PBAT hansı parçalanan polimerlərlə qarışdırıla bilər?

Polibutilen tereftalat (PBAT), uzun zəncirli alifatik karbohidrogenlərin elastikliyini aromatik halqaların sərtliyi ilə birləşdirən və əla elastiklik verən zəncir seqmentlərinə malik yeni bir növ tam bioloji parçalana bilən alifatik-aromatik kopoliesterdir. Nəticədə, PBAT bioloji parçalana bilən plastik tədqiqatlarında və yaxşı bazar tətbiqlərində ən aktiv parçalana bilən materiallardan birinə çevrilmişdir. Lakin, molekulyar zəncirdə aromatik PBT zəncir seqmentlərinin olması nisbətən yavaş parçalanma sürətinə səbəb olur. Həmçinin aşağı kristallıq və yüksək özlülüyə malikdir ki, bu da onu yapışmaya çox həssas edir. Bundan əlavə, material nisbətən bahadır və bu da onun bazar inkişafını və tətbiqini daha da məhdudlaşdırır. Buna görə də, dəyəri azaltmaq və yüksək performanslı parçalana bilən plastiklər əldə etmək üçün PBAT-ın modifikasiyası öyrənilməlidir. PBAT-ın bioloji parçalana bilən polimerlərlə qarışdırılması, PBAT-ın parçalanmasına təsir etmədən digər xüsusiyyətləri yaxşılaşdıra bilən sübut olunmuş modifikasiya üsuludur və bəzi bioloji parçalana bilən polimerlər də PBAT-ın parçalanma sürətini artıra bilər.

-PBAT PLA ilə qarışdırılıb-

Ən çox tədqiq edilmiş və kommersiya baxımından uğurlu bioloji parçalanan materiallardan biri olan polilaktik turşu (PLA) əla parıltı və maneə xüsusiyyətlərinə malikdir, eyni zamanda sərt və daha az möhkəm olmaq, elastiklik və elastiklik çatışmazlığı kimi mənfi cəhətlərə malikdir. Buna görə də, yüksək möhkəmlikli PBAT-ın PLA ilə qarışığı yalnız PLA-nın möhkəmliyini artırmaqla yanaşı, həm də PBAT-ın parçalanma sürətini sürətləndirə bilər.

PLA-nın əlavə edilməsinin PBAT-ın kristal xüsusiyyətlərinə təsir etmədən qarışığın dartılma möhkəmliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırdığı və ərimə özlülüyünün artmasının emal və formalaşdırma zamanı PBAT filmlərinin sabitliyini artırdığı aşkar edilmişdir.

PBAT və PLA uyğunsuz sistemlər olduğundan, hazırda daha çox tədqiqat ikisinin uyğunluğunun yaxşılaşdırılmasına əsaslanır və nəticədə daha yaxşı mexaniki xüsusiyyətlərə malik qarışıqlar əldə edilir. Məsələn, qlisidil metakrilatın (GMA) 3%-dən 5%-ə qədər kütlə payına daxil edilməsi PLA/PBAT qarışıqlarının təsir gücünü 26.5%-ə və 51.7%-ə qədər artıra bilər və eyni zamanda PBAT-ın PLA-da dispersiyasını yaxşılaşdırır. Bundan əlavə, zəncir genişləndiricisinin əlavə edilməsi ikisi arasındakı səth gərginliyini əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər ki, bu da PBAT/PLA filmlərinin elastikliyini xeyli yaxşılaşdırır; çoxfunksiyalı qrup plastifikatorunun və kondensatorun əlavə edilməsi emal xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırarkən PBAT/PLA qarışıqlarına yaxşı tutum və plastikləşdirmə effekti yarada bilər.

