TWI697522B - 生物可分解塑膠組成物及其製作方法 - Google Patents

生物可分解塑膠組成物及其製作方法 Download PDF

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Abstract

一種生物可分解塑膠組成物,用於製作生物可分解塑膠。生物可分解塑膠組成物包括生物可分解聚酯、多醣體以及改良劑。改良劑用以使多醣體與生物可分解聚酯進行混煉以獲得生物可分解塑膠。生物可分解塑膠具有大於3MPa的拉伸強度以及大於81%的延伸率。

Description

生物可分解塑膠組成物及其製作方法
本發明是有關於一種塑膠組成物及其製作方法,且特別是有關於一種生物可分解塑膠組成物及其製作方法。
生物可分解的多糖體混煉塑膠(polysaccharides compounded plastics)是利用混煉加工技術(compounding technology)將自然界可自然分解的多糖體(polysaccharides)材料與生物可分解聚酯(biodegradable polyesters)結合而形成。其中,多醣體具有降低製作成本與調控生物分解性的功能。然而,添加過多的多醣體卻會使生物可分解塑膠的延展性及韌性下降,致使產品應用受到限制。
目前,塑膠加工中所使用的物性改良劑通常為鄰苯酯類化合物,可用來提高塑膠的延展性及韌性,但研究卻證實鄰苯酯類化合物具有生殖毒性以及部分具有致癌性。此外,雖然應用於生物可分解塑膠中較常見的改良劑為檸檬酸酯類及癸二酸酯類塑化劑,但這些改良劑對生物可分解塑膠的延展性及韌性的改善效果有限。
本發明提供一種生物可分解塑膠組成物及其製作方法,用以製作生物可分解塑膠,且該生物可分解塑膠具有較佳的拉伸強度、較佳的延伸率以及較優異的韌性。
本發明的生物可分解塑膠組成物,用於製作生物可分解塑膠。生物可分解塑膠組成物包括生物可分解聚酯、多醣體以及改良劑。改良劑用以使多醣體與生物可分解聚酯進行混煉以獲得生物可分解塑膠。生物可分解塑膠具有大於3MPa的拉伸強度以及大於81%的延伸率。
在本發明的一實施例中,以生物可分解塑膠組成物的總重量計,多醣體的含量為35重量%至45重量%、生物可分解聚酯的含量為44重量%至54重量%、改良劑的含量為1重量%至5重量%。
在本發明的一實施例中,上述的改良劑包括由式1表示之化合物: [式1]
Figure 02_image001
, 其中x為整數8至35,y為整數30至74。
在本發明的一實施例中,上述的改良劑包括低聚醚碳酸酯,且低聚醚碳酸酯係由碳酸酯類化合物經開環聚合反應製得。
在本發明的一實施例中,上述的碳酸酯類化合物包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯或其組合。
在本發明的一實施例中,上述的改良劑的數目平均分子量為2119Da至6836Da。
在本發明的一實施例中,上述的改良劑的重量平均分子量為2918Da至9542Da。
在本發明的一實施例中,上述的生物可分解塑膠的楊氏模數為300MPa至500MPa。
在本發明的一實施例中,上述的生物可分解聚酯可包括聚對苯二甲酸ε己內酯丁二酯(poly(butylene terephthalate-ε-caprolactone),PBTCL)、聚對苯二甲酸己二酸丁二酯(poly(butylene adipate-co-terephthalate),PBAT)、聚對苯二甲酸癸二酸丁二酯(poly(butylene sebacate-co-terephthalate),PBSbT)、聚(對苯二甲酸丁二酸丁二酯)共聚物(poly(butylene succinate-co-terephthalate),PBST)、聚丁二醇琥珀酸酯(polybutylene succinate,PBS)、聚琥珀酸丁二醇己二酸酯(poly(butylene succinate-co-adipate),PBSA)、聚己內酯(polycaprolactone,PCL)、聚乳酸(polylatic acid,PLA)、聚羥基烷酸酯(polyHydroxyAlkanoate,PHA)、聚乙醇酸(polyglycolic acid,PGA)或其組合。
