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可降解材料PGA即将量产问世

嘉峪检测网        2021-04-06 15:05

PGA是什么材料?它会是替代塑料的高性价比产品吗?我们一起了解下。

 

一、PGA简介

 

聚乙醇酸(PGA) ,又称聚羟基乙酸,是一种单元碳数最少、具有可完全分解的酯结构、降解速度最快的脂肪族聚酯类高分子材料。PGA也是一种热塑性脂肪族聚酯,玻璃化转变温度温度为40℃,熔融温度约为225℃。

 

相对于市场上主流的PBAT/PLA等可降解塑料来说,PGA 材料目前价格比较高,市场供应量也较小。

 

二、PGA的主要特点&应用

 

1.全降解性以及良好的生物相容性

 

全降解性代表PGA降解条件温和,在水和微生物的作用下,在自然环境中能实现快速降解,并且降解产物对人和环境都是无害。

 

因为这款材料的降解性好,且降解产物无害,PGA 还可以用于工业或者家庭堆肥,PGA工业堆肥的降解速率与纤维素类似,120天后即可完全降解。另外,PGA的海水降解性能优异,在28天时降解率与纤维素相当,达75.3%。

 

另一方面,PGA还是理想的生物降解诱发剂,通常将PGA与其他材料配合使用,可提升整体的综合性能。比如利用PGA与PLA共混改性材料制备的一次吸管,不但具有耐水,耐油脂,耐高温的特点,其降解性能比纯的PLA产品更优异。

 

同时PGA具备良好的生物相容性,它在人体内可降解成水和二氧化碳,因此被广泛应用于医疗外科手术缝合线、骨折内固定、组织工程修复材料及药物控制释放体系等。

 

2.机械强度高

 

PGA具有极高的机械强度,它的机械性能优于常见的通用塑料和其他的降解塑料,与工程塑料相当。PGA具有较高的结晶度(45%~55%),其力学性能接近ABS等工程塑料,优于一些其他的可降解塑料。所以PGA能和其他高分子材料配合用于挤出和注射成型,也可与其他树脂共混制备聚合物合金材料。

 

PGA材料具有很好的汽/氧阻隔性能,是综合阻隔性最好的材料之一,其对水汽的阻隔性能较PLA高100倍,这与PE材料类似。

 

鉴于PGA优异的阻隔性能,PGA可以广泛用于保鲜包装、瓶材等领域。比如将PGA应用于可降解农膜,可以弥补PLA及PBAT等传统降解材料的性能缺陷。这种PGA农膜除了保温保湿作用好以外,该农膜能在土壤中快速降解,因而不会对土壤产生污染,极大解决了农业生产过程中的环保问题。

 

三、PGA的工艺路线

 

近年来,日本、美国等发达国家积极开发聚乙醇酸(PGA)、脂肪族聚酯(PCL)等新型石油基可降解塑料。国际上主要通过乙醇酸、乙醇酸酯、乙交酯等原料在催化剂作用下缩聚而成,工艺技术路线以乙交酯开环聚合法为主。

 

四、PGA目前面临着哪些问题

 

虽然PGA 表现出了优异的性能,但在目前的加工、使用过程中依然存在很多问题,例如:

 

(1)产品货架期短

 

PGA出色的降解性能带来的负面影响,即产品货架期短。可通过物理改性和化学改性的方法加以弥补,仍需进一步的研究。

 

(2)加工难度大

 

PGA几乎不溶于任何溶剂,且熔点与热分解温度接近,加工温度区间窄,加工难度较大。可通过复配加工助剂的方法解决,仍需进一步的研究。

 

(3)密度大

 

PGA的密度约1.5-1.6g/cm3,而其他可降解塑料约1.2-1.3g/cm3,相同的体积下PGA的消耗量更大。由于PGA的机械性能更优异,可通过减量使用加以弥补。

 

相信在不久的将来,一定有性价比更高的可降解塑料出现。

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来源:Internet