Влияние размера частиц карбоната кальция, модифицированного стеариновой кислотой, на свойства композитных пленок ПБАТ

Полибутиленадипат/терефталат (PBAT) представляет собой сополимер бутиленадипата и бутилентерефталата, который не только обладает хорошей прочностью и стабильностью, но также обладает отличной биоразлагаемостью. биоразлагаемый пластик.

Однако прочность на растяжение самого PBAT низкая, скорость разложения низкая, а цена в 5-6 раз выше, чем у обычного полипропилена, поэтому его применение и продвижение ограничены. Текущие исследования сосредоточены на том, как получить биоразлагаемые материалы с превосходными характеристиками и низкой стоимостью. Большая часть исследований направлена ​​на приготовление экологически чистых композитных материалов путем смешивания относительно дешевых наполнителей с PBAT, в то же время обеспечивая его разлагаемые свойства. Контролируйте затраты и расширяйте свою прикладную ценность на рынке.

Благодаря низкой цене и определенному упрочняющему действию на полимеры карбонат кальция является одним из наиболее широко используемых полимерных наполнителей. Использование карбоната кальция в качестве наполнителя для приготовления композиционного материала PBAT/карбонат кальция стало реальным способом снижения стоимости PBAT. Изучая свойства тройных композитов PLA/PBAT/нанокарбонат кальция, тепловые и физические свойства композитов значительно улучшаются после добавления нанокарбоната кальция. PBAT был наполнен карбонатом кальция, и было обнаружено, что карбонат кальция значительно снижает стоимость при улучшении механических свойств композита. Модифицированный PBAT с ультрадисперсным карбонатом кальция, при добавлении 20% карбоната кальция композитный материал по-прежнему имеет хорошие физические свойства.

Модификацию поверхности трех видов карбоната кальция с разным размером частиц проводили с помощью стеариновой кислоты, а композитную пленку PBAT/модифицированный карбонат кальция дополнительно готовили методом смешивания в расплаве. Влияние механических свойств и свойств пропускания водяного пара показывает, что:

(1) Благодаря анализу размера частиц диапазон распределения частиц активированного карбоната кальция по размерам относительно широк, в основном он распределяется в пределах 1 ~ 20 мкм, средний объемный размер частиц составляет 7,6 мкм; Размер частиц сверхтонкого карбоната кальция в основном составляет 0,2 ~ 5 мкм, средний размер частиц по объему. Диаметр 1,5 мкм; распределение размера частиц нанокарбоната кальция является относительно концентрированным, в основном распределенным в пределах 0,2-0,5 мкм, а средний объемный размер частиц составляет 0,34 мкм. С помощью FTIR-анализа было подтверждено, что стеариновая кислота успешно покрывает поверхность карбоната кальция, а модифицированный карбонат кальция диспергируется в матрице PBAT.

(2) После добавления модифицированного карбоната кальция температура кристаллизации, кристалличность и температура плавления PBAT повышаются. При добавлении активированного карбоната кальция со среднеобъемным размером частиц 7,6 мкм температура кристаллизации достигала максимального значения 84,12 °С, что на 13,07 °С выше, чем у чистого ПБАТ; кристалличность также достигала максимума с 10,4% чистого ПБАТ до 11,48%. При добавлении модифицированного нанокарбоната кальция температура плавления достигала максимального значения 124,99 °C.

(3) Механические свойства композитных пленок PBAT/модифицированный карбонат кальция были значительно улучшены, и с уменьшением размера частиц модифицированного карбоната кальция механические свойства постепенно улучшались. При добавлении модифицированного нанокарбоната кальция со среднеобъемным размером частиц 0,34 мкм предел прочности при растяжении композитной пленки достигает максимального значения 19,9 МПа, что на 10,07 МПа выше, чем у чистого ПБАТ, а номинальная деформация разрушения достигает 551,8%, что выше, чем у чистого ПБАТ. Она увеличена на 54%, а прочность на разрыв под прямым углом увеличена с 72,5 кН/м чистого PBAT до 139,3 кН/м.

(4) Барьерные свойства пленки по отношению к водяному пару улучшаются после добавления модифицированного карбоната кальция. Скорость пропускания водяного пара у композитной пленки с добавлением активированного карбоната кальция самая низкая и составляет 232,3 г/(м2·24 ч), что на 28,06 ниже, чем у чистой пленки PBAT. %, соответствующий коэффициент паропроницаемости снизился на 66,09%.