在本發明的一實施例中,上述的多醣體包括澱粉或纖維素。
在本發明的一實施例中,上述的生物可分解塑膠能提升3~4倍的拉伸強度及4~5倍的延伸率。
本發明的生物可分解塑膠組成物的製作方法包括以下步驟。提供混合物,包括生物可分解聚酯、多醣體以及改良劑。進行混煉加工製程,以使混合物中的多醣體與生物可分解聚酯混煉成生物可分解塑膠。其中,生物可分解塑膠組成物具有大於3MPa的拉伸強度以及大於81%的延伸率。
在本發明的一實施例中,上述低聚醚碳酸酯的製作方法包括以下步驟。首先,提供碳酸酯類化合物以及氫氧化鉀於改質設備中,其中氫氧化鉀與碳酸酯類化合物的莫耳數的比值為1/500至1/1500。接著,於160℃至220℃的反應溫度下,反應2小時至8小時。
基於上述,本發明的生物可分解塑膠組成物及其製作方法可用於製作生物可分解塑膠。其中,生物可分解塑膠組成物包括生物可分解聚酯、多醣體以及改良劑。改良劑用以使多醣體與生物可分解聚酯進行混煉以獲得生物可分解塑膠。生物可分解塑膠具有大於3MPa的拉伸強度以及大於81%的延伸率。因此,本發明所提供的生物可分解塑膠組成物及其製作方法,可用以製作出具有較佳的拉伸強度、較佳的延伸率以及較優異的韌性的生物可分解塑膠。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
以下,將詳細描述本發明的實施例。然而,這些實施例為例示性,且本發明揭露不限於此。
在本實施例中,生物可分解塑膠組成物可用於製作生物可分解塑膠。生物可分解塑膠組成物可包括生物可分解聚酯、多醣體以及改良劑。其中,改良劑用以使多醣體與生物可分解聚酯進行混煉以獲得生物可分解塑膠。生物可分解塑膠具有大於3MPa的拉伸強度以及大於81%的延伸率。
以下將就本實施例進行說明,但本發明並不限於此。
生物可分解聚酯
本實施例的生物可分解聚酯例如是二元酸二元醇共聚酯,但不以此為限。二元酸二元醇共聚酯是由不同碳數的二元醇化合物與脂肪族二元酸化合物或芳香族二元酸化合物進行酯化反應及縮聚合反應所形成。其中,根據單體種類及比例的不同,可合成具有不同機械性質及物理性質的生物可分解聚酯。
本實施例的生物可分解聚酯可包括聚對苯二甲酸ε己內酯丁二酯、聚對苯二甲酸己二酸丁二酯、聚對苯二甲酸癸二酸丁二酯、聚(對苯二甲酸丁二酸丁二酯)共聚物、聚丁二醇琥珀酸酯、聚琥珀酸丁二醇己二酸酯、聚己內酯、聚乳酸、聚羥基烷酸酯、聚乙醇酸或其組合,但不以此為限。
在本實施例中,以生物可分解塑膠組成物的總重量計,生物可分解聚酯的含量例如為40重量%至60重量%,較佳為44重量%至54重量%,更佳為47重量%至50重量%。
多醣體
本實施例的多醣體可為自然界中可自然分解的高分子,例如是澱粉或纖維素,但不以此為限。其中,多醣體可與生物可分解聚酯混煉成生物可分解塑膠,以降低產品成本,並可對生物分解性(例如分解時間週期)進行調控。
在本實施例中,以生物可分解塑膠組成物的總重量計,多醣體的含量例如為30重量%至50重量%,較佳為35重量%至45重量%,更佳為38重量%至42重量%。
改良劑
本實施例的改良劑可用以使多醣體與生物可分解聚酯進行混煉,以形成生物可分解塑膠。其中,改良劑的數目平均分子量為2119Da至6836Da。改良劑的重量平均分子量為2918Da至9542Da。此外,改良劑還可用來提升生物可分解塑膠的物性,包括拉伸強度(Tensile strength)以及延伸率(Elongation)。
本實施例的改良劑包括由式1表示之化合物: [式1]
Figure 02_image003
其中,x為8至35的整數,y為30至74的整數。
本實施例的改良劑包括低聚醚碳酸酯(Low molecular weight polyethylene ether carbonate,LPEEC),係由碳酸酯類化合物經開環聚合反應製得。其中,碳酸酯類化合物可包括碳酸乙烯酯(ethylene carbonate,EC)、碳酸丙烯酯(propylene carbonate,PC)或其組合,但不以此為限。
