PBAT | Poli(Butilén Adipato-co-Tereftalato)
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Poli(Butilén Adipato-co-Tereftalato) (PBAT)
Entre los numerosos copoliésteres alifáticos-aromáticos, el más prometedor y popular con perspectivas de desarrollo potencial en una amplia gama de aplicaciones es el poli (adipato- co- tereftalato de butileno ) (PBAT), obtenido por policondensación entre butanodiol (BDO), ácido adípico (AA) y ácido tereftálico (PTA). Ha resultado ser la combinación más adecuada, en cuanto a excelentes propiedades y buena biodegradabilidad. PBAT , Poli(Butilén Adipato-co-Tereftalato) es un copoliéster alifático aromático sintético biodegradable, derivado principalmente de 1,4-butanodiol, ácido adípico y ácido tereftálico. Su estructura química está formada por una parte alifática que es responsable por su biodegradabilidad, y una parte aromática que proporciona buenas propiedades mecánico. La mezcla de poliésteres alifáticos y aromáticos no solo mejora las propiedades mecánicas del poliéster alifático y conserva la biodegradabilidad, sino que también permite controlar la velocidad de degradación mediante la variación de las composiciones de los homopolímeros en el copolímero.Biodegradabilidad
Esto polímero son biodegradable, ya que se degrada completamente, en corto espacio de tiempo, por ataque microbiano (hongos, bacterias y enzimas) bajo condiciones apropiadas en el medio ambiente. Sin embargo, estos materiales presentan un mismo problema: degradan significativamente durante su procesamiento, comprometiendo sus propiedades mecánicas y, por consiguiente, sus aplicaciones. Por esto , se utilizan aditivo para evitar la degradación precoz de estos polímeros, como auxiliares de procesamiento (plastificantes y lubricantes), estabilizantes térmicos y UV, cargas minerales y vegetales, nanocargas, agentes de curación y de injerto, etc. Es un termoplástico amorfo, compostable y biodegradable , muy flexible, similar LDPE – LLDPE. Dado que se encontró que los poliésteres aromáticos PET o PBT eran resistentes a la hidrólisis en condiciones suaves y al ataque significativo de microorganismos directamente, se hicieron muchos intentos para aumentar su susceptibilidad hidrolítica y degradabilidad biológica mediante la introducción de componentes alifáticos en las cadenas de poliéster aromático. En el 1995 por primera vez que se demostró que los copoliésteres PBAT se degradaron en una prueba de simulación de compost a 60°C hasta un contenido de PTA de aproximadamente 50% en moles. La disminución significativa de las masas molares medias ponderales de los materiales residuales en comparación con las masas molares iniciales indicó que la descomposición biológica en la superficie y la hidrólisis química significativa tienen lugar dentro de los copoliésteres. La tasa de biodegradación de PBAT depende del contenido de PTA en el polímero. Incluso la tasa de degradación biológica disminuye continuamente cuando se mejora la fracción de PTA en el copolímero; sin embargo, con un contenido de aproximadamente 50% en moles de PTA, se puede estimar que la tasa de degradación aún se satisface de que dichos materiales serán adecuados para la degradación en un compostaje. También las secuencias aromáticas, osea los oligómeros aromáticos más largos podrían ser biodegradables en compost a temperaturas elevadas debido a la hidrólisis química, pero los oligómeros que contienen uno o dos tereftalatos se degradan fácil y rápidamente. La institución de pruebas con autoridad internacional Organic Waster System (OWS) llevó a cabo un programa de pruebas compostables en PBAT de acuerdo con las normas En 13432 y ASTM D6400. Como conclusión general se puede afirmar que el material PBAT cumple con los criterios de evaluación de características del material, biodegradación, desintegración y calidad del compost, que se describen en estas normas. Por lo tanto, PBAT puede concluir que es completamente compostable. Al mismo tiempo, PBAT ha obtenido certificados compostables autorizados de Australia TUV (Bélgica), DIN-CERTCO (Alemania) y BPI (EE. UU.).
