プラスチック製品は軽量、高強度、耐腐食性、コスト効率、加工性に優れており、日常生活で広く利用されています。近年、プラスチックの需要は急速に増加しています。しかし、石油由来のプラスチックは自然分解しません。そのため、白色プラスチック廃棄物は深刻な環境汚染を引き起こしています。そのため、分解しない石油由来プラスチックに代わる生分解性プラスチックの開発は、ポリマー材料開発における避けられない流れとなっています。 炭酸カルシウム 環境に優しい素材の需要が高まるにつれ、分解性プラスチックは重要な焦点となりつつあります。プラスチック廃棄物をめぐる環境への懸念が高まる中、 炭酸カルシウム 効果的なソリューションを提供します。プラスチックの機械的特性を向上させるだけでなく、プラスチック製品の生分解性の向上にも役立ちます。この機能的利点と環境的利点の組み合わせにより、 炭酸カルシウム 持続可能で分解可能なプラスチック材料の開発に不可欠な添加剤です。
充填技術の現状
生分解性プラスチック樹脂は比較的高価であるため、その普及は限定的です。生分解性プラスチック製品は主に日用品であるため、大規模な適用は困難です。コスト効率の高い生分解性プラスチックの開発は、その利用拡大の鍵となります。生分解性プラスチック改質システムには、デンプン、炭酸カルシウム、タルクといった低コストの充填剤が用いられます。これらの充填剤は分解性能に影響を与えず、環境に配慮した廃棄が可能です。生分解性プラスチック製品の開発には、充填剤の高含有技術が不可欠です。炭酸カルシウムは、生分解性プラスチックの特性向上に重要な役割を果たします。
PBAT系複合材料の性能に関する研究
研究と試験の結果、炭酸カルシウムとPBATのブレンドの引張特性は、炭酸カルシウム含有量が0%から50%に増加するにつれて、最初は増加し、その後低下することが示されています。しかし、カップリング剤KH560と相溶化剤ADRを添加することで、50%の炭酸カルシウム-PBATブレンドの引張特性が大幅に向上しました。カップリング剤2%と相溶化剤1%の含有量で、ブレンドの引張性能はピークに達しました。
同様に、マトリックス材料としてPBATを使用し、充填剤として50%炭酸カルシウムを使用した二重層複合材料は、 コーティング この技術は優れた生分解性と良好な機械性能を示した。炭酸カルシウムを0.5% KH560および0.5%チタン酸エステル102で表面改質することで、複合材料の引張強度が向上した。添加剤を変更しない単層コーティング法と比較して、二層コーティングされた複合材料は引張強度が大幅に向上した。
PBAT系材料における炭酸カルシウム充填率の影響
二軸押出機を用いて、炭酸カルシウムマスターバッチとPBATを溶融混合し、均質な材料を形成した。その結果、炭酸カルシウム含有量が増加するにつれて、PBATの破断伸びと引張強度は低下することが示された。炭酸カルシウムマスターバッチの含有量が40%に達すると、PBATの破断伸びは59.68%減少し、引張強度は56.19%減少した。炭酸カルシウム含有量の増加に伴い、衝撃強度は増加した。40%の炭酸カルシウムマスターバッチでは、PBATの衝撃強度は46.52%上昇した。炭酸カルシウム含有量の増加は、PBATのビカット軟化温度にほとんど影響を与えなかった。PBATの密度は炭酸カルシウム含有量とともに増加した。含有量が40%に達すると、密度は1.44g/cm³となり、19%増加した。
Al-CaCO3の分解性能におけるブレークスルー 修正済み 人民解放軍
炭酸カルシウムは 修正された 炭酸アルミニウムカルシウム（Al-CaCO3）を調製し、そのPLA分解性能への影響を調べた。その結果、Al-CaCO3はPLAの分解性能を大幅に向上させることが示された。純粋なPLAは8日間で約20%しか分解しなかったのに対し、30%を超えるAl-CaCO3を添加すると、PLAは3日以内に完全に分解することができた。この性能向上は、家庭用および産業用の堆肥化におけるPLAの応用に有益である。
結論
炭酸カルシウムなどの低コストの充填剤は、生分解性プラスチックの改質に大きな可能性を秘めています。充填剤配合率の最適化、表面改質技術の革新、そして相乗効果のある添加剤の活用により、材料性能とコストのバランスを効果的に達成できます。今後は、高充填率における性能制御戦略の継続的な探求と、様々なマトリックス材料と充填剤の適合性に関するより深い研究が、価格障壁を克服し、生分解性プラスチック製品の大規模導入を実現するための確固たる基盤を築くことになるでしょう。
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