特別說明的是,碳酸乙烯酯是一種有機溶劑,可作為鋰電池電解液或酸性氣體的吸收劑,也可作為高分子合成之原料,如聚碳酸酯、不飽和聚酯及聚氨酯等。早期碳酸乙烯酯是用光氣法製備,但由於光氣法具有高毒性且對於環境的污染嚴重,已被各國禁止。然而,本實施例的碳酸乙烯酯的生產方式是利用二氧化碳與環氧乙烷透過加成反應來製備,因此可避免毒性及污染,且對於二氧化碳的去化有正面的效益。
在本實施例中,以生物可分解塑膠組成物的總重量計,改良劑的含量例如為1重量%至10重量%,較佳為1重量%至5重量%,更佳為2重量%至4重量%。
以下將說明數個實驗,更具體地描述本發明的生物可分解塑膠組成物。雖然描述了以下實驗,但是在不逾越本發明範疇的情況下,可適當地改變所用材料、其量及比率、處理細節以及處理流程等等。因此,不應根據下文所述的實驗對本發明作出限制性的解釋。以下將列舉實施例詳細說明本發明,但本發明並不侷限於這些實施例所揭露的內容。
製作低聚醚碳酸酯 (LPEEC)>
在一些實施例中,低聚醚碳酸酯可由碳酸乙烯酯經過開環聚合反應後得到。因此,可先利用二氧化碳(CO 2)與環氧乙烷(C 2H 4O)並透過加成反應製備而得碳酸乙烯酯,如反應式1所示。反應過程中可添加催化劑來加速反應進行,且催化劑可以是雙(三苯基磷)鎳([(C 6H 5) 3P] 2Ni),但並不以此為限。 [反應式1]
Figure 02_image005
接著,利用圖1的改質設備對碳酸乙烯酯進行改質,亦即使碳酸乙烯酯經過開環聚合反應後而得到低聚醚碳酸酯,如反應式2所示。在式2中,x為8至35的整數,y為30至74的整數。 [反應式2]
Figure 02_image007
圖1為本發明的一實施例中的改質設備的示意圖。請參照圖1,改質設備包括:溫控器A、攪拌馬達兼扭力記錄器B、攪拌棒C、熱電偶D、玻璃反應瓶E、加熱包F、氮氣鋼瓶G、冷凝管H以及冷凍循環槽I。在本實施例中,首先將所需量之碳酸乙烯酯(EC)單體置於改質設備的玻璃反應瓶E中,然後根據表1的改質條件設定加入氫氧化鉀(KOH)(使KOH與EC的莫耳數的比值為1/500至1/1500)、通入氮氣、攪拌馬達B設定轉速600 rpm。接著,進一步調控控溫器A讓加熱包F升溫,當玻璃反應瓶E內部溫度到達設定溫度(160、180、200、220°C)則開始計算改質反應時間(2、4、6、8 hr)。當反應時間到達時,停止加溫及停止攪拌,以得到含有低聚醚碳酸酯的樣品。待樣品的溫度下降至室溫後,收集樣品於血清瓶中保存,以作為生物可分解塑膠組成物中的改良劑。
表1
序號 反應時間(hr) 反應溫度(°C) EC (mol) KOH/EC (mol/mol)
1 2 200 1 1/1000
2 4 200 1 1/1000
3 6 200 1 1/1000
4 8 200 1 1/1000
5 6 160 1 1/1000
6 6 180 1 1/1000
7 6 200 1 1/1000
8 6 220 1 1/1000
9 6 200 1 1/1500
10 6 200 1 1/1000
11 6 200 1 1/500
製作生物可分解塑膠
根據表2的生物可分解塑膠組成物的配方,以混煉加工技術於擠壓機中製作出生物可分解塑膠。其中PBAT可作為生物可分解聚酯,玉米澱粉可作為多醣體,且EC作為比較例1~4的改良劑、表1序號1中的低聚醚碳酸酯(LPEEC) 作為實驗例1的改良劑。其中,LPEEC是EC經由表1之改質條件(KOH/EC = 1/1000 (mol/mol)、反應溫度200°C、反應時間2hr)反應後所得。
表2
  PBAT (g) 玉米澱粉 (g) 水 (g) 甘油 (g) EC (g) KOH (g) LPEEC (g)
比較例1 240 195 20 35 0 0 0
比較例2 240 195 20 35 0 0.01 0
比較例3 240 195 20 20 15 0 0
比較例4 240 195 20 20 15 0.01 0
實驗例1 240 195 20 20 0 0 15
機械性質測試