Propiedades PBAT
- Termoplástico amorfo
- Biodegradable
- Muy flexible, similar LDPE – LLDPE
- Buena estabilidad térmica, hasta 230ºC
- Bajas propiedades barrera al agua
- Ideal de mezcla de componentes para bioplastics
- Procesable on convencional blown film plants
- Printable and weldable
- Adecuado para comida contact
Gama de productos
Los PBAT son biodegradables y se pueden producir de una forma sostenible y amigable con el medio ambiente, utilizando materias primas renovables o de desecho industrial. Aunque las ventajas de los PBATs son evidentes, el costo de producción de estos biopolímeros es elevada.
Propiedades térmicas PBAT
Buena estabilidad térmica, hasta 230ºC, tiene un punto de fusión (DSC) a 10°C/min de 115-125°C, un punto de cristalización (DSC) a 10°C / min de 60°C con una perdida de peso del 5% (Termogravimetria ) a 20°C/min de 350°C, y una emperatura de distorsión de calor (ASTM D6481) a 1.82 MPa con espesor 6,4 mm de 55°C.
Propiedades Fisica PBAT
PBAT es un copolímero sintético con buenas propiedades mecánicas. El PBAT muestra no solo una buena biodegradabilidad debido a la unidad alifática en la cadena de la molécula, sino también una excelente propiedad mecánica gracias a la unidad aromática en la cadena de la molécula. En comparación con la mayoría de los poliésteres biodegradables, como el poli (ácido láctico) (PLA) y el poli(co-succinato de butileno) (PBS), las propiedades mecánicas del PBAT son más flexibles y similares a las del PE de baja densidad (LDPE). Estas propiedades mecánicas hacen del PBAT un material biodegradable muy prometedor para una amplia gama de aplicaciones potenciales. Las propiedades mecánicas del PBAT se han visto afectadas por la composición de los monómeros y el peso molecular. El módulo de Young aumenta con el contenido en unidades de tereftalato, mientras que el alargamiento a la rotura disminuye. Por otro lado, la resistencia a la tracción aumenta mientras que el alargamiento a la rotura disminuye con el aumento del peso molecular. Con base en los resultados de esta investigación, las propiedades mecánicas del PBAT se pueden adaptar de acuerdo con las variables de proceso elegidas como la presión y la temperatura del reactor, ya que las variables relacionadas con la reacción afectan el peso molecular del PBAT. Comparado con LDPE, PBAT tiene propiedades mecánicas similares. La resistencia a la tracción es de 22 MPa y el alargamiento a la rotura es del 660%, la resistencia a la flexión es de 7,6 MPa y el módulo de flexión es de 125 MPa. El índice de fluidez en fusión a 190°C por debajo de 2,16 kg es de alrededor de 4, lo que lo hace muy adecuado para la aplicación de película soplada.
Propiedades Quimica PBAT
Bajas propiedades barrera al agua.
Comportamientos de cristalización
La mayoría de los procesos industriales se llevan a cabo en condiciones térmicas y el desarrollo de procesos exitosos que involucran polímeros semicristalinos requiere conocimiento de los comportamientos de cristalización y las propiedades térmicas. La cristalinidad moderada y la buena estabilidad térmica pueden hacer que los polímeros semicristalinos se procesen fácilmente. PBAT tiene una estructura cristalina similar a PBT bien desarrollada a pesar de su aleatoriedad y proporción de composición ideales. Su temperatura de fusión es 110°C más baja que la del PBT. Con base en los análisis cuantitativos sobre el espaciado de la red, la cristalinidad y la fracción de secuencias de BT cristalizables en PBAT, se aclaró la estructura cristalina de PBAT para que se formara mediante cristalización mixta de unidades BT y BA, donde las unidades BA se incorporaron a la red BT. Se encontró que esta estructura de cristales mixtos experimenta un cristal reversible similar a PBT desde la transición tras la aplicación y la eliminación de la tensión. Sin embargo, debido a la propiedad elástica de PBAT, su transición de forma cristalina se produjo en una región de mayor deformación en comparación con la transición α a β de PBT. Gan y col. informaron que el PBAT con menos del 20% en moles de unidades de BT cristalizaba en la red de PBA, mientras que aquellos con más del 30% en moles de unidades de BT cristalizaban en el retículo de PBT. Los copolímeros con 20-30% en moles de unidades BT contienen cristales de PBA y PBT. Los comportamientos de cristalización y fusión de PBAT se investigaron mediante calorímetro de barrido diferencial (DSC) con una velocidad de enfriamiento y calentamiento de 10°C/min. Y la estabilidad térmica de PBAT también se investigó mediante análisis termogravimétrico (TGA) con una velocidad de calentamiento de 20°C/min en condiciones de nitrógeno. Puede verse a partir de los datos que el PBAT se funde como un pico ancho a aproximadamente 123°C y cristaliza como un pico sagrado a aproximadamente 60 ° C. Al mismo tiempo, la temperatura de pérdida de peso del 5% de PBAT es superior a 350°C. Se puede ver a partir de los datos que PBAT tiene buena cristalización y estabilidad térmica. Y como resultado, tiene una buena estabilidad de procesamiento para ser utilizado solo o mezclado con otro material a través de procesos de fabricación convencionales como extrusión, intrusión y película de soplado, etc.