-PBAT PPC ilə qarışdırılıb-

Polipropilen karbonat (PPC) birekoloji cəhətdən təmiz plastiksənaye tullantılarının karbon qazı və propilen oksidinin alternativ kopolimerləşməsi ilə hazırlanır ki, bu da parçalanma qabiliyyətinə və keçiriciliyə qarşı əla müqavimətə malikdir. Bununla belə, bu, amorf bir materialdır, şüşə keçid temperaturu cəmi 30-40°C-dir və aşağı temperaturda möhkəmlik, yüksək temperaturda ölçülü sabitlik zəifdir, film əmələ gəlməsində çətinliklər və digər çatışmazlıqlar mövcuddur. PPC-nin PBAT ilə qarışdırılması yalnız PPC-nin proses qabiliyyətini yaxşılaşdırmaqla yanaşı, həm də PBAT-a daha əla ümumi performans təmin edir və nəticədə yaranan kompozit material birdəfəlik qida qablaşdırmasında, tibbi materiallarda və s. böyük inkişaf sahəsinə malik olacaqdır.

Qarışıq sistemdə PPC fraksiyası amorf olduğundan, PBAT/PPC kompozit filminin mikrokristal ölçüsü azalır; PPC-nin daxil edilməsi kompozit filmin dartılma möhkəmliyini və qaz maneə xüsusiyyətlərini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır və eyni zamanda matrisin bioloji parçalanma qabiliyyətini təmin edir. Bundan əlavə, PPC və PBAT-ın olması qarışıqların istilik stabilliyini, kristallığını və mexaniki xüsusiyyətlərini effektiv şəkildə yaxşılaşdırır; kütlə baxımından yalnız 10% PPC olduqda, qarışıqların kristallaşma temperaturu 37.5°C-dən 66.8°C-yə qədər artır ki, bu da üfürülmüş film əmələ gətirmə prosesini asanlaşdırır.

PBAT kristal polimer olduğundan və böyük qütb molekulyar zəncirə malik olduğundan, PPC ilə uyğunluq problemləri də mövcuddur. Zəncir genişləndiricisi trifenilmetan triizosiyanatının tətbiqi PBAT/PPC filminin həm uzununa, həm də eninə istiqamətlərdə dartılma və cırılma möhkəmliyinin əhəmiyyətli dərəcədə artmasına səbəb oldu; açıcı maddə monoqliserid stearatın tətbiqi də üfürmə zamanı filmin stabilliyini artırdı. Bundan əlavə, PPC və PBAT qarışığına qablaşdırma maddəsi olan etilen metil akrilat - qlisidil metakrilat (EMA-GMA) əlavə edilməsi yalnız üfürülən filmin emal stabilliyini və keyfiyyətini yaxşılaşdırmaqla yanaşı, həm də onun mexaniki xüsusiyyətlərini, oksigen baryerini və UB qoruyucu xüsusiyyətlərini effektiv şəkildə yaxşılaşdırır.

-PBAT PBS ilə birləşdi-

Polibutilen suksinat (PBS) mövcud bioloji parçalanan plastiklər arasında ən yaxşı emal göstəricisinə malikdir və əla mexaniki xüsusiyyətlərə malikdir; lakin onun aşağı özlülüyü zəif ərimə gücünə səbəb olur ki, bu da üfürmə və ya tökmə yolu ilə emal üçün əlverişli deyil və məhsullar müəyyən kövrəkliyə malikdir. Buna görə də, PBAT və PBS modifikasiya olunmuş qarışıqlarından istifadə etməklə hər ikisinin üstünlükləri qüsurları kompensasiya etmək üçün birləşdirilə bilər və istehsal olunan məhsullar qablaşdırma, süfrə qabları, kənd təsərrüfatı filmləri, biotibbi materiallar və digər sahələrdə istifadə edilə bilər.

Ümumiyyətlə, PBAT/PBS qarışıqlarında PBS tərkibi çox yüksək olmamalı, təxminən 25%-ə qədər olması məqsədəuyğundur. PBS-in kütlə payı 25% olduqda, PBAT/PBS qarışıqlarının yüksək dartılma modulu və qırılma zamanı yüksək uzanma nümayiş etdirdiyi aşkar edilmişdir; PBS tərkibi çox yüksək olduqda, məhsullar güclü kövrəklik nümayiş etdirir.

