PBAT ને કયા ડિગ્રેડેબલ પોલિમર સાથે ભેળવી શકાય છે?

પોલીબ્યુટીલીન ટેરેફ્થાલેટ (PBAT) એ એક નવો પ્રકારનો સંપૂર્ણપણે બાયોડિગ્રેડેબલ એલિફેટિક-એરોમેટિક કોપોલીએસ્ટર છે જેમાં ચેઇન સેગમેન્ટ્સ છે જે લાંબા-ચેઇન એલિફેટિક હાઇડ્રોકાર્બનની લવચીકતાને સુગંધિત રિંગ્સની કઠોરતા સાથે જોડે છે, જે તેને ઉત્તમ લવચીકતા આપે છે. પરિણામે, PBAT બાયોડિગ્રેડેબલ પ્લાસ્ટિક સંશોધન અને સારા બજાર એપ્લિકેશન્સમાં સૌથી સક્રિય ડિગ્રેડેબલ સામગ્રીમાંનું એક બની ગયું છે. જો કે, મોલેક્યુલર ચેઇનમાં એરોમેટિક PBT ચેઇન સેગમેન્ટ્સની હાજરી પ્રમાણમાં ધીમા ડિગ્રેડેશન રેટમાં પરિણમે છે. તેમાં ઓછી સ્ફટિકીયતા અને ઉચ્ચ સ્નિગ્ધતા પણ છે, જે તેને સંલગ્નતા માટે ખૂબ જ સંવેદનશીલ બનાવે છે. વધુમાં, સામગ્રી પ્રમાણમાં ખર્ચાળ છે, જે તેના બજાર વિકાસ અને એપ્લિકેશનને વધુ મર્યાદિત કરે છે. તેથી, ખર્ચ ઘટાડવા અને ઉચ્ચ પ્રદર્શન ડિગ્રેડેબલ પ્લાસ્ટિક મેળવવા માટે, PBAT ના ફેરફારનો અભ્યાસ કરવાની જરૂર છે. બાયોડિગ્રેડેબલ પોલિમર સાથે PBAT નું મિશ્રણ એ ફેરફારની એક સાબિત પદ્ધતિ છે, જે PBAT ની ડિગ્રેડેબલતાને અસર કર્યા વિના અન્ય ગુણધર્મોને સુધારી શકે છે, અને કેટલાક બાયોડિગ્રેડેબલ પોલિમર PBAT ના ડિગ્રેડેશન રેટને પણ વધારી શકે છે.

-PBAT PLA સાથે મિશ્રિત-

પોલીલેક્ટિક એસિડ (PLA), જે સૌથી વધુ સંશોધન કરાયેલ અને વ્યાપારી રીતે સફળ બાયોડિગ્રેડેબલ સામગ્રીમાંનું એક છે, તેમાં ઉત્તમ ચળકાટ અને અવરોધ ગુણધર્મો છે, પરંતુ તેમાં કઠણ અને ઓછા કઠિન હોવાના ગેરફાયદા પણ છે, જેમાં લવચીકતા અને સ્થિતિસ્થાપકતાનો અભાવ છે. તેથી, PLA સાથે ઉચ્ચ કઠિનતા PBAT નું મિશ્રણ માત્ર PLA ની કઠિનતામાં સુધારો કરી શકતું નથી, પરંતુ PBAT ના વિઘટન દરને પણ વેગ આપી શકે છે.

એવું જાણવા મળ્યું છે કે PLA ઉમેરવાથી PBAT ના સ્ફટિકીય ગુણધર્મોને અસર કર્યા વિના મિશ્રણની તાણ શક્તિમાં નોંધપાત્ર સુધારો થાય છે; અને વધેલી ઓગળેલી સ્નિગ્ધતા પ્રક્રિયા અને રચના દરમિયાન PBAT ફિલ્મોની સ્થિરતામાં સુધારો કરે છે.