Polimerización PBAT
Los poliésteres en general se sintetizan por policondensación a partir de combinaciones de dioles y ácidos dicarboxílicos. El PBAT, específicamente, se puede producir mediante la reacción de policondensación de BDO, PAT y ácido adipico (AA) utilizando tecnología y equipos convencionales de fabricación de poliéster. Como catalizadores de policondensación se pueden utilizar compuestos organometálicos a base de zinc, estaño y titanio. La síntesis de PBAT se puede dividir en procesos de premezclado, prepolimerización y polimerización final. La preparación de PBAT requiere un tiempo de reacción prolongado, un alto vacío y una temperatura generalmente superior a 190°C. Estas condiciones son necesarias para favorecer las reacciones de condensación y eliminar las moléculas más ligeras (agua) como producto .Los agentes nucleantes pueden usarse en el proceso de polimerización final de la fabricación de PBAT para mejorar el comportamiento de cristalización de PBAT y evitar la pegajosidad y los agentes nucleantes más adecuados son generalmente compuestos inorgánicos, tales como talco, creta, mica o óxidos de silicio. Los compuestos de fósforo, como el ácido fosfórico y el ácido fosforoso, pueden añadirse en el proceso de polimerización previo o final como estabilizadores del color, pero esto conduce a una reducción de la velocidad de condensación. En el futuro, la conversión de componentes de biomasa en PBAT es una de las técnicas prometedoras y económicas para superar la crisis de los combustibles fósiles. En primer lugar, el BDO de base biológica se ha obtenido mediante fermentación biológica industrial para reemplazar el BDO petroquímico en PBAT directamente. En segundo lugar, el ácido sebácico, como sustituto del AA, procedente del aceite de ricino, se ha utilizado como monómero para preparar co-poliésteres de poli (sebacinato de butileno-co-butilentereftalato) (PBSeT). Finalmente, el ácido 2,5-furandicarboxílico (FDCA) ha sido considerado como uno de los monómeros aromáticos de base biológica de mayor potencial. Es una perfecta alternativa de base biológica al PTA a base de petróleo. Por lo tanto, es previsible que en unos pocos años se formen co-poliésteres alifáticos-aromáticos de base biológica completos.
Procesabilidad PBAT
Las PBAT se procesan según sus propiedades, pero sobre todo de acuerdo con la composición química y el peso molecular puede ser procesado en una variedad de productos terminados que incluyen películas, hojas, productos impresos, fibras, elásticos, artículos pintados, telas no tejidas. Buena procesabilidad en extrusión de film por soplado.
