翌科带你看懂可生物降解塑料
生物基可降解塑料主要有:聚乳酸(PLA)、聚羟基烷酸酯(PHA)等;
石化基生物降解塑料是指以化学合成的方法将石化产品单体聚合而得的塑料:聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)、聚己内酯(PCL),聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、二氧化碳共聚物(PPC)、聚乙醇酸(PGA)等。
(1)生物基可降解塑料
PLA具有十分可靠的稳定性、生物可降解性、以及安全性,其制品具备良好的力学性能而且容易加工。但缺点是降解条件相对苛刻,但由于PLA在生物降解塑料中具有相对较低的成本,因此其消费量居于前列。PLA可以广泛用于购物袋、食品包装等。
PHA具有良好的生物可降解性且熔点和强度均高于LDPE,但是其生产成本过高,因此目前其市场化程度较低,另外PHA降解速率十分的快,存储稳定性稍差。所以PHA主要应用于高端生物医用材料。
(2)石油基可降解塑料
石化基生物降解塑料是指以化学合成的方法将石化产品单体聚合而得的塑料:聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)、聚己内酯(PCL),聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、二氧化碳共聚物(PPC)、聚乙醇酸(PGA)等。
PBAT:聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯具有较好的延展性、断裂伸长率。但是其水蒸气阻隔性和氧气阻隔性较差。PBAT可以用于餐具、化妆品瓶及药品瓶的包装、一次性医疗用品、农用薄膜、农药及化肥缓释材料。
PCL:聚己内酯的熔点仅为60℃,使用上限温度低,而且其价格也比较高,为万元/吨,另外其降解速率也较慢。因此,其应用范围十分受限,产业化程度较低,目前可用于高端生物医用材料等领域。
PBS:聚丁二酸丁二醇酯具有良好的生物相容性和生物可吸收性,良好的耐热性能。PBS可以用于包装薄膜、餐具、发泡包材、日用品瓶、药品瓶、农用薄膜、农药及化肥缓释材料等领域。
PPC:二氧化碳共聚物的水蒸气阻隔性和氧气阻隔性高,它具有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击能力,可单独用做结构材料,可作为隔氧材料,表面活性剂,陶瓷胶粘剂,热熔胶等。
PGA:聚乙醇酸的熔点和强度高于LDPE ,但拉伸韧性低于LDPE ,相比PLA,PGA具有非常优异的强度和气体阻隔性,其在高性能塑料领域有着较高应用潜力,如高阻气性包装材料和工程塑料。
PBS/PBAT是世界上产量最高的两种降解塑料,其全球生产能力可达300,000 t/a,且市场认可度较高,最有希望在一次性塑料产品领域中取代 PLA/PBAT。但是目前 PHA和 PGA的生产成本太高,商品化程度低,而且在 PHA和 PGA储存中存在很大的问题。然而,鉴于它们各自独特的性能,并在今后将会降低成本,其发展前景有待于考察。
PPC、 PCL等可降解塑料的现有生产能力及未来增长预测能力都较低,主要原因是这类可生物降解塑料还处于工业化初期、生产技术不成熟、市场认可度不高、现阶段无法与 PLA和 PBS/PBAT在替代通用塑料方面竞争,而多用于高端生物医用材料领域。。
生物降解塑料种类和性能虽五花八门,但也存在一些普遍问题:
(1)生产成本与价格高
大多数生物降解材料的价格是普通塑料的2~3倍,而PHA的价格则更高,达到6倍以上。
(2)性能与传统塑料相比还有很大差距
生物的降解过程降解各种生物降解塑料降解周期不明确,可控性较差。并且和传统塑料相比,其可应用的综合性能尚需进一步完善。
虽然生物降解材料价格较高,且单个原材料的性能各有缺陷,可是随着国家和地方政府针对塑料污染出台的一系列“限塑令”,生物可降解材料迎来加速发展期。翌科新材致力于生物降解材料研发多年,有丰富的生物降解经验,在PBAT改性方面有自己独特的见解,其PBAT改性扩链剂ECO-act 3507,是行业PBAT改性的明星牌号。