PBAT અને PLA અસંગત સિસ્ટમો હોવાથી, હાલમાં બંને વચ્ચે સુસંગતતા સુધારવા પર વધુ સંશોધન આધારિત છે, જેના પરિણામે વધુ સારા યાંત્રિક ગુણધર્મો સાથે મિશ્રણ થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, 3% થી 5% ના માસ અપૂર્ણાંક પર ગ્લાયસિડિલ મેથાક્રાયલેટ (GMA) નો સમાવેશ PLA/PBAT મિશ્રણોની અસર શક્તિને 26.5% અને 51.7% સુધી વધારી શકે છે, જ્યારે PLA માં PBAT ના વિક્ષેપમાં સુધારો કરી શકે છે. વધુમાં, ચેઇન એક્સટેન્ડરનો ઉમેરો બંને વચ્ચેના ઇન્ટરફેસિયલ તણાવને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડી શકે છે, જે PBAT/PLA ફિલ્મોની નમ્રતામાં ઘણો સુધારો કરે છે; મલ્ટિફંક્શનલ ગ્રુપ પ્લાસ્ટિસાઇઝર અને કેપેસિટરનો ઉમેરો PBAT/PLA મિશ્રણો પર સારી કેપેસિટેન્સ અને પ્લાસ્ટિસાઇઝિંગ અસર ઉત્પન્ન કરી શકે છે, જ્યારે પ્રોસેસિંગ ગુણધર્મોમાં સુધારો કરી શકે છે.

-PBAT ને PPC સાથે મિશ્રિત-

પોલીપ્રોપીલીન કાર્બોનેટ (PPC) એ એકપર્યાવરણને અનુકૂળ પ્લાસ્ટિકઔદ્યોગિક કચરાના કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને પ્રોપીલીન ઓક્સાઇડના વૈકલ્પિક કોપોલિમરાઇઝેશન દ્વારા બનાવવામાં આવે છે, જેમાં ડિગ્રેડેબિલિટી અને અભેદ્યતા માટે ઉત્તમ પ્રતિકાર છે. જો કે, તે એક આકારહીન સામગ્રી છે, કાચનું સંક્રમણ તાપમાન માત્ર 30-40°C છે, અને તેમાં નીચા-તાપમાનની કઠિનતા છે, ઉચ્ચ-તાપમાન પરિમાણીય સ્થિરતા નબળી છે, ફિલ્મ નિર્માણ મુશ્કેલીઓ અને અન્ય ગેરફાયદા છે. PBAT સાથે PPC નું મિશ્રણ માત્ર PPC ની પ્રક્રિયા ક્ષમતામાં સુધારો કરતું નથી, પરંતુ PBAT ને વધુ ઉત્તમ એકંદર કામગીરી પણ પ્રદાન કરે છે, અને પરિણામી સંયુક્ત સામગ્રીમાં નિકાલજોગ ખાદ્ય પેકેજિંગ, તબીબી સામગ્રી વગેરેમાં વિકાસ માટે ઉત્તમ જગ્યા હશે.

મિશ્રિત પ્રણાલીમાં PPC અપૂર્ણાંક આકારહીન હોવાથી, PBAT/PPC સંયુક્ત ફિલ્મનું માઇક્રોક્રિસ્ટલાઇન કદ ઘટે છે; PPCનો સમાવેશ મેટ્રિક્સની બાયોડિગ્રેડેબિલિટી સુનિશ્ચિત કરતી વખતે સંયુક્ત ફિલ્મની તાણ શક્તિ અને ગેસ અવરોધ ગુણધર્મોમાં ઘણો સુધારો કરે છે. વધુમાં, PPC અને PBAT ની હાજરી મિશ્રણોની થર્મલ સ્થિરતા, સ્ફટિકીયતા અને યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં અસરકારક રીતે સુધારો કરે છે; જ્યારે દળ દ્વારા માત્ર 10% PPC હાજર હોય છે, ત્યારે મિશ્રણોનું સ્ફટિકીકરણ તાપમાન 37.5°C થી વધીને 66.8°C થાય છે, જે બ્લોન ફિલ્મ બનાવવાની પ્રક્રિયાને સરળ બનાવે છે.

PBAT એક સ્ફટિકીય પોલિમર હોવાથી અને તેમાં મોટી ધ્રુવીય પરમાણુ સાંકળ હોવાથી, તેને PPC સાથે સુસંગતતા સમસ્યાઓ પણ છે. ચેઇન એક્સટેન્ડર ટ્રાઇફેનાઇલમિથેન ટ્રાઇસોસાયનેટના પરિચયથી રેખાંશ અને ત્રાંસી બંને દિશામાં PBAT/PPC ફિલ્મની તાણ અને આંસુની શક્તિમાં નોંધપાત્ર વધારો થયો; ઓપનિંગ એજન્ટ મોનોગ્લિસરાઇડ સ્ટીઅરેટના પરિચયથી બ્લોઇંગ દરમિયાન ફિલ્મની સ્થિરતામાં પણ સુધારો થયો. વધુમાં, PPC અને PBAT ના મિશ્રણમાં બલ્કિંગ એજન્ટ ઇથિલિન મિથાઇલ એક્રેલેટ - ગ્લાયસિડિલ મેથાક્રાયલેટ (EMA-GMA) ઉમેરવાથી માત્ર બ્લોઇન ફિલ્મની પ્રોસેસિંગ સ્થિરતા અને ગુણવત્તામાં સુધારો થતો નથી, પરંતુ તેના યાંત્રિક ગુણધર્મો, ઓક્સિજન અવરોધ અને યુવી શિલ્ડિંગ ગુણધર્મોમાં પણ અસરકારક રીતે સુધારો થાય છે.