Mezclas a base de PBAT
Las propiedades del PBAT puro no son suficientes para la aceptación por parte del consumidor de este material, ya que se trata de mayores costos de producción o menores propiedades mecánicas en comparación con los plásticos convencionales. Como consecuencia, el desarrollo de un mercado de PBAT solo será posible cuando los costos de producción disminuyan o sus propiedades mejoren. La adición de materiales de bajo costo (como almidón) y materiales de refuerzo (como PLA) es una forma efectiva de disminuir el precio final y mejorar las propiedades, mientras se mantiene la biodegradabilidad de los compuestos. En los últimos diez años, los compuestos basados en PBAT de la serie se han desarrollado para productos comerciales. Los productos basados en PBAT han cumplido con los estándares internacionales de compostaje y luego deben los certificados de compostaje. Estos productos se pueden procesar directamente en equipos de plástico convencionales, que es la solución perfecta para preparar productos de la misma aplicación que los plásticos convencionales. Por lo tanto, los productos basados en PBAT se han utilizado ampliamente en muchas aplicaciones, como empaques, películas para mantillo y cubiertos, etc. debido a su buena calidad, rendimiento satisfactorio y costo competitivo. Las propiedades mecánicas típicas del producto a base de almidón-PBAT y del producto a base de PLA-PBAT son bastante buena.
Mezclas a base de almidón-PBAT
Como uno de los recursos renovables más abundantes, el almidón es un polisacárido completamente biodegradable que es bio sintetizado por numerosas plantas. El almidón está compuesto de carbono, hidrógeno y oxígeno en una proporción de 6:10:5 [C6H10O5]. Por tanto, el almidón pertenece a una clase de compuestos orgánicos de carbohidratos. El almidón se considera un polímero de glucosa con enlaces entre las unidades de glucosa que se forman durante la condensación. Consta de dos tipos de moléculas: la amilosa lineal y la amilopectina ramificada. La amilosa es un α-D-(1-4) glucano principalmente lineal, mientras que la amilopectina es un α-D-(1-4) glucano altamente ramificado, con enlaces α-D-(1-6) en los puntos de ramificación. En general, el almidón contiene 20 a 25% de amilosa y 75 a 80% de amilopectina. Sin embargo, la cantidad de amilosa o amilopectina en el almidón puede variar dependiendo de las fuentes vegetales. Los lípidos y las proteínas también están presentes en el almidón, pero en pequeñas cantidades. Normalmente, el almidón que tiene una cristalinidad entre el 20 y el 40% se denomina semicristalino. La región amorfa del almidón contiene amilosa y los puntos de ramificación de la amilopectina. El almidón nativo es el término utilizado para describir el almidón en la forma en que se encuentra en plantas como el maíz, la papa y el trigo, etc. Tiene poca capacidad de procesamiento térmico debido a los fuertes enlaces de hidrógeno intermoleculares e intermoleculares en las cadenas macromoleculares de amilosa y amilopectina. , lo que provoca su alto punto de fusión y menor temperatura de descomposición térmica. Sin embargo, el almidón nativo se puede convertir en almidón termoplástico (TPS) similar a la mayoría de los polímeros termoplásticos sintéticos convencionales mediante el uso de plastificantes en las condiciones combinadas de temperatura y cizallamiento. En el procesamiento térmico de conversión de almidón nativo en TPS, están involucradas varias reacciones físicas y químicas. Para el proceso de extrusión, algunos parámetros son importantes para influir en los productos finales de TPS. Estos parámetros incluyen la velocidad del tornillo, el contenido de humedad de la alimentación, la temperatura del cilindro, el diámetro del troquel, la entrada de energía, la presión en el troquel, etc. Para lograr un TPS exitoso, los plastificantes también juegan un papel importante. Un plastificante apropiado debe cumplir algunos requisitos básicos. En primer lugar, un plastificante apropiado sería una pequeña molécula similar a las unidades de D-glucano en el almidón. El segundo requisito importante para un plastificante es que su punto de ebullición debe ser lo suficientemente alto para evitar que se evapore del material durante el procesamiento y el secado. Por último, se requiere una cantidad mínima de plastificante. Entre los polímeros biodegradables elaborados a partir de recursos renovables, el almidón es probablemente la fuente de polímeros