接著,將根據表2的生物可分解塑膠組成物所製成的生物可分解塑膠進行機械性質測試,結果如表3所示。詳細來說,在本實施例中,機械性質測試的項目包括拉伸強度(tensile strength)、延伸率(elongation)以及楊氏模數(Young’s modulus)。其中,拉伸強度為測試材料承受拉伸時抵抗斷裂的能力或材料不致斷裂所能承受的最大拉力。延伸率為測試材料承受拉伸時,相較於原本長度所變形至材料試樣斷裂前的百分比。一般來說延伸率越大,代表材料的延展性越大,較適合作為膜類產品。楊氏模數為抗張強度與延伸率的比值,因此當楊氏模數太大,則表示材料越硬脆且延展性低。反之,當楊氏模數太小,則表示材料太軟弱。而適中的楊氏模數,則可展現材料的強韌性。在本實施例中,楊氏模數例如為300MPa至500MPa,較佳為310MPa至400MPa,更佳為330MPa至360MPa。
表3
  拉伸強度(MPa) 延伸率(%) 楊氏模數(MPa)
比較例1 2.2 ± 0.1 11.0 ± 2.3 531.5 ± 43.1
比較例2 2.2 ± 0.4 15.0 ± 1.1 611.3 ± 10.9
比較例3 5.5 ± 0.8 45.0 ± 5.2 453.2 ± 17.0
比較例4 2.4 ± 0.4 29.6 ± 6.0 570.9 ± 23.4
實驗例1 3.3 ± 0.7 83.1 ± 8.8 341.0 ± 38.3
根據表3的結果可知,相較於比較例1~4 (使用EC作為改良劑),實驗例1(使用表1序號1中的低聚醚碳酸酯作為改良劑)的生物可分解塑膠具有大於3MPa的拉伸強度、大於81%的延伸率以及介於330MPa至360MPa之間的楊氏模數。也就是說,相較於比較例1~4,實驗例1的生物可分解塑膠具有較佳的延展性以及韌性。
以下分別探討以不同的反應時間、反應溫度或KOH濃度所製作低聚醚碳酸酯,其對於混煉後的生物可分解塑膠的機械性質的測試結果。
不同反應時間之探討
分別利用表1中的序號1~4所製作的低聚醚碳酸酯作為改良劑,接著將PBAT與玉米澱粉混煉成生物可分解塑膠(實驗例1~4)。然後,測試實驗例1~4的生物可分解塑膠的機械性質,結果如表4所示。其中,在序號1~4的反應條件中,固定反應溫度為200℃、固定KOH濃度為KOH/EC=0.001 mol/mol、改變反應時間依序為2 hr、4 hr、6 hr及8 hr。
表4
  反應時間(hr) 拉伸強度(MPa) 延伸率(%) 楊氏模數(MPa) 數目平均分子量 (Da) 重量平均分子量  (Da) 分子數x 分子數y
比較例4 0 2.4 ± 0.4 29.6 ± 6.0 570.9 ± 23.4 - - - -
實驗例1 2 3.3±0.3 83.1±8.8 341.0±38.3 6836 9542 35 74
實驗例2 4 5.1±0.3 123.9±1.8 212.3±8.4 3966 5288 17 51
實驗例3 6 7.8±0.2 141.6±0.5 249.2±13.7 3117 4068 13 40
實驗例4 8 6.3±0.1 95.3±5.2 432.4±24.1 2119 2918 8 30
根據表4的結果可知,相較於比較例4,實驗例1~4的生物可分解塑膠皆具有大於3MPa的拉伸強度、大於81%的延伸率以及介於212MPa至432MPa之間的楊氏模數。其中,相較於實驗例1、4,實驗例2~3同時具有更佳的拉伸強度(大於4MPa)、延伸率(大於100%)以及楊氏模數(小於300MPa)。也就是說,以4~6小時的反應時間所製作的低聚醚碳酸酯,可使生物可分解塑膠具有更佳的延展性以及韌性。更進一步來說,相較於比較例4的拉伸強度及延伸率,實驗例3可提升約3~4倍的拉伸強度及4~5倍的延伸率。
不同反應溫度之探討
分別利用表1中的序號5~8所製作的低聚醚碳酸酯作為改良劑,接著將PBAT與玉米澱粉混煉成生物可分解塑膠(實驗例5~8)。然後,測試實驗例5~8的生物可分解塑膠的機械性質,結果如表5所示。其中,在序號5~8的反應條件中,固定反應時間為6 hr、固定KOH濃度為KOH/EC=0.001 mol/mol、改變反應溫度依序為160°C、180°C、200°C及220°C。
