助力可降解，看看哪些助剂可用于生物可降解塑料

本文从生物可降解塑料配套助剂的现状、功能和运用下手，剖析和猜测该职业的技能意向和开展趋势，以期对国内塑料加工和配套助剂职业的开展有所启迪和协助。

众所周知，结晶型聚合物的结晶行为包含结晶形态、结晶度、结晶速率等直接决议了制品的功能。增加成核剂作为一种简单高效的进步聚合物结晶功能的方式被越来越多的从业者所接受和关注。聚乳酸 ( PLA ) 、 聚乙醇 酸 ( PGA ) 、 聚羟基烷醇酸酯 ( PHAs) 等半结晶性生物可降解聚酯的结晶行为的研讨在业界也成为了一个研讨热点。

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无机资料作为最常用的一类运用于聚乳酸等生物可降解塑料的成核剂，首要包含层状硅酸盐化合物、无机盐类化合物、无机非金属类氧化物以及碳资料等。

总而言之，无机资料类成核剂的最大特点是来历广泛，价廉易得，能够促进生物可降解塑料的成核与结晶。可是，因为其在基体聚合物中的相容性较差，简单导致塑料制品功能下降或许不安稳等缺陷约束了其运用规模。

有机化合物类

（1）酰肼类

旭电化 Kawamoto等组成了一系列酰肼类成核剂，并测试了该系列成核剂对 PLA 结晶的影响。研讨标明，二羧酸水杨酸酰肼极大地促进了 PLA 的结晶。日前，山西省化工研讨所王克智团队在国内首次推出了牌号为 TMC-300 与 TMC-306 的 PLA 成核剂。研讨发现，在 110 ℃，增加量为 0. 8% 的情况下，TMC-300 使 PLA 半晶时刻降低至40s，一起大大进步了 PLA 的非等温结晶温度和结晶度。研讨一起发现 TMC-300 合作滑石粉运用并将 PLA 回火处理后，热变形温度 ( HDT) 高达 129 ℃。

有研讨标明，乙撑双硬脂酰胺 ( EBS、EBH- SA) 类化合物对 PLA 的结晶过程有促进作用。2006 年新日本理化公司推出了一种具有芳基三酰胺结构的 PLA 成核剂。近期，日产化学推出了牌号为 Ecopromote 的系列成核剂。据报导，该成核剂不只能够进步 PLA 的结晶速度还能够进步 PLA 的热变形温度和透明性。

（3）有机盐类

山西省化工研讨所王克智团队研制并推出的牌号为 TMC-210 的 PLA 配套成核剂在 PLA 结晶过程中有效地进步了 PLA 的结晶温度和结晶度，并缩短了 PLA 的成型周期。别的，还能够明显进步 PHAs 的结晶温度。此外，日本 Takemoto Oil ＆ Fat 公司发布并推出的 LAK 系列成核剂也成功用于聚乳酸的结晶改性。

超分子化学类成核剂的代表种类为杯芳烃与环糊精。研讨标明，此类成核剂能够改进聚乳酸的结晶功能，但未见工业化老练种类。

高分子资料类成核剂包含聚羟基乙酸及其衍生物、聚乙醇酸及其衍生物与全芳族聚酯等。其间，研讨最多且应 用最为广泛的是 PLLA/PDLA 立构体。很多研讨标明，立构体的晶体会先于单纯的 PLLA 或 PDLA 的均聚晶体而构成，而且立构体的成核速度极快，因而能够供给很多晶核，有效地促进纯 PLLA 的结晶过程。

反响型官能化聚合物扩链剂

因而，开发和运用反响型官能化聚合物扩链剂是改进缩聚类生物可降解聚合物加工运用功能的重要途径。现在，反响型官能化聚合物扩链剂国内外的的研讨热点首要会集在以下几方面：

环氧官能化扩链剂

德国 BASF 公司于 2006 年对 Johnson 聚合物公司完成了收购，推出了牌号为 Joncryl 系列扩链剂。Clariant 与 Johnson Polymer 公司协作于 2005 年末 SPE 全球塑料环境年会 ( GPEC) 上推出了 CESA-extend 系列扩链母料，用于处理此类扩链剂玻璃化转变温度低导致的加料口积料问题。

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单体型噁唑啉是指分子中含有两个噁唑啉基团。代表种类是 1，3－PBO 二噁唑啉化合物。国内出产企业首要为武汉合中生化制造有限公司和中昊 ( 大连) 化工研讨设计院有限公司，国外首要出产企业有 Evonik AG，Adeka Palmarole 及 Takemoto Oil＆Fat 有限公司等。