biodegradables naturalmente más renovable porque es versátil, barato y abundante. Muestra compatibilidad con los procesos de extrusión utilizados en la fabricación de películas convencionales y en presencia de un plastificante produce un material con características termoplásticas, conocido como almidón termoplástico (TPS). Sin embargo, la naturaleza hidrófila del almidón termoplástico y su fragilidad y alta sensibilidad a la humedad limitan su uso como material de envasado. Además de esto, la retrogradación y cristalización de las cadenas móviles de almidón cambian sus propiedades mecánicas y de barrera. Como resultado, el TPS a menudo se mezcla con otros polímeros, como el poli (adipato- co- tereftalato de butileno) (PBAT) y el copoliéster alifático-aromático biodegradable, que combina la biodegradabilidad con otras propiedades físicas deseables. PBAT es biodegradable y flexible, diseñado para extrusión de películas y recubrimiento por extrusión. En vista de su alta tenacidad y biodegradabilidad, PBAT se considera un buen candidato para el endurecimiento de TPS, con almidón termoplástico con anhídrido maleico como compatibilizador. Tambien se pueden preparar mezclas binarias y ternarias con TPS, PLA y PBAT utilizando un proceso de extrusión de un solo paso. Las mezclas compatibilizadas tiene valores de índice de fluidez en estado fundido mucho más altos que las mezclas no compatibilizadas. Los resultados mecánicos mostraron que las mezclas compatibilizadas mostraron mayor resistencia a la flexión y módulo de flexión en comparación con las mezclas no compatibilizadas. La temperatura del vidrio (Tg) de PLA disminuyó a medida que aumentaba el contenido de PBAT, y el módulo de almacenamiento y el módulo de pérdida también mostraron una disminución a medida que aumentaba el contenido de PBAT.
Mezclas a base de PLA-PBAT
Hoy en día, el PLA es el polímero biodegradable más preferido ya que se produce a partir de una fuente renovable de forma económica. Está disponible comercialmente y tiene un precio razonablemente similar en comparación con los polímeros básicos. El PLA de alto peso molecular se obtiene más comúnmente mediante polimerización por apertura de anillo (ROP) de la lactida formada en anillo, que se obtiene mediante despolimerización del ácido láctico policondensado. Esta ruta es una reacción de dos pasos que generalmente implica pasos de purificación adicionales y, por lo tanto, está relacionada con costos significativos. Por otro lado, su fragilidad y baja tenacidad limitan sus aplicaciones. Por lo tanto, se han realizado muchas investigaciones para mejorar sus propiedades con el fin de expandir la aplicación de PLA. Sin embargo, las mezclas PLA/PBAT muestran un comportamiento multifásico debido a los caracteres no compatibles de cada componente, lo que da como resultado propiedades mecánicas deficientes. La gran diferencia en los parámetros de solubilidad se muestra entre PBAT y PLA calindica inmiscibilidad de este par de polímeros. El diámetro medio de las partículas dispersas de PBAT aumenta cuando la relación de viscosidad en estado fundido de la fase dispersada y la matriz estaba lejos de uno. Además, el modo de falla de las muestras durante las pruebas de tracción cambió de fractura frágil a fractura dúctil cuando aumenta el contenido de PBAT, y la evidencia de deshuesado interfacial en las mezclas, observada por SEM, indicó una adhesión interfacial débil en mezclas PBAT / PLA . El PLA y el PBAT exhiben un comportamiento de fluido no newtoniano, mientras que el PBAT tiene una viscosidad de cizallamiento constante más alta y una mayor elasticidad a bajas frecuencias. Por tanto, la incorporación de PBAT (hasta el 30% en peso de las mezclas totales) dio como resultado un aumento de la elasticidad en estado fundido y la viscosidad de las mezclas de PBAT/PLA. La adición de PBAT condujo a la reducción de la región newtoniana. Las mezclas de PBAT/PLA mostraron una viscosidad de cizallamiento más baja a velocidades de cizallamiento más altas que el PLA. Las cadenas moleculares flexibles de PBAT también ampliaron la temperatura de procesamiento y ayudaron a mejorar la procesabilidad del PLA en extrusión. También se informa que la fabricación de películas de acolchado de PLA mediante moldeo por extrusión y soplado se logró con una adición de PBAT (70% en peso). Se investigaron las propiedades ópticas, las permeabilidades a los gases y la degradación de las hojas de mantillo de PBAT/PLA .
