的應用。因此,有可能将PBSA與廉價且可降解的TPS摻混,或引入PLA來完成PBSA / TPS / PBSA複合材料的基本配方,從而形成具有優異機械性能和成本優勢的可完全生物降解的材料,具有廣泛的應用前景。在市場上的應用價值。
01.澱粉和熱塑性澱粉(TPS)
澱粉廣泛分布于水果,水果或植物的根或葉中。世界每年生産數億噸澱粉,這是許多可再生和可生物降解的資源之一,并且具有來源廣泛,價格低廉的優點。目前,可降解塑料總産量的2/3以上是澱粉可生物降解塑料。
澱粉的基本結構單元是吡喃葡萄糖,根據澱粉的結構特征可分為直鍊澱粉和支鍊澱粉。
支鍊澱粉結構
直鍊澱粉結構
天然澱粉具有微晶結構和顆粒結構,因此沒有熱塑性加工性。在外力,熱量和增塑劑的協同作用下,原始晶體結構被破壞,澱粉具有熱塑性加工性。這種澱粉也稱為熱塑性澱粉,熱塑性澱粉的加工溫度在105℃至190℃之間。
目前,中國有幾種制備熱塑性澱粉的技術路線:
1.澱粉與增塑劑共擠出;
2.配混活性澱粉和可降解聚合物;
3.通過接枝技術制備熱塑性澱粉;
4.醚化改性澱粉,并在骨架材料(例如纖維素等)中與增塑劑複合。
02. PBSA / TPS複合材料的制備
TPS的制備
玉米澱粉在120℃的烤箱中幹燥5小時,以确保水分含量在1%以内。然後,将玉米澱粉和甘油在高速混合器中按質量比100:20進行混合,然後送入長徑比為36:1的同向雙螺杆擠出機中進行制粒。冷切。從進料口到擠出機頭末端的擠出機各階段的螺杆筒溫度設定為80℃,110℃,130℃,130℃,130℃,120℃。在200r / min的螺杆速度和50Kg / h的進料速度下獲得TPS,以備後用。
PBSA / TPS制備
PBSA在80℃下幹燥5小時,然後在高速混合器中與TPS高速混合,質量比分别為0 / 100、10 / 90、30 / 70和50/50。将pbsa均勻混合後,送入長徑比為36:1的擠出機中,在130℃至150℃的加工溫度下擠出并制粒,制得具有不同TPS質量分數的pbs。
03. TPS / PLA複合材料的制備
TPS的制備方法與上述相同
TPS / PLA準備
在80℃的烤箱中幹燥PLA 5小時,以确保水分含量低于600ppm,然後在高速混合機中按照配方表中所示的比例将其與TPS混合,然後将其送入擠出機 長徑比為36:1。 從排出口到擠出機頭端部的各段擠出機的溫度設定為130℃,150℃,150℃,160℃,165℃,160℃,160℃。 以200r / min的螺杆速度和50Kg / h的進料速度制備TPS / PLA複合顆粒。
04.制備pbsa / TPS / PLA複合材料
将PBSA和PLA在80℃的烤箱中烘烤5小時,以确保水分含量小于600 ppm,TPS的含量固定為30%,并調整PLA和PBSA的含量。 将它們按照下圖所示的比例在高速混合器中混合,然後以長徑比36:1送入擠出機。 從排出口到擠出機頭末端的擠出機各部分的螺杆機筒溫度設定為130℃,140℃,140℃,150℃,140℃和130℃。 以200r / min的螺杆速度和50Kg / h的進料速度制備PBSA / TPS / PLA複合顆粒。
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