스테아르산 변성 탄산칼슘의 입자 크기가 PBAT 복합 필름의 특성에 미치는 영향
폴리부틸렌 아디페이트/테레프탈레이트(PBAT)는 부틸렌 아디페이트와 부틸렌 테레프탈레이트의 공중합체로 인성과 안정성이 우수할 뿐만 아니라 생분해성이 우수하여 이상적인 녹색 환경 보호 필름 포장재로 가장 많이 연구되고 있는 소재 중 하나입니다. 생분해성 플라스틱.
그러나 PBAT 자체의 인장강도가 낮고 분해속도가 느리고 가격이 일반 폴리프로필렌에 비해 5~6배 정도 비싸 적용 및 촉진에 한계가 있다. 현재 연구는 우수한 성능과 저렴한 비용으로 생분해성 재료를 얻는 방법에 중점을 둡니다. 대부분의 연구는 상대적으로 저렴한 충전제와 PBAT를 혼합하여 분해성을 보장하는 녹색 복합 재료를 준비하는 것입니다. 비용을 통제하고 시장에서 애플리케이션 가치를 확장합니다.
저렴한 가격과 폴리머에 대한 특정 강화 효과로 인해 탄산칼슘은 가장 널리 사용되는 폴리머 충전제 중 하나입니다. 탄산칼슘을 충전 분말로 사용하여 PBAT/탄산칼슘 복합 재료를 제조하는 것은 PBAT 비용을 줄이는 실현 가능한 방법이 되었습니다. PLA/PBAT/나노-탄산칼슘 3원 복합재료의 특성을 연구함으로써 나노탄산칼슘을 첨가한 후 복합재료의 열적 및 물리적 특성이 크게 향상되었습니다. PBAT는 탄산칼슘으로 채워져 있으며, 탄산칼슘은 복합재의 기계적 물성을 향상시키면서 비용을 크게 감소시키는 것으로 밝혀졌다. 초미세 탄산칼슘으로 변형된 PBAT는 20% 탄산칼슘을 첨가할 때 복합 재료가 여전히 좋은 물성을 갖는다.
입자크기가 다른 3종의 탄산칼슘을 스테아르산으로 표면개질하고 용융혼합법으로 PBAT/변성탄산칼슘 복합막을 추가로 제조하였다. 기계적 특성과 수증기 투과 특성의 효과는 다음을 보여줍니다.
(1) 입자 크기 분석을 통해 활성 탄산 칼슘의 입자 크기 분포 범위는 비교적 넓고 주로 1 ~ 20μm에 분포하고 체적 평균 입자 크기는 7.6μm입니다. 초미세 탄산칼슘의 입도는 주로 체적 평균 입경 0.2~5μm로 분포한다. 직경은 1.5μm입니다. 나노 탄산 칼슘의 입자 크기 분포는 상대적으로 집중되어 주로 0.2-0.5 μm에 분포하고 부피 평균 입자 크기는 0.34 μm입니다. FTIR 분석을 통해 탄산칼슘 표면에 스테아르산이 성공적으로 코팅되었고, 변성 탄산칼슘이 PBAT 매트릭스에 분산되어 있음을 확인하였다.
(2) 변성 탄산칼슘을 첨가한 후, PBAT의 결정화 온도, 결정화도 및 용융 온도가 증가한다. 부피 평균 입자 크기가 7.6 μm인 활성 탄산칼슘을 첨가했을 때 결정화 온도는 최대값 84.12 °C에 도달했으며 이는 순수 PBAT보다 13.07 °C 높았습니다. 결정화도 또한 순수 PBAT의 10.4%에서 11.48%로 최대값에 도달했습니다. 개질된 나노탄산칼슘을 첨가했을 때 용융온도는 최고 124.99℃에 이르렀다.
(3) PBAT/변성 탄산칼슘 복합막의 기계적 물성은 현저히 개선되었으며, 개질 탄산칼슘의 입자 크기가 감소함에 따라 기계적 물성은 점차 증가하였다. 체적평균입자크기가 0.34 μm인 개질 나노탄산칼슘을 첨가하면 복합필름의 인장강도가 최대 19.9 MPa에 도달하여 순수 PBAT보다 10.07 MPa 높고 공칭파단변형률이 순수 PBAT보다 높은 551.8%에 이른다. 54% 증가했으며 직각 인열 강도는 순수 PBAT의 72.5kN/m에서 139.3kN/m로 증가했습니다.
(4) 변성 탄산칼슘을 첨가한 후 수증기에 대한 필름의 차단성이 향상된다. 활성탄산칼슘을 첨가한 복합필름의 수증기 투과율은 232.3g/(m2·24h)으로 가장 낮아 순수 PBAT 필름보다 28.06 낮다. %, 해당 수증기 투과 계수는 66.09% 감소했습니다.