干货！PLA/PBAT共混比例对降解吸管加工和使用性能的影响！

在全国各省市严格执行禁塑令的大环境下，全生物降解一次性吸管逐渐覆盖整个餐饮市场。

在全生物降解塑料中，PLA与PBAT最受关注，使用范围也最广。但它们各自都有致命的缺点，PLA太脆，加工成型不良，容易开裂，PBAT太软，拉伸强度不足，刚性不足，作为吸管扎不破封膜。

PLA太脆而PBAT太软，两者特性正好相对，所以，常常将PLA与PBAT进行共混改性，调节产品的刚性，使产品获得最佳的性能平衡点。

那么，PLA与PBAT的共混比例如何调节才能得到最佳性能呢？李进等，在《合成技术及应用》期刊发表了《PBAT改性PLA吸管性能研究》一文，研究不同比例PLA/PBAT共混对一次性可弯曲吸管的加工性能、强度、开裂率、破膜率的影响。

实验方案

实验原料：NatureWorks聚乳酸4032d、中国石化PBAT1002D
加工工艺：将不同比例的PLA/PBAT与扩链剂、润滑剂等助剂均匀混合后，采用双螺杆挤出，成型并冷却后切割成直管，再作螺纹成型，制成可弯曲吸管。对照实验：设11组不同比例PLA/PBAT共混，由1#到11#，1#为纯PLA，11#为纯PBAT，组号越大PBAT的含量越高。

测试结果

随PBAT含量增加，材料的熔融指数变化如图所示。经过研究人员对吸管进行挤出测试发现，熔融指数在5~6g/10min时，吸管的挤出、牵引和成型工序都非常稳定，而在7g/10min时，熔体流动性过强，导致吸管无法成型。

PBAT自身的拉伸强度很低，随PBAT含量增加，材料的拉伸强度呈持续下降趋势，而材料成型过程中，牵引拉伸工序至少需要材料的拉伸强度满足55MPa以上，若低于此数值，吸管容易在牵引过程中发生断裂。所以，PLA/PBAT共混比例不能低于60:40（PBAT不能加太多），否则将出现断管现象，而后续的测试，也仅对PLA/PBAT共混比例高于60:40的对照组进行。

研究人员模拟吸管在5℃以下冷库超过3个月保存，研究吸管发生脆裂的比例。在测试的100支吸管中，开裂数据如下表所示。若按2%开裂率为合格指标，PBAT的含量需要超过10%才能达到。

研究人员又测试了吸管波纹段反复弯折的开裂率，结果如下表所示。实验证明，加入PBAT可有效降低吸管的脆性，使吸管弯折时不易断裂。

吸管破膜率是吸管最重要的性能指标，若是无法戳破饮料的封膜，吸管也就毫无用处。PBAT含量增加，材料越来越软，吸管的破膜率有所下降。PBAT的含量低于20%时，吸管的破膜率才符合98%的合格指标。

共混比例对吸管弯折段成型率也有影响，PLA/PBAT的共混比例为90:10、80:20时，测试的百支吸管中，全都能正常成型。

结果总结

在测试的11组实验中，仅1#~5#能正常成型，而2#和3#的综合性能最好。实验结果表明，PLA/PBAT的共混比例为90:10至80:20时，能获得最佳的加工性能、使用性能。造塑料就像烹饪，PLA与PBAT的含量好比红烧肉的肥瘦比例，而各种助剂则是调味料，每个厂家都有不同的调料比例（配方），而每个客户都有不同的口味（性能要求）。如何做一道让客户喜欢的“好菜”，涉及到许多用料、工艺细节。此文的研究结果，给出了一个PLA/PBAT在一次性吸管上研究的主要方向，怎样做成一道好菜还要厂商自身去寻找，当然，另辟蹊径也可，许多传统美食不也是意外中制作出来。

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原创编辑：新材料研习社参考文献：李进,潘小虎,吴立丰,戴春发,王仕杰.PBAT改性PLA吸管性能研究[J].合成技术及应用,2021,36(01):23-26+34.研究资料来自网络、报刊、论文等，新材料研习社经解读、整理、编辑后发布，由于作者水平有限，若有不足之处，请读者留言勘误。

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