-PBAT PHBV ilə birlikdə qarışdı-

Poli(pentil hidroksibutirat) (PHBV) təbii bərpa olunan materiallardan hazırlanmış, karbon mənbəyi və mikroorqanizmlərdə saxlanılan enerji ilə fermentasiya yolu ilə sintez edilmiş, yaxşı bioloji parçalanma və biouyğunluğa malik biomaterialdır; lakin, onun zəif istilik stabilliyi və zəif kristallaşma xüsusiyyətləri kimi mənfi cəhətləri də var. Buna görə də, onu PBAT ilə qarışdırmaq PHBV-nin kristal xüsusiyyətlərini yaxşılaşdıra və materialın emal və tətbiq xüsusiyyətlərini artıra bilər.

PHBV və PBAT qarışığı daha yaxşı emal qabiliyyəti və film xüsusiyyətləri nümayiş etdirir; və filmin mexaniki xüsusiyyətləri kommersiya qida qablaşdırma filmlərinin xüsusiyyətlərinə uyğundur, qırılma zamanı deformasiyalar 750%-ə qədər olur.

-PBAT PGA ilə qarışdırılıb-

Poliqlikolik turşu (PGA) PLA-ya bənzər molekulyar quruluşa və performans xüsusiyyətlərinə malikdir, lakin daha əla parçalanma və maneə xüsusiyyətlərinə malikdir; xammalın qiyməti aşağı olmaqla yanaşı, həm də yüksək dartılma möhkəmliyi və yüksək istilik defleksiyası temperaturu üstünlüklərinə malikdir. Buna görə də, PBAT qarışdırma modifikasiyası üçün PGA seçimi istiliyədavamlı süfrə qabları, bioloji parçalana bilən film torbaları və maneə qablaşdırması kimi birdəfəlik məhsullar sahəsində tətbiq üçün böyük potensiala malikdir.

Məlum olub ki, PGA kütlə payı 20% olan PBAT/PGA kompozitləri 25 MPa dartılma möhkəmliyinə və qırılma zamanı 600%-dən çox uzanma qabiliyyətinə malikdir və bu da plyonka məhsulları hazırlamaq üçün istifadə edilə bilər; PGA kütlə payı 80% olan PBAT/PGA kompozitləri isə birdəfəlik süfrə qabları hazırlamaq üçün istifadə edilə bilən möhkəmliyi artırarkən 120°C istilik defleksiya temperaturuna malikdir; bu arada, PGA-nın əlavə edilməsi PBAT/PGA kompozit filmlərinin su buxar maneəsi performansını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra bilər.

PLA-ya bənzər şəkildə, PGA və PBAT arasındakı uyğunluq zəifdir, buna görə də sistemin dispersiyasını yaxşılaşdırmaq üçün uyğun uyğunlaşdırıcılar seçilməlidir. Məsələn, 4,4′-ilidenbis(izosiyanatofenil) (MDI) PBAT/PGA kompozitlərini yerində tutumlandırmaq üçün istifadə edilə bilər. MDI ilə uğurlu reaksiya qarışıqların səthi yapışmasında əhəmiyyətli dərəcədə artım və zərbə gücünün 9.0 kJ/m2-dən 22.2 kJ/m2-ə qədər əhəmiyyətli dərəcədə artmasına; eləcə də kristallığın və sferik kristal ölçüsünün azalmasına səbəb oldu ki, bu da kompozitlərin möhkəmliyinin və onların istilik stabilliyinin artmasına kömək etdi.

-PBAT PVB ilə qarışdırılıb-

Polivinil butiral (PVB), təkrar emal olunmuş hissələrində müəyyən miqdarda plastifikator olan polivinil spirti və n-butiraldehidin turşu katalizli kondensasiyasının məhsuludur. Molekulyar quruluşuna görə PVB yüksək dartılma möhkəmliyi, zərbəyə davamlılıq, yüksək şəffaflıq, elastiklik və parçalanma qabiliyyətinin kombinasiyasına malikdir. Kənar təkrar emal materialı kimi PVB çox miqdarda və aşağı qiymətlərlə mövcuddur, buna görə də onun modifikasiya olunmuş material kimi seçilməsi böyük inkişaf üstünlüklərinə malikdir. PVB-nin aşağı konsentrasiyası PBAT-ın kristallaşma temperaturunu artırır; PBAT/PVB-nin uyğunluğu və mexaniki xüsusiyyətləri kondensator ionomerinin və PVB-nin birgə təsiri ilə yaxşılaşdırılır.