表5
  反應溫度(°C) 拉伸強度(MPa) 延伸率(%) 楊氏模數(MPa)
比較例4 0 2.4 ± 0.4 29.6 ± 6.0 570.9 ± 23.4
實驗例5 160 4.4±0.2 84.8±7.0 383.6±10.0
實驗例6 180 4.2±0.2 86.0±5.3 305.4±38.1
實驗例7 200 7.8±0.2 141.6±0.5 249.2±14.2
實驗例8 220 5.3±0.5 120.5±2.0 381.7±24.1
根據表5的結果可知,相較於比較例4,實驗例5~8的生物可分解塑膠皆具有大於3MPa的拉伸強度、大於81%的延伸率以及介於249MPa至383MPa之間的楊氏模數。其中,相較於實驗例5~6、8,實驗例7同時具有更佳的拉伸強度(大於4MPa)、延伸率(大於100%)以及楊氏模數(小於300MPa)。也就是說,以200°C的反應溫度所製作的低聚醚碳酸酯,可使生物可分解塑膠具有更佳的延展性以及韌性。
不同 KOH 濃度之探討
分別利用表1中的序號9~11所製作的低聚醚碳酸酯作為改良劑,接著將PBAT與玉米澱粉混煉成生物可分解塑膠(實驗例5~8)。然後,測試實驗例9~11的生物可分解塑膠的機械性質,結果如表6所示。其中,在序號9~11的反應條件中,固定反應時間為6 hr、固定反應溫度為200°C、改變KOH濃度依序為KOH/EC=1/1500、1/1000、1/500 mol/mol。
表6
  KOH/EC (mol/mol) 拉伸強度(MPa) 延伸率(%) 楊氏模數(MPa)
比較例4 1/1000 2.4±0.4 29.6±6.0 570.9±23.4
實驗例9 1/1500 4.7±0.6 130.4±1.5 249.3±3.1
實驗例10 1/1000 7.8±0.2 141.6±0.5 249.2±14.2
實驗例11 1/500 6.4±1.0 135.6±10.1 251.0±40.25
根據表6的結果可知,相較於比較例4,實驗例9~11的生物可分解塑膠皆具有大於3MPa的拉伸強度、大於81%的延伸率以及介於249MPa至251MPa之間的楊氏模數。其中,實驗例9~11同時具有更佳的拉伸強度(大於4MPa)、延伸率(大於100%)以及楊氏模數(小於300MPa)。也就是說,以KOH/EC=1/1500、1/1000或1/500 mol/mol的KOH濃度所製作的低聚醚碳酸酯,可使生物可分解塑膠具有更佳的延展性以及韌性。
綜上所述,本發明的生物可分解塑膠組成物及其製作方法可用於製作生物可分解塑膠。其中,生物可分解塑膠組成物包括生物可分解聚酯、多醣體以及改良劑。改良劑用以使多醣體與生物可分解聚酯進行混煉以獲得生物可分解塑膠。生物可分解塑膠具有大於3MPa的拉伸強度以及大於81%的延伸率。因此,本發明所提供的生物可分解塑膠組成物及其製作方法,可用以製作出具有較佳的拉伸強度、較佳的延伸率以及較優異的韌性的生物可分解塑膠。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
A:溫控器
B:攪拌馬達兼扭力記錄器
C:攪拌棒
D:熱電偶
E:玻璃反應瓶
F:加熱包
G:氮氣鋼瓶
H:冷凝管
I:冷凍循環槽
圖1為本發明的一實施例中的改質設備的示意圖。
Figure 01_image001
無。

Claims (18)

  1. 一種生物可分解塑膠組成物,用以製作一生物可分解塑膠,包括:一生物可分解聚酯;一多醣體;以及一改良劑,用以使該多醣體與該生物可分解聚酯進行混煉以獲得該生物可分解塑膠,其中該生物可分解塑膠具有大於3MPa的拉伸強度以及大於81%的延伸率,其中該改良劑包括由式1表示之化合物:
    Figure 108107687-A0305-02-0018-1
