I prodotti in plastica sono leggeri, resistenti, resistenti alla corrosione, convenienti e facili da lavorare. Sono ampiamente utilizzati nella vita quotidiana. Negli ultimi anni, la domanda di plastica è aumentata rapidamente. Tuttavia, le plastiche derivate dal petrolio non si degradano naturalmente. I rifiuti di plastica bianca causano un grave inquinamento ambientale. Pertanto, lo sviluppo di plastiche biodegradabili per sostituire le plastiche derivate dal petrolio non degradabili è una tendenza inevitabile nello sviluppo di materiali polimerici. Carbonato di calcio La produzione di plastica degradabile sta diventando un'area di interesse chiave, con la crescente domanda di materiali ecocompatibili. Con le crescenti preoccupazioni ambientali legate ai rifiuti di plastica, carbonato di calcio Offre una soluzione efficace. Non solo migliora le proprietà meccaniche delle materie plastiche, ma contribuisce anche a migliorare la biodegradabilità dei prodotti in plastica. Questa combinazione di vantaggi funzionali e ambientali rende carbonato di calcio un additivo essenziale nello sviluppo di materiali plastici sostenibili e degradabili.
Stato attuale della tecnologia di riempimento
Il prezzo delle resine plastiche degradabili è relativamente elevato, limitandone l'adozione su larga scala. I prodotti in plastica degradabile sono per lo più articoli di uso quotidiano, il che ne ostacola l'applicazione su larga scala. Lo sviluppo di plastiche degradabili a basso costo è fondamentale per ampliarne l'utilizzo. Nei sistemi di modifica delle plastiche degradabili vengono utilizzati riempitivi a basso costo come amido, carbonato di calcio e talco. Questi riempitivi non influiscono sulle prestazioni di degradazione e sono smaltibili nel rispetto dell'ambiente. La tecnologia ad alto contenuto di riempitivi è fondamentale per lo sviluppo di prodotti in plastica degradabile. Il carbonato di calcio svolge un ruolo significativo nel migliorare le proprietà delle plastiche degradabili.
Studio sulle prestazioni dei materiali compositi a base di PBAT
Ricerche e test hanno dimostrato che le proprietà tensili delle miscele di carbonato di calcio e PBAT inizialmente aumentano e poi diminuiscono all'aumentare del contenuto di carbonato di calcio da 0% a 50%. Tuttavia, l'aggiunta dell'agente di accoppiamento KH560 e del compatibilizzante ADR ha migliorato significativamente le proprietà tensili della miscela di carbonato di calcio e PBAT 50%. Con un contenuto di agente di accoppiamento pari a 2% e di compatibilizzante pari a 1%, le prestazioni tensili della miscela hanno raggiunto il loro massimo.
Allo stesso modo, utilizzando PBAT come materiale di matrice e carbonato di calcio 50% come riempitivo, il composito realizzato con doppio strato rivestimento La tecnologia ha mostrato un'eccellente biodegradabilità e buone prestazioni meccaniche. La modifica superficiale del carbonato di calcio con KH560 0,5% e estere titanato 102 0,5% ha migliorato la resistenza a trazione del composito. Rispetto al metodo di rivestimento a strato singolo con additivi invariati, il composito rivestito a doppio strato ha mostrato un miglioramento significativo della resistenza a trazione.
Effetto del rapporto di riempimento del carbonato di calcio sui materiali a base di PBAT
Utilizzando un estrusore bivite, il masterbatch di carbonato di calcio e il PBAT sono stati miscelati per fusione per formare un materiale omogeneo. I risultati hanno mostrato che all'aumentare del contenuto di carbonato di calcio, l'allungamento a rottura e la resistenza a trazione del PBAT diminuivano. Quando il contenuto di masterbatch di carbonato di calcio ha raggiunto 40%, l'allungamento a rottura del PBAT è diminuito di 59,68% e la resistenza a trazione di 56,19%. La resistenza all'impatto è aumentata con un maggiore contenuto di carbonato di calcio. Con un masterbatch di carbonato di calcio di 40%, la resistenza all'impatto del PBAT è aumentata di 46,52%. L'aumento del contenuto di carbonato di calcio ha avuto un effetto minimo sulla temperatura di rammollimento Vicat del PBAT. La densità del PBAT è aumentata con il contenuto di carbonato di calcio. Quando il contenuto ha raggiunto 40%, la densità era di 1,44 g/cm³, con un aumento di 19%.
Svolta nelle prestazioni di degradazione di Al-CaCO3 Modificato PLA
Il carbonato di calcio era modificato per ottenere carbonato di alluminio-calcio (Al-CaCO3), e ne è stato studiato l'effetto sulle prestazioni di degradazione del PLA. I risultati hanno mostrato che Al-CaCO3 ha migliorato significativamente le prestazioni di degradazione del PLA. Il PLA puro si è degradato solo di circa 20% in 8 giorni, mentre l'aggiunta di oltre 30% di Al-CaCO3 ha permesso al PLA di degradarsi completamente in 3 giorni. Questo miglioramento è vantaggioso per l'applicazione del materiale nel compostaggio domestico e industriale.
Conclusione
Riempitivi a basso costo come il carbonato di calcio mostrano un grande potenziale nella modifica delle plastiche degradabili. Ottimizzando i rapporti di riempimento, innovando le tecniche di modifica superficiale e utilizzando additivi sinergici, è possibile raggiungere un equilibrio efficace tra prestazioni e costi dei materiali. In futuro, la continua esplorazione di strategie di controllo delle prestazioni ad alti livelli di riempimento e una ricerca più approfondita sulla compatibilità tra diversi materiali di matrice e riempitivi porranno solide basi per superare la barriera del prezzo e raggiungere l'adozione su larga scala di prodotti in plastica degradabile.
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