PLA与PBAT共混改性薄膜的拉伸强度不确定度评定

PLA与 PBAT共混改性薄膜的拉伸强度不确定度评定

张波 周万维 刘云虎 *

（贵州省产品质量检验检测院 贵阳 550016）

摘要：PLA与PBAT改性制备可降解塑料薄膜，是近年可降解快递包装袋研究的热点和方向之一。通过检测比较不同配比产品的性能，以期发现综合性能最佳的配比产品。本文以PLA/PBAT共混薄膜的“拉伸强度”不确定度评定为例，以期提供客观完整的检测数据。

关键词：PLA/PBAT共混改性 拉伸强度 不确定度

一前言

近年来，人们通过网络购物在其日常生活中占据的比例越来越大。但是传统邮寄物品所用的快递包装袋不易降解，易对环境造成污染，因此，发展绿色包装，势在必行。2018年，国家质检总局、国家标准委新修订并发布的《快递封装用品》国家标准中首次明确提出“快递包装袋宜采用生物降解塑料”，并增加了生物分解性能要求。

目前，商业化的可生物降解塑料主要有聚乳酸（PLA）、聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯（PBAT）、聚丁二酸丁二酯（PBS）、聚乙醇酸（PGA）、聚己内酯（PCL）^[1]等。其中，PLA是目前应用较多的一种可生物降解塑料。它可像传统塑料一样进行加工成型，并且具有优异的力学强度。但它的耐热性较差且脆性较大，因此不容易吹膜，需要对其进行改性。而PBAT分子链中含有芳香环和脂肪族链段^[2]，因此，其具有良好的延展性和断裂伸长率，所以，可用它来做薄膜的材料。但它的熔体强度较低，容易导致所吹膜泡不稳定，易摆动，从而导致薄膜厚度偏差较大。因此，选用PLA与PBAT采用共混的方式来制备薄膜，以期获得性能良好的可降解薄膜材料。

现行的快递包装袋标准为GB/T16606.3-2018《快递封装用品第3部分：包装袋》，其中，“拉伸强度”项目作为一项重要的物理指标，可以作为不同材料的质量的比较依据。而测量不确定度是对测量结果可能误差的度量，也是定量说明测量结果质量的一个参数^[3]。因此，正确的对拉伸强度参数进行不确定度评定，以期提供客观及完整的检测结果。

二塑料薄膜拉伸强度不确定度的评定

2.1 不确定度来源

试样拉伸强度测试结果见下表

拉伸强度数学模型见拉伸强度计算公式 。由此可见，试样断裂时力值的测量，试样厚度的测量，宽度的测量，拉伸强度重复测量是试样拉伸强度不确定度的主要来源^[4]。

2.2不确定度分量评定

2.2.1试样断裂时测量力值的相对不确定度

（1）试验机的示值误差引入的不确定度（B类）。试验机的示值误差为1%，按均匀分布，包含因子K取 ，示值误差相对不确定度

（2）试验机精度引入的测量的不确定度（B类）。试验机的精度为0.5%，按均匀分布，包含因子K取 ，试验机精度引入的相对不确定度为

因此，试样断裂时测量力值的相对不确定度

2.2.2试样厚度测量的相对不确定度

（1）厚度重复测量标准不确定度（A类）。重复测量试样厚度5次，试样厚度重复测量标准不确定度

2. 测厚仪精度引入的标准不确定度（B类）。测厚仪精度为0.001mm，按均匀分布包含因子K取 ，测厚仪精度引入的标准不确定度

厚度测量引入的标准不确定度 。则厚度测量相对不确定度

2.2.3试样宽度测量的相对不确定度

（1）宽度重复测量标准不确定度（A类）。重复测量试样宽度5次，试样宽度重复测量标准不确定度 =

（2）游标卡尺精度引入的标准不确定度（B类）。游标卡尺精度为0.02mm，按均匀分布包含因子K取 ，游标卡尺精度引入的标准不确定度

宽度测量引入的标准不确定度 。则宽度测量相对不确定度

试样断裂时测量力值、试样厚度、宽度测量的不确定度这3个分量间相互独立，因此，测试仪器误差所引入的拉伸强度总相对不确定度

。测试仪器误差引入的拉伸强度的标准不确定度

2.2.4 拉伸强度重复测量的标准不确定度

拉伸强度重复测量标准不确定度（A类）。重复测量试样拉伸强度5次，试样拉伸强度重复测量标准不确定度

2.2.5 拉伸强度的合成不确定度

拉伸强度的合成不确定度

2.2.6 拉伸强度扩展不确定度的评定

_{扩展不确定度U=} 。通常包含因子k取2，这时区间（Y-U，Y+U）的置信概率约为95%。可以得到拉伸强度测量的扩展不确定度

_三结束语

_{熔融共混改性是PLA/PBAT复合材料制备中最常用的工艺方法，通过对PLA/PBAT共混改性薄膜拉伸强度不确定度的计算，不难看出，影响测量结果的主要因素为拉伸强度重复性测量所引入的不确定度[5]。}

参考文献：

[1]尚晓煜等.PLA/PBAT复合材料研究进展 .工程塑料应用，2021年第6期157-164，共8页

[2]陶永亮.生物降解塑料PBAT材料改性介绍 .橡塑技术与装备，2021年第18期15-19，共5页

[3]张磊.包装用聚乙烯吹塑薄膜拉伸强度的不确定度评定.合成材料老化与应用，2021年第1期52-53，共2页

[4]赖桂珍等.塑料薄膜拉伸强度不确定度评定.广东化工，2018年第9期220-221，共2页

[5]陈东.包装用聚乙烯吹塑薄膜拉伸强度不确定度的评定.包装与食品机械，2018年第2期71-72，29，共3页

课题项目：国家市场监督管理总局科技计划项目（2020MK095）

作者简介：张波，男，毕业于四川大学，就职于贵州省产品质量检验检测院，从事橡塑产品检验工作

通信作者：刘云虎（1971—），男，高级工程师，研究塑料包装、食品相关产品。