    其中x為整數8至35,y為整數30至74。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的生物可分解塑膠組成物,其中以該生物可分解塑膠組成物的總重量計,該多醣體的含量為35重量%至45重量%、該生物可分解聚酯的含量為44重量%至54重量%、該改良劑的含量為1重量%至5重量%。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的生物可分解塑膠組成物,其中該改良劑包括一低聚醚碳酸酯,且該低聚醚碳酸酯係由一碳酸酯類化合物經開環聚合反應製得。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的生物可分解塑膠組成物,其中該碳酸酯類化合物包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯或其組合。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的生物可分解塑膠組成物,其中該改良劑的數目平均分子量為2119Da至6836Da。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的生物可分解塑膠組成物,其中該改良劑的重量平均分子量為2918Da至9542Da。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的生物可分解塑膠組成物,其中該生物可分解塑膠的楊氏模數為300MPa至500MPa。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的生物可分解塑膠組成物,其中該生物可分解聚酯包括聚對苯二甲酸ε己內酯丁二酯、聚對苯二甲酸己二酸丁二酯、聚對苯二甲酸癸二酸丁二酯、聚(對苯二甲酸丁二酸丁二酯)共聚物、聚丁二醇琥珀酸酯、聚琥珀酸丁二醇己二酸酯、聚己內酯、聚乳酸、聚羥基烷酸酯、聚乙醇酸或其組合。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的生物可分解塑膠組成物,其中該多醣體包括澱粉或纖維素。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的生物可分解塑膠組成物,其中該生物可分解塑膠能提升3~4倍的拉伸強度及4~5倍的延伸率。
  11. 一種生物可分解塑膠組成物的製作方法,包括:提供一生物可分解聚酯、一多醣體以及一改良劑;進行一混煉加工製程,以使該多醣體與該生物可分解聚酯混煉成一生物可分解塑膠,其中該生物可分解塑膠具有大於3MPa的拉伸強度以及大於81%的延伸率,其中該改良劑包括由式1表示之化合物:
    Figure 108107687-A0305-02-0020-2
    其中x為整數8至35,y為整數30至74。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的生物可分解塑膠組成物的製作方法,其中以該生物可分解塑膠組成物的總重量計,該多醣體的含量為重量35%至45重量%、該生物可分解聚酯的含量為44重量%至54重量%、該改良劑的含量為1重量%至5重量%。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的生物可分解塑膠組成物的製作方法,其中該改良劑包括一低聚醚碳酸酯,且該低聚醚碳酸酯係由一碳酸酯類化合物經開環聚合反應製得。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的生物可分解塑膠組成物的製作方法,其中該碳酸酯類化合物包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯或其組合。
  15. 如申請專利範圍第13項所述的生物可分解塑膠組成物的製作方法,其中該低聚醚碳酸酯的製作方法包括:提供一碳酸酯類化合物以及一氫氧化鉀於一改質設備中,其中該氫氧化鉀與該碳酸酯類化合物的莫耳數的比值為1/500至1/1500;以及於160℃至220℃的反應溫度下,反應2小時至8小時。
