可以用于生物可降解塑料的助劑有哪些？今天給大家介紹全方面的
可以用于生物可降解塑料的助劑有哪些？
聚乳酸等結晶性聚酯配套成核劑
眾所周知，結晶型聚合物的結晶行為包括結晶形態(tài)、結晶度、結晶速率等直接決定了制品的性能。添加成核劑作為一種簡單高效的提高聚合物結晶性能的方式被越來越多的從業(yè)者所接受和關注。聚乳酸 ( PLA ) 、 聚乙醇 酸 ( PGA ) 、 聚羥基烷醇酸酯 ( PHAs) 等半結晶性生物可降解聚酯的結晶行為的研究在業(yè)內(nèi)也成為了一個研究熱點。
近年來，滑石粉、酰胺、酰肼、碳納米管、肌醇、多面體齊聚半倍硅氧烷、杯芳烴、環(huán)糊精、層狀膦酸鹽等各類成核劑的相關報道層出不窮，但成熟高效的工業(yè)品種卻鮮有報道。 目前為止，對生物可降解塑料成核劑的研究主要集中在無機材料類、有機化合物類、鹽類與高分子材料類等方面。
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無機材料類成核劑
無機材料作為最常用的一類應用于聚乳酸等生物可降解塑料的成核劑，主要包括層狀硅酸鹽化合物、無機鹽類化合物、無機非金屬類氧化物以及碳材料等。
滑石粉用作 PLA 成核劑常被作為比較成核劑效力高低的標準。早在1996 年，Kolstad等研究發(fā)現(xiàn)滑石粉能夠顯著提高 PLA 的結晶速度。2003 年日本學者 Nam等研究發(fā)現(xiàn)，蒙脫土對 PLA 的晶體結構和結晶速率產(chǎn)生很大影響，同時，加入低摩爾質量脂肪酸會更進一步增加聚乳酸的結晶速率。趙秀麗等研究結果發(fā)現(xiàn)，在 PLA 中加入亞麻纖維可以有效促進結晶。該團隊同時發(fā)現(xiàn) PLA 在添加 1. 5%納米 CaCO3、氣相 SiO2時，結晶最快，形成了典型球晶。
總而言之，無機材料類成核劑的最大特點是來源廣泛，價廉易得，可以促進生物可降解塑料的成核與結晶。但是，由于其在基體聚合物中的相容性較差，容易導致塑料制品性能下降或者不穩(wěn)定等缺點限制了其應用范圍。
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有機化合物類
有機類成核劑具有用量小、起效快、相容性好等優(yōu)點，是近年來的研究熱點。國內(nèi)外相對成熟的類別主要集中在酰肼與酰胺兩大類。
（1）酰肼類
酰肼是羧酸及其衍生物與肼或者烴基取代肼反應生成的含有 R1—CONHNH—R2基團的化合物。目前聚乳酸專用酰肼類成核劑品種主要為芳基酰肼化合物。
旭電化 Kawamoto等合成了一系列酰肼類成核劑，并測試了該系列成核劑對 PLA 結晶的影響。研究表明，二羧酸水楊酸酰肼極大地促進了 PLA 的結晶。
（2）酰胺類
有研究表明，乙撐雙硬脂酰胺 ( EBS、EBH- SA) 類化合物對 PLA 的結晶過程有促進作用。2006 年新日本理化公司推出了一種具有芳基三酰胺結構的 PLA 成核劑。近期，日產(chǎn)化學推出了牌號為 Ecopromote 的系列成核劑。據(jù)報道，該成核劑不僅可以提高 PLA 的結晶速度還可以提高 PLA 的熱變形溫度和透明性。
（3）有機鹽類
有機磷酸鹽類也是一類具有優(yōu)異性能的 PLA 配套成核劑。研究表明，此類成核劑可以很好地促進 PLA 結晶生長，并且能夠很好的細化晶粒，效果遠勝滑石粉等無機類成核劑。
（4）超分子化學類
超分子化學類成核劑的代表品種為杯芳烴與環(huán)糊精。研究表明，此類成核劑可以改善聚乳酸的結晶性能，但未見工業(yè)化成熟品種。
（5）高分子材料類
高分子材料類成核劑包括聚羥基乙酸及其衍生物、聚乙醇酸及其衍生物與全芳族聚酯等。其中，研究最多且應 用最為廣泛的是 PLLA/PDLA 立構體。大量研究表明，立構體的晶體會先于單純的 PLLA 或 PDLA 的均聚晶體而形成，而且立構體的成核速度極快，因此可以提供大量晶核，有效地促進純 PLLA 的結晶過程。
綜上所述，生物可降解塑料 PLA 的配套成核劑的研究在國內(nèi)外已經(jīng)廣泛展開，并收獲了優(yōu)異的效果。PLA 配套成核劑的研究發(fā)展方向主要集中在改善PLA 耐熱性、透明性與改善結晶行為等方面。同時，成核劑的高效化、綠色化、無害化也是今后發(fā)展的主要方向之一。
反應型官能化聚合物擴鏈劑
由于 PLA、聚羥基脂肪酸酯 ( PHA) 、聚 ( 己二 酸丁二醇酯/對苯二甲酸丁二醇酯) ( PBAT) 、聚對苯二甲酸乙二醇酯 ( PET) 、聚對苯二甲酸丁二醇酯 ( PBT) 等可生物降解聚合物含有豐富的羧基、羥基等反應性官能團，所以在加工和應用中不可避免地會發(fā)生受熱降解現(xiàn)象，進而導致熔體強度和制品力學性能的降低。
因此，開發(fā)和應用反應型官能化聚合物擴鏈劑是改善縮聚類生物可降解聚合物加工應用性能的重要途徑。
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