-PBAT PBS સાથે સહ-મિશ્રિત-

પોલીબ્યુટીલીન સક્સિનેટ (PBS) હાલના બાયોડિગ્રેડેબલ પ્લાસ્ટિકમાં શ્રેષ્ઠ પ્રોસેસિંગ કામગીરી ધરાવે છે, જેમાં ઉત્તમ યાંત્રિક ગુણધર્મો છે; જો કે, તેની ઓછી સ્નિગ્ધતા નબળી ઓગળવાની શક્તિ તરફ દોરી જાય છે, જે બ્લો મોલ્ડિંગ અથવા કાસ્ટ દ્વારા પ્રક્રિયા કરવા માટે અનુકૂળ નથી, અને ઉત્પાદનોમાં ચોક્કસ બરડપણું હોય છે. તેથી, PBAT અને PBS સંશોધિત મિશ્રણોનો ઉપયોગ કરીને, ખામીઓને દૂર કરવા માટે બંનેના ફાયદાઓને જોડી શકાય છે, અને બનાવેલા ઉત્પાદનોનો ઉપયોગ પેકેજિંગ, ટેબલવેર, કૃષિ ફિલ્મો, બાયોમેડિકલ સામગ્રી અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં થઈ શકે છે.

સામાન્ય રીતે, PBAT/PBS મિશ્રણોમાં PBS નું પ્રમાણ ખૂબ વધારે ન હોવું જોઈએ, લગભગ 25% સુધી યોગ્ય છે. એવું જાણવા મળ્યું છે કે PBAT/PBS મિશ્રણો ઉચ્ચ તાણ મોડ્યુલસ અને PBS ના દળ અપૂર્ણાંક 25% હોય ત્યારે વિરામ સમયે ઉચ્ચ વિસ્તરણ દર્શાવે છે; એકવાર PBS સામગ્રી ખૂબ ઊંચી થઈ જાય, પછી ઉત્પાદનો મજબૂત બરડપણું દર્શાવે છે.

-PBAT PHBV સાથે સહ-મિશ્રિત-

પોલી(પેન્ટાઇલ હાઇડ્રોક્સીબ્યુટાયરેટ) (PHBV) એ કુદરતી નવીનીકરણીય સામગ્રીમાંથી બનેલ એક જૈવ સામગ્રી છે, જે કાર્બન સ્ત્રોત અને સુક્ષ્મસજીવોમાં સંગ્રહિત ઊર્જા સાથે આથો દ્વારા સંશ્લેષિત થાય છે, જે સારી જૈવવિઘટનક્ષમતા અને જૈવ સુસંગતતા ધરાવે છે; જો કે, તેમાં નબળી થર્મલ સ્થિરતા અને નબળી સ્ફટિકીકરણ ગુણધર્મો જેવા ગેરફાયદા પણ છે. તેથી, તેને PBAT સાથે મિશ્રિત કરવાથી PHBV ના સ્ફટિકીય ગુણધર્મોમાં સુધારો થઈ શકે છે અને સામગ્રીના પ્રક્રિયા અને એપ્લિકેશન ગુણધર્મોમાં વધારો થઈ શકે છે.

PHBV અને PBAT નું મિશ્રણ વધુ સારી પ્રક્રિયાક્ષમતા અને ફિલ્મ ગુણધર્મો દર્શાવે છે; અને ફિલ્મના યાંત્રિક ગુણધર્મો કોમર્શિયલ ફૂડ પેકેજિંગ ફિલ્મોના ગુણધર્મો સાથે સુસંગત છે, જેમાં બ્રેક સમયે 750% સુધીના સ્ટ્રેન હોય છે.

