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如何有效降低PBAT复合膜的制备成本?

如何有效降低PBAT复合膜的制备成本? 基烁新材料
2021-08-09
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导读:PBS降解塑料报道近年来,将淀粉与PBAT共混制备包装材料成为一种可行的解决办法,可以达到降低成本,提高性能

PBS降解塑料报道

近年来,将淀粉与PBAT共混制备包装材料成为一种可行的解决办法,可以达到降低成本,提高性能的目的。目前,酸解淀粉的主要工业应用是在造纸、纺织等领域,在生物降解薄膜中的应用鲜有报道。因此,本研究选用酸解淀粉与PBAT共混吹膜,研究淀粉/PBAT比例对复合膜结构和性能的影响,以期制备出性能优良的淀粉基复合膜,为促进淀粉基材料的推广和应用提供参考。

PBAT是一种脂肪族-芳香族共聚酯,不仅有良好的生物降解性,而且还具有优异的机械性能,作为聚乙烯的潜在替代品,引起了广泛关注,但由于其价格高造成无法广泛应用。

淀粉是一种来源广泛、价格低廉、可完全生物降解的可再生资源,被认为是最具发展潜力的天然生物可降解材料之一。但纯淀粉材料脆性大、力学强度低和阻水较差等缺点限制了其推广应用。因此,目前国内外研究将淀粉与生物降解聚酯进行共混,通过添加增塑剂、增强剂、交联剂等,使共混物力学和阻水性能显著提高

一、材料与设备

1、材料与试剂:

(1)酸解淀粉(玉米改性淀粉,含水量11.12%

(2)PBAT(Biocosafe2003 F,密度为1.25g/cm3,熔点为115°C)

(3)纳米黏土DK3

(4)甘油、柠檬酸均为分析纯

2、仪器与设备:

(1)SHR-50高速混合机

(2)SHJ-20B双螺杆挤出机

(3)SCM-50单螺杆挤出吹膜机

(4)XNR-400D熔体流

(5)动速率仪

(6)MCR302智能模块化流变仪

(7)D8 ADVANCE型X-射线衍射仪

(8)Nexus iS5傅里叶变换红外光谱仪

(9)QUANTA FEG 250扫描电镜

(10)JC2000C1接触角测量仪

(11)XLW(PC)智能电子拉力实验机

(12)PERMETM W3/030水蒸气透过率测试仪

(13)VAC-V1气体渗透仪。

二、方法:

不同比例酸解淀粉/PBAT复合膜的制备将酸解淀粉、PBAT、纳米黏土和柠檬酸等固体物料置于高速混合机中低速(5Hz)混合5min,通过助剂阀门将甘油缓慢加入高速混合机中高速(20Hz)混合10min,所得的物料在室温下放置24h。

然后将混合的物料通过双螺杆挤出机进行挤压造粒,挤出机的各区温度设定为105、115、125、135、115、95°C,螺杆转速为200r/min,制得的物料经冷切粒机切成粒料。利用单螺杆挤出机进行挤出吹膜,吹膜机的各区温度设定为110、125、135、145、130、115°C,螺杆转速为30r/min。样品标记为SXPY,其中X是淀粉的重量含量,Y是PBAT的含量。


本研究旨在通过添加PBAT来提高淀粉膜的性能。在吹膜过程中,S100P0、S85P15两个样品由于淀粉含量太高而无法吹膜,因此对于复合膜的性质测定只有S70P30、S55P45及S40P60三个样品。

三、结论

酸解淀粉/PBAT比例对复合膜的结构和性能具有显著影响。

1、PBAT的加入使淀粉/PBAT共混物的流动性提高,纳米黏土的层间距增加,插层型纳米结构增强

2、随着PBAT含量的增加,淀粉膜的力学性能、疏水性能以及阻隔性能等均得到显著提高

3、淀粉/PBAT复合膜作为食品包装材料具有很大的应用潜力,可以有效节约成本并减轻环境污染。

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