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异氰酸酯类扩链剂首要分为聚合型和单体型。异氰酸酯极易与生物可降解聚合物高分子链上的生动氢发生反响，发生扩链或交联作用。一般常用的扩链剂是二苯基甲烷二异氰酸酯 ( MDI) 。MDI 是聚氨酯工业重要的质料之一，亦可作为聚酯类生物可降解塑料的扩链剂。MDI 首要的出产厂家有 BASF、Bayer、Huntsmann-ICI、DOW、三井武田和烟台万华。

缩聚类生物可降解塑料 ( 如: PLA、PHA、PBAT、PET、PBT 等) 多具有易水解性，增加抗水解安稳剂是常用的办法。抗水解安稳剂能够与聚合物水解时发生的端羧基、端胺基及端羟基进行反响，生成安稳的无害化产品，有效阻挠进一步降解断链。能够用作水解安稳剂的物质种类很多，如单体型 (聚合型) 碳化二亚胺、异氰酸酯类、噁唑啉类化合物、环氧化合物以及其他能终止水解的物质等。现在，国内外研讨首要会集在以下几方面：

碳化二亚胺型抗水解安稳剂

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异氰酸酯类化合物极易与生物可降解聚合物分子链上的生动氢发生反响，起到封端作用，按捺生动氢对聚合物的催化水解。环氧化合物、噁唑啉以及酸酐类也都能够与聚合物分子链上的端羧基与端羟基发生反响，然后进步聚合物的耐水解性。这些化合物除了有封端作用外，有的还能对聚合物分子链发生扩链、支化、交联作用，恰当参加能够进步聚合物熔体强度，然后改进聚合物加工功能和力学功能。

丙烯酸酯类 ( ACR) 熔体增强剂

ACR 熔体增强剂是 20 世纪 70 时代由美国 Rohm and Haas 和日本三菱丽阳株式会社率先研讨和开发的。进入 21 世纪后，Dow Chem、Arkema 公司等企业纷纷进入 PLA 用熔体增强剂的研讨，相继开发了 Paraloid BPMS-250、BPMS-260、BPMS-265 和 Bio- strength 700 等产品。我国丙烯酸酯熔体增强剂开发研讨始于 20 世纪 90 时代后期。可是，迄今为止用于生物可降解塑料的 ACR 熔体增强剂仍属起步阶段。

国内生物可降解塑料熔体增强剂任重而道远，而超高摩尔质量化现已成为当今国际 ACR 熔体增强剂开展的重要趋势。

生物可降解塑料涉及规模广，包含淀粉、木粉、竹粉等有机生物质质料填充合作物，有机填料的外表改性对制品的加工运用功能至为要害，偶联剂或反响性官能化聚合物助剂是这些制品必不可少的助剂类型。通常引进的反响性官能团有异氰酸酯基、环氧官能团、唑啉、酸酐等。

山西省化工研讨所在将铝钛复合偶联剂 OL- AT1618 成功运用于淀粉填充塑料的基础上，正在研制集偶联、润滑、相容、扩链于一体的反响性官能化多功能助剂系统。

增塑剂

柠檬酸酯类增塑剂

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聚乙二醇 ( PEG) 、聚丙二醇 ( PPG) 等醚酯类增塑剂具有极好的热安稳性和低挥发性，并可与环氧类、聚酯类增塑剂混合运用，在运用过程中，分子会穿插进入聚合物链段中，增加链段的运动空间，降低了链段间作用力，进步树脂的加工性，并赋予树脂柔性。

蓖麻油衍生酯增塑剂

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环氧增塑剂因其结构中含有环氧官能团，因而不只具有增塑功能仍是良好的辅助安稳剂。此类增塑剂首要包含环氧中性油脂、环氧脂肪酸甲酯以及环氧四氢邻苯二甲酸酯，具有很好的热安稳和光安稳性。环氧植物油类增塑剂能够由植物油经过环氧化制得，工业上运用较早且 运用最为广泛的是环氧大豆油 ( ESO) 。近年来，因为对环境卫生的严格要求， 环氧酯类增塑剂的产耗量将持续增长。

可降解的聚酯类增塑剂

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磷酸酯是广泛运用的阻燃型增塑剂种类，此类增塑剂具有优秀的阻燃性、耐久性、耐菌性和耐候性等长处，归于多功能助剂。工业化种类首要有磷酸三甲苯酯 ( TCP) 、磷酸甲苯二苯酯 ( CDP) 、磷酸二苯一辛酯 ( ODP ) 、磷酸三( 2 － 乙 基 己 ) 酯 ( TOP) 等。

异山梨酸二酯类

展望与应战

综上所述，未来生物可降解塑料配套助剂开展将呈现出以下几点趋势：

（二）来历于生物资源、具有可降解性;

（四）多功能助剂种类将受到热捧。

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