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降解塑料为什么要使用扩链剂?扩链剂有什么作用?


2021-12-13

玖润主营:全生物降解颗粒、全生物降解改性料、全生物降解吹膜料、全生物降解淋膜料、全生物降解背心袋、全生物降解购物袋、全生物降解奶茶袋、全生物降解气泡膜、全生物降储汽膜,全生物降快递袋、全生物降连卷背心袋、全生物降淋膜纸等。

扩链剂是塑料领域较为常用的一种助剂,什么是扩链剂,对降解材料有什么样的作用?如何应用效果更好?

为什么要使用扩链剂?


扩链剂,又称链增长剂,是能与线型聚合物链上的官能团反应而使分子链扩展、分子量增大的物质。常用于提高聚氨酯、聚酯等产品的力学性能和工艺性能。
在PLA、PBAT等降解材料加工应用中,可能会出现聚合物与聚合物、聚合物与基体相容性不佳,以及加工性能差的问题,通常需要用到扩链剂进行改性。
常用扩链剂有二环氧化合物、二酸酐、二异氰酸酯、亚磷酸酯和二噁唑啉等,与二异氰酸酯和二噁唑啉两类扩链剂相比,环氧类扩链剂来源广泛,成本低,安全无毒,是一类极具应用前景的扩链剂。
最早研究的环氧扩链剂一般为相对分子质量低的环氧化物。近年来研究人员也开发了一些含环氧基的大分子扩链剂,合成了含有多个环氧基团的低聚物,用于聚合物扩链增黏,它具有成本低廉和快速高效增黏等优点。

聚合物分子链中的端羟基或端羧基,能够与环氧官能团发生反应,因此,在聚合物熔融挤出过程中加入含有多个环氧官能团的扩链剂,使其在高温下发生反应,可以改善降解材料制品的手感、柔软度及其他性能。

巴斯夫ADR系列环氧扩链剂


环氧类扩链剂中,最具代表的是巴斯夫公司ADR系列环氧扩链剂产品。
巴斯夫采用本体聚合连续生产Joncryl ADR系列环氧聚合型扩链剂。其单体包括甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸环己酯等。
相比于其他的扩链剂,巴斯夫扩链剂的扩链效果更好,分子量分布相对更窄一些。
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巴斯夫现在市售的扩链剂有JoncrylADR4400、ADR4468两种牌号。
ADR-4400是工业级扩链剂,环氧当量为485,重均相对分子质量为7100,玻璃化转变温度为65°C;
ADR-4468是食品级扩链剂,环氧当量为310,重均相对分子质量为7250,玻璃化转变温度为59°C。
这两种均可用于聚酯和聚酰胺等的扩链增黏,ADR-4468价格更高一些。
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Joncryl® 扩链剂系列(ADR)能通过反应加工提高缩聚物的分子量,调整和控制聚酯类塑料的特性粘度来恢复和改善机械性能、热性能、加工性能和光学平衡性,并有以下作用
1、扩链能力
ADR4468扩链剂可以提高聚合物分子量,引入长支链结构,提高聚合物熔体强度,改善聚合物加工性能(包括吹膜、吹瓶、片材挤出、吸塑、发泡、纺丝等成型加工)。
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2、提高缩聚物合金的相容性
扩链剂可用于将不同类型的缩聚合物兼容成有用的合金工程塑料,由此提高工程设计的自由度并制造出能符合较高要求的新材料。
如可以提高PLA/PBAT合金的相容性。
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上图为PLA/PBAT/ADR的对应比例,随着ADR添加,PBAT分散相粒径变小,PLA/PBAT相容性提高。
3、改善抗水解的稳定性
扩链剂可以确保缩聚物在生产过程中保持稳定,避免材料被水解而失去特性。

4、捕捉加工过程中的低聚物和易导致降解的基团,改善加工稳定性。

扩链剂Joncryl® ADR-4468应用案例


BASF的扩链剂Joncryl® ADR-4468可用于制备更高分子量、更高支化度的扩链/支化改性聚酯材料,提高材料熔体粘度和熔体强度,使其加工时有更高的稳定性。实际应用中,建议添加量占材料总质量的0.2-0.6%
1、PLA吹膜
ADR4468扩链剂可以改善生物降解聚酯材料的加工性,为加工PLA及其它可生物降解聚合物带来更高的加工灵活性,如PLA吹制膜。
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2、PET片材、吸塑及瓶回收再利用
扩链剂Joncryl® ADR-4468可用于提高翻磨PET片材边角料的分子量也可以让回收PET瓶级切片更有效的循环再用于PET生产。
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3、再生PET包扎带
采用100%回收的PET生产包扎带,扩链剂Joncryl® ADR-4468可提高包扎带的拉伸强度及断裂伸长率。
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4、再生PET纤维
扩链剂Joncryl® ADR-4468可用于高韧度再生PET纤维的生产,提高回收PET的拉伸强度。
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5、高分子合金
扩链剂Joncryl® ADR-4468用于提高不同类型聚合物的相容性,制造能符合较高要求的高分子合金材料。

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