La adición de ATBC (hasta un 30% en peso) como plastificante aumenta la deformación en la rotura de la mezcla PLA/PBAT hasta un 310%. El compatibilizador a base de resina acrílica de grado sólido con funcionalidad carboxilo, aumenta el módulo, la deformación a la rotura (hasta un 130%) y la resistencia a la fusión de las mezclas PLA/PBAT. Tambien aumenta la viscosidad y reduje el tamaño de la fase dispersa de PLA dentro de la matriz de PBAT. Al agregar resina acrílica de grado sólido con funcionalidad carboxilo y éter diglicidílico de 1,6-hexanodiol, la tensión en la rotura se mejora hasta ~ 500%, sin sacrificar demasiado la resistencia. Esto se debió a la formación in situ de copolímeros PLA-co-PBAT en presencia de los extensores de cadena. Anhídrido ftálico (PA) y la bioxazolina (BOZ) como compatibilizadores en pequeñas cantidades aumentan el alargamiento a la rotura hasta ~ 500% debido a tamaños de dominio reducidos sin afectar la resistencia a la tracción. El uso de GMA aumentó la adherencia superficial entre las fases PLA y PBAT, mejora la compatibilidad de las fases y, por lo tanto, las propiedades reológicas, la deformación a la rotura también aumenta hasta un 180% sin influir en la resistencia a la tracción. El uso de 2,5-dimetil 2,5-di (terc-butilperoxi) hexano como compatibilizador reactivo redujo el tamaño del dominio y, posteriormente, aumenta el alargamiento a la rotura hasta un 30%, pero lo que es más importante, la resistencia al impacto hasta 30 veces. Usando el mismo compatibilizador, la viscosidad de la mezcla aumenta y el alargamiento a la rotura aumentó hasta un 60%. Poli (ácido láctico) y poli (adipato- co-tereftalato de butileno ) (PLA / PBAT 50/50) en presencia de 4,4'-metilen difenil diisocianato (MDI) genera un excelente producto. El efecto de la extensión de la cadena sobre la tenacidad de la mezcla se asoció con las propiedades mecánicas, morfología, comportamiento térmico y cristalino que afectaron principalmente la capacidad de deformación de la matriz. Al aumentar el contenido de MDI, las mezclas presentan mayor resistencia a la tracción y alargamiento a la rotura. Con la adición de 0-2% en peso de MDI, la resistencia al impacto de las mezclas de PLA / PBAT-MDI aumenta de 7.0 kJ/m2 a 70.0 kJ/m2. La adicon de MDI aumenta significativamente la adhesión interfacial entre las fases PLA y PBAT con el aumento de MDI. Al aumentar el contenido de MDI, las mezclas mostraron mayor resistencia a la tracción, módulo y alargamiento a la rotura. La mejora en la resistencia al impacto se atribuye a la deformación por deformación entre las fases PLA y PBAT.
Aplicaciones PBAT
Durante las últimas dos décadas, se ha llevado a cabo una gran cantidad de investigación en el campo de PBAT, lo que ilustra su importancia. Sin embargo, la investigación y el desarrollo son solo parte del ciclo de vida de un producto. El producto real comienza cuando las ciencias se aplican a una aplicación específica. Así, el proceso del producto introduce un nuevo material en el mercado. Ahora, el estado de desarrollo de PBAT tiene cada vez más aplicaciones en el mercado. Muchos productos basados en PBAT se han aplicado en muchos campos como bolsas de la compra, bolsas de basura, cubertería y film mulch, etc. Y de los cuales, se seleccionan dos aplicaciones para introducirlas en los detalles de este texto, una es el empaque destinado al mercado reciente, y el otro es film mulch dirigido al mercado futuro.
