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國家發(fā)展改革委、生態(tài)環(huán)境部、工業(yè)和信息化部等九部門聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于扎實推進塑料污染治理工作的通知》（以下簡稱《通知》）提出，自1月1日起，在直轄市、省會城市、計劃單列市城市建成區(qū)的商場、超市、藥店、書店等場所，餐飲打包外賣服務(wù)以及各類展會活動中，禁止使用不可降解塑料購物袋，但是暫不禁止連卷袋、保鮮袋和垃圾袋。

 

 

通知一出，可降解塑料即將迎來快速增長期?？山到馑芰峡梢苑譃樯锘山到馑芰虾褪突山到馑芰稀?/span>

 

已經(jīng)商品化的生物基可降解塑料包括：聚乳酸（PLA）、再生纖維素、淀粉塑料、聚羥基脂肪酸酯類聚合物（PHAs）等。

 

已經(jīng)商品化的石油基生物可降解塑料包括：聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚己內(nèi)酯（PCL）、聚乙醇酸（PGA）、二氧化碳可降解塑料（一般指二氧化碳和環(huán)氧丙環(huán)的聚合物PPC），以及一類共聚酯，例如聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯（ PBAT）、聚己二酸/丁二酸丁二醇酯共聚物（PBSA）。

 

塑料袋如何變“綠”？

 

出門購物人們?yōu)榱朔奖?，都會使用塑料袋。隨著新《通知》的頒布，塑料袋生產(chǎn)企業(yè)紛紛尋求轉(zhuǎn)型，在這過程中，如何選擇原料、合理調(diào)整工藝配方，成為了轉(zhuǎn)型中的第一道難題。

 

本文針對市場采購的可降解塑料袋進行全成分分析，希望為即將進入可降解塑料行業(yè)的朋友，提供一些工藝調(diào)整思路。

 

全成分分析思路

 

 

 

材料主成分定性分析

 

首先我們要對可降解塑料袋的主成分進行分析，可以直接透過進行紅外分析。

 

圖1樣品的原樣紅外譜圖

 

 

由圖1可以看出：在1713cm-1是C=O收縮振動峰， 1021-1270 cm-1的強峰是C-O-C基團的伸縮振動峰，1500-1456 cm-1處中等強度的吸收峰是-CH3反對稱，2957 cm-1是飽和碳氫的吸收峰，875 cm-1苯環(huán)CH面內(nèi)變形，730cm-1對位取代苯環(huán)=CH面外變形,以上官能團顯示該樣品的主要成分是聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯（ PBAT）。

 

PBAT是乙二酸丁二醇酯和對苯二甲酸丁二醇酯的共聚物。具有較好的延展性和斷裂伸長率，還具有優(yōu)良的生物降解性，是目前生物降解塑膠研究中非常活躍和市場應(yīng)用最好的降解材料之一。

 

提取物成分分析和定量

 

如下圖是溶劑A提取物的紅外光譜圖，主要成分是甘油。3383 cm-1強且寬是羥基-OH伸縮振動峰，2933 cm-1亞甲基CH2不對稱伸縮振動，1104-993 cm-1是C-O伸縮振動峰。1721 cm-1的酯峰有可能是來自提取出來的小分子的PBAT，也可能含有其他脂肪酸酯。

 

 

圖2 提取物紅外譜圖和匹配紅外圖

 

如下圖是溶劑A提取物的GC-MS譜圖，主要成分是甘油（塑化劑），脂肪酸酯，硬脂酸，棕櫚酸和油酸酰胺（潤滑劑）。

 

圖3 提取物的氣相色譜圖

 

聚合物和填料的定性定量

 

圖4是溶劑2索提殘留物或者溶解離心沉淀物的紅外光譜圖3423 cm-1的峰強且寬，主要來自羥基OH伸縮振動。2929 cm-1來自C-H伸縮振動，1020 cm-1，1080 cm-1，1156 cm-1的強峰來自C-O伸縮振動，761 cm-1來自O(shè)-H面外彎曲振動。下圖是淀粉的結(jié)構(gòu)式。

 

 

 

 圖4 索提剩余物主要是淀粉

 

圖5是樣品灰分的紅外光譜圖，結(jié)合ICP的結(jié)果Ca，Si，Ti元素，主要含有碳酸鈣（1453cm-1.873 cm-1,712 cm-1），二氧化硅（1100 cm-1）和二氧化鈦。

 

圖5 灰分紅外光譜圖

 

圖6是樣品在氮氣氛圍中的TGA圖，TGA主要分為3段，第一段是增塑劑甘油的失重，比例為5%，第二段22%的失重來自淀粉，第三段的失重主要來自PBAT，馬弗爐煅燒的灰分含量為0.4%。

 

圖6 樣品的TGA圖-氮氣

 

市場可降解塑料袋配方

 

結(jié)合紅外，索提，ICP，GC-MS，高溫煅燒，TGA等綜合分析可知，本例中采購的市場可降解塑料袋配方成分如下：

 

 

 

聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯（ PBAT）含有PBT的鏈段如下圖所示，為了進一步改善其可降解性，很多研究工作者和企業(yè)也在做PBAT的復(fù)合材料，其中PBAT與聚乳酸（PLA）的復(fù)合最為常見，聚乳酸10-50份，PBAT 10-50份，淀粉 0-50份，聚己內(nèi)酯(PCL)為相容劑0.04-2.5，潤滑劑0-3份，抗氧劑0-3份，填料1-50份。