使用可再生原材料今天越来越普遍普遍,因为它代表了可持续发展框架的良好策略。事实上,日常应用的新化学品和材料更常见于生物质而不是来自油衍生物。在最常见的使用生物聚合物中,存在具有大量的工业生产的聚乳酸(PLA),并且具有不同的纯度。PLA是一种可生物降解的聚酯,来自可再生来源,如玉米淀粉;它通过乳酸的衍生物的衍生物的衍生物来生产,这是从可再生源的大量可用。PLA是在1932年首次描述的,但只有1960年,它引起了生物医学应用的兴趣。2002年,推出了第一个工业生产,今天PLA是最广泛使用的生物塑料。不幸的是,PLA在包装行业中有一些缺点,即:
1)其化学性质与聚苯乙烯类似,但比PET的那些类似;
2)其热阻差,这导致运输,储存和加工过程中的问题,以及食品包装中的容器的变形;
3)其氧气阻隔性能低于尼龙和PET的氧气屏障性质。
众所周知,聚合物的化学改性是改变其性能的良好策略,并且精确地沿着这个方向移动L. Genovese等人。克服PLA的缺点并增加其用作食品批准的包装材料。该研究的作者在具有三嵌段ABA结构的共聚物中制备了薄膜,其中A是聚乳酸(PLLA),B是基于琥珀酸的Ad Hoc合成的生物聚合物,更精确地含有丙烯和新戊基二醇的共聚酯琥珀酸。聚乳酸(PLLA)是由L-丙交酯的聚合引起的PLA的形式。制备了不同A / B块块比的五种不同样品:15/85;24/76;43/57;46/54;对于比较,对于仅含有PLLA单位的聚合物,也是如此。通过以下步骤进行材料合成:
1)B生物聚合物的合成;
2)合成ABA共聚物;
3)通过压缩成型制备薄膜。用梳理粉末在40℃下压制粉末中的共聚物ABA,即在材料熔点上方。在压力机中,将熔融材料进行2吨的压力2分钟。最后,将薄膜冷却至模具中的室温,同时在压力下保持持续;
4)在室温下储存一个月,达到完美的平衡状态。
为了突出块A和B之间的不同性质,然后进行研究的样本表征如下:
1)热和结构特性取决于两个块之间的比例。特别地,对于(PLLA)≥24%,材料是半结晶,如含有PLLA单位的聚合物,但相对于PLLA表示较低的熔化温度。相反,具有A / B = 15/85的共聚物是完全无定形的,并且通过该A / B的比率不可能产生薄膜。
2)至于机械性能,沿PLLA链的B区段引入了最终材料中弹性模量的巨大降低:对于43/57共聚物,减少几乎达到两个数量级,而用于共聚物67/33,比纯PLLA低6倍。这些值表明,与所采用的共聚相比,与目前用于包装目的的聚合物相比,可以获得更柔性的材料。
3)研究了阻隔性能,以评估膜的氧,氮和氮氧化物的渗透性。得到的结果表明,由于材料结晶度的增加,气体传递受共聚物组合物的影响,由于气体传输速度较低,因此由于材料结晶度的增加而较低。值得注意的是,无论A / B的比例如何 - 表明,关于包装的其他材料(PP,LDPE,HDPE和PCL)显示出更好的渗透性。
4)通过将薄膜样品(直径为16mm,厚度0.2mm)在从光线保护21天的血管中放置在室温(23℃)之间在室温(直径16mm)之间进行降解试验。将样品从堆肥中取出,洗涤并干燥,然后在孵育之前称重,然后以预定的间隔在孵育之前直至其重量恒定。使用新鲜食品废物,老年食物废物和堆肥进行堆肥试验,以确定不同细菌和不同细菌活性对样品的堆肥性的影响。特别地,新鲜食品废物的特征在于较高的降解活性,并含有关于其他两个堆肥类型的不同细菌群。结果表明,21天后,纯PLLA不受重量损失。另一方面,ABA共聚物受到重量损失的影响,逐渐增加孵育时间;特别地,在孵育21天后,材料的分子量几乎减半,食物废物几乎减半,生物降解百分比根据共聚物的组成而变化,特别是随着块A含量的增加而降低。这可以基于样品的不同结晶度来解释,因为微生物分泌的酶优选地攻击材料的无定形区域B,其较少填充和更易于易于。总而言之,本研究的主要结果包括基于PLLA(单元A)和含有琥珀酸(单位B)的共聚物来完善新的嵌段共聚物ABA的设计。与纯PLLA相比,ABA共聚物具有更好的热,机械和屏障性质,并且在主聚合物链中的中央B块的存在有利于堆肥的过程。 Finally, by varying the A/B ratio, it is possible to modulate the material properties for specific purposes.
参考
Genovese等人。,欧洲聚合物杂志,2017年95年,289