  16. 如申請專利範圍第11項所述的生物可分解塑膠組成物的製作方法,其中該改良劑的數目平均分子量為2119Da至6836Da。
  17. 如申請專利範圍第11項所述的生物可分解塑膠組成物的製作方法,其中該改良劑的重量平均分子量為2918Da至9542Da。
  18. 如申請專利範圍第11項所述的生物可分解塑膠組成物的製作方法,其中該生物可分解塑膠的楊氏模數為300MPa至500MPa。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114426761B (zh) * 2020-10-29 2023-09-08 财团法人工业技术研究院 生物可分解聚酯材料及其制造方法
CN116515259B (zh) * 2023-04-28 2024-08-09 湖南致臻生物科技有限公司 一种基于pbat和pla的可降解塑料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW552290B (en) * 2001-12-21 2003-09-11 Shang Chih Chemical Industry C Biodegradable blend composition of starch and plastic, and production method therefor
TW200844168A (en) * 2007-05-14 2008-11-16 Univ Far East Biodegradable polymer composite material having water cross-linking property and manufacturing method thereof
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7410783B2 (en) 2006-05-12 2008-08-12 Tatung University Method for producing biodegradable polyester
CN101775129B (zh) * 2010-02-04 2012-06-27 东南大学 一种制备聚醚碳酸酯多元醇的方法
DK2627713T3 (da) * 2010-10-11 2019-10-07 Novomer Inc Polymerblandinger
TWI510540B (zh) 2013-02-01 2015-12-01 Tatung Co 生物可分解性聚酯
CN104974450B (zh) * 2015-07-23 2017-07-21 杭州龙勤新材料科技有限公司 一种聚氯乙烯塑料组合物
CN108948680A (zh) * 2017-05-18 2018-12-07 济宁明升新材料有限公司 一种淀粉改性全生物基pbsa生物降解塑料及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW552290B (en) * 2001-12-21 2003-09-11 Shang Chih Chemical Industry C Biodegradable blend composition of starch and plastic, and production method therefor
TW200844168A (en) * 2007-05-14 2008-11-16 Univ Far East Biodegradable polymer composite material having water cross-linking property and manufacturing method thereof
TW201741384A (zh) * 2016-05-25 2017-12-01 鴻明環保科技股份有限公司 生物可降解發泡材及其製品

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