-PBAT ને PGA સાથે મિશ્રિત-

પોલીગ્લાયકોલિક એસિડ (PGA) માં PLA જેવી જ પરમાણુ રચના અને કામગીરી લાક્ષણિકતાઓ છે, પરંતુ તેમાં વધુ ઉત્તમ ડિગ્રેડેશન અને અવરોધ ગુણધર્મો છે; કાચા માલની કિંમત ઓછી છે એટલું જ નહીં, પરંતુ તેમાં ઉચ્ચ તાણ શક્તિ અને ઉચ્ચ ગરમી વિચલન તાપમાનના ફાયદા પણ છે. તેથી, PBAT મિશ્રણ ફેરફાર માટે PGA ની પસંદગીમાં ગરમી-પ્રતિરોધક ટેબલવેર, બાયોડિગ્રેડેબલ ફિલ્મ બેગ અને અવરોધ પેકેજિંગ જેવા નિકાલજોગ ઉત્પાદનોના ક્ષેત્રમાં એપ્લિકેશન માટે મોટી સંભાવના છે.

એવું જાણવા મળ્યું છે કે 20% ના PGA માસ અપૂર્ણાંક સાથે PBAT/PGA કમ્પોઝિટમાં 25 MPa ની તાણ શક્તિ અને 600% થી વધુના વિરામ પર વિસ્તરણ હોય છે, જેનો ઉપયોગ ફિલ્મ ઉત્પાદનો બનાવવા માટે થઈ શકે છે; 80% ના PGA માસ અપૂર્ણાંક સાથે PBAT/PGA કમ્પોઝિટમાં 120°C નું ગરમીનું વિચલન તાપમાન હોય છે જ્યારે કઠિનતામાં સુધારો થાય છે, જેનો ઉપયોગ નિકાલજોગ ટેબલવેર બનાવવા માટે થઈ શકે છે; દરમિયાન, PGA નો ઉમેરો PGA નો ઉમેરો PBAT/PGA કમ્પોઝિટ ફિલ્મોના પાણીની વરાળ અવરોધ પ્રદર્શનમાં નોંધપાત્ર સુધારો કરી શકે છે.

PLA ની જેમ, PGA અને PBAT વચ્ચે સુસંગતતા નબળી છે, તેથી સિસ્ટમના વિક્ષેપને સુધારવા માટે યોગ્ય સુસંગતતા પસંદ કરવાની જરૂર છે. ઉદાહરણ તરીકે, 4,4′-ylidenebis(isocyanatophenyl) (MDI) નો ઉપયોગ PBAT/PGA કમ્પોઝિટને ઇન સિટુ કેપેસિટેટ કરવા માટે થઈ શકે છે. MDI સાથેની સફળ પ્રતિક્રિયાના પરિણામે મિશ્રણોના ઇન્ટરફેસિયલ સંલગ્નતામાં નોંધપાત્ર વધારો થયો અને અસર શક્તિમાં 9.0 kJ/m2 થી 22.2 kJ/m2 સુધી નોંધપાત્ર વધારો થયો; અને સ્ફટિકીયતા અને ગોળાકાર સ્ફટિક કદમાં ઘટાડો થયો, જેણે કમ્પોઝિટની મજબૂતાઈ અને તેમની થર્મલ સ્થિરતામાં વધારો કર્યો.

-PBAT ને PVB સાથે મિશ્રિત કરવામાં આવે છે-

પોલીવિનાઇલ બ્યુટાયરલ (PVB) એ પોલીવિનાઇલ આલ્કોહોલ અને n-બ્યુટાયરલ્ડીહાઇડના એસિડ-ઉત્પ્રેરિત ઘનીકરણનું ઉત્પાદન છે, તેના રિસાયકલ કરેલા ટ્રીમિંગ્સમાં ચોક્કસ માત્રામાં પ્લાસ્ટિસાઇઝર હોય છે. તેના પરમાણુ માળખાને કારણે, PVB ઉચ્ચ તાણ શક્તિ, અસર પ્રતિકાર, ઉચ્ચ પારદર્શિતા, સુગમતા અને અધોગતિશીલતાના સંયોજનથી સંપન્ન છે. ધાર રિસાયકલ કરેલ સામગ્રી તરીકે PVB મોટી માત્રામાં અને ઓછી કિંમતે ઉપલબ્ધ છે, તેથી સંશોધિત સામગ્રી તરીકે તેની પસંદગીના મહાન વિકાસ ફાયદા છે. PVB ની ઓછી સાંદ્રતા PBAT ના સ્ફટિકીકરણ તાપમાનમાં વધારો કરે છે; કેપેસિટર આયોનોમર અને PVB ની સંયુક્ત ક્રિયા દ્વારા PBAT/PVB ની સુસંગતતા અને યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં સુધારો થાય છે.