Embalaje
Los envases de plástico convencionales se utilizan ampliamente en una serie de aplicaciones de recolección de basura y bienes de consumo debido a sus buenas propiedades y bajo costo en comparación con otros materiales de embalaje. Se están comercializando varios materiales biodegradables basados en PBAT que son compostables. En la actualidad, los envases basados en estos materiales han recibido una gran atención en muchas disciplinas debido a sus propiedades únicas en comparación con los materiales plásticos convencionales. Hay una serie de materiales compostables basados en PBAT disponibles comercialmente que podrían procesarse más para hacer un paquete para las aplicaciones deseadas. Las bolsas de la compra basadas en mezclas de almidón-PBAT han sido ampliamente utilizadas en los supermercados de alto nivel en China, lo que se ha convertido en un modelo para la aplicación de plásticos biodegradables en China.
Película
La agricultura moderna depende en gran medida del uso de películas de acolchado de plástico convencionales, porque estas películas pueden aumentar el rendimiento de los cultivos elevando la temperatura del suelo, conservando la humedad del suelo, controlando el crecimiento de malezas y brindando protección contra el clima severo y las plagas. Una vez que estas películas de mantillo de PE se han agotado, es difícil recuperarlas de los campos agrícolas por completo, debido a la fragmentación y fragmentación de la película de PE causada por la intemperie, especialmente cuando se utilizan películas delgadas. Las películas de PE residuales ingresan y posteriormente se acumulan en los suelos agrícolas, como resultado, lo que disminuye la productividad del suelo al bloquear la infiltración de agua, lo que impide el intercambio de gases del suelo. Un enfoque prometedor para superar la acumulación de películas de mantillo de PE residuales en el suelo es reemplazar las películas de mantillo convencionales con películas biodegradables compuestas de polímeros diseñados para ser degradables por microorganismos del suelo. Las películas de mantillo biodegradables colocadas en el suelo son susceptibles al envejecimiento y la degradación durante su vida útil, por lo que deben tener algunas propiedades específicas. Cuando se aplican en el suelo, las películas de mantillo a base de PBAT pueden verse poco afectadas por el agua, las altas temperaturas y la radiación UV durante su vida útil y pueden ser completamente biodegradables después de su vida útil. Las películas agrícolas basadas en compuestos de PBAT/PLA/nanopartículas se han aplicado y han obtenido resultados positivos en muchas regiones y cultivos de China, lo que sienta una buena base para los futuros desarrollos en China.
Los bioplásticos PBAT se utilizan como alternativas a los plásticos convencionales derivados de combustibles fósiles y se utilizan cada vez más en materiales en contacto con alimentos. Las aplicaciones primarias son films para envase de alimentos y agricultura. Para reducir el costo, es necesario reducir el grosor de la película y mejorar la resistencia de la película, mientras tanto, para producir una película ultrafina de forma estable, la resistencia a la fusión debe mejorarse en gran medida. La forma más eficaz y conveniente de mejorar la resistencia a la fusión es introducir ramificaciones de cadena larga (LCB) en la cadena principal del polímero. La apariencia de los polímeros LCB amplía enormemente el ámbito de aplicación de los materiales poliméricos. El método más común para sintetizar copoliésteres LCB es introducir monómeros multifuncionales (≥3) como agentes de ramificación (BA), tales como alcoholes, ácidos, isocianatos, fenilfosfitos y epóxidos multifuncionales, en una reacción de policondensación. El copoliéster LCB como LCB PBAT también se puede sintetizar mediante este método.
| Poli(Butilén Adipato-co-Tereftalato) (PBAT) | |||
| Properties | Test Method | Unit | Standard grades |
| Density | ISO1183 | g/cm3 | 1,26 |
| MFR [190°C, 2.16 kg] | ISO1133 | g/10min | 5 |
| Shrinkage | ISO 294-4 | % | |
| Moisture | ISO 294-4 | % | < 0,05 |
| Melting Point | ISO3136 | ℃ | 100 - 120 |
| Glass transition Tg | ISO3136 | ℃ | -28 |
| Yield Stress | ISO527-2 | MPa | 17 |
| Stress at Break | ISO527-2 | MPa | 38 |
| Strain at Break | ISO527-2 | % | 600 |
| Vicat A/50 | ISO306 | ℃ | 89 |
| Hardness shore D | ISO868 | point | 30-40 |
| Total Luminous Transmittance | ISO 13468 | % | 82 |
| Oxygen Transmission Rate | ISO 14663-2 | cc/m²/day | 1600 |