تأثير حجم جسيم كربونات الكالسيوم المعدلة بحمض دهني على خواص أغشية PBAT المركبة
البولي بيوتيلين أديبات / تيريفثاليت (PBAT) عبارة عن بوليمر مشترك من أديبات البيوتيلين وبيوتيلين تيريفثاليت ، والذي لا يتمتع فقط بصلابة واستقرار جيدين ، بل يتميز أيضًا بقابلية تحلل حيوية ممتازة ، وهو مادة تغليف غشاء حماية البيئة الخضراء المثالية ، وهو أيضًا أحد أكثر المواد التي تمت دراستها البلاستيك القابل للتحلل.
ومع ذلك ، فإن قوة الشد لـ PBAT نفسها منخفضة ، ومعدل التحلل بطيء ، والسعر يتراوح من 5 إلى 6 أضعاف سعر البولي بروبيلين العادي ، لذلك فهو محدود في التطبيق والترويج. يركز البحث الحالي على كيفية الحصول على مواد قابلة للتحلل بأداء فائق وتكلفة منخفضة. تهدف معظم الأبحاث إلى تحضير مواد مركبة خضراء عن طريق مزج مواد مالئة رخيصة نسبيًا مع PBAT ، مما يضمن خصائصها القابلة للتحلل في نفس الوقت. التحكم في التكاليف وتوسيع قيمة تطبيقها في السوق.
نظرًا لسعرها المنخفض وتأثير تقوية معين على البوليمرات ، تعد كربونات الكالسيوم واحدة من أكثر حشوات البوليمر استخدامًا. أصبح استخدام كربونات الكالسيوم كمسحوق تعبئة لتحضير مادة PBAT / كربونات الكالسيوم المركبة طريقة مجدية لتقليل تكلفة PBAT. من خلال دراسة خصائص المركبات الثلاثية من كربونات الكالسيوم PLA / PBAT / نانو الكالسيوم ، تم تحسين الخصائص الحرارية والفيزيائية للمركبات بشكل كبير بعد إضافة كربونات الكالسيوم النانوية. تمت تعبئة PBAT بكربونات الكالسيوم ، ووجد أن كربونات الكالسيوم قللت بشكل كبير من التكلفة مع تحسين الخواص الميكانيكية للمركب. معدل PBAT مع كربونات الكالسيوم متناهية الصغر ، عند إضافة 20٪ كربونات الكالسيوم ، لا تزال المادة المركبة تتمتع بخصائص فيزيائية جيدة.
تم إجراء تعديل السطح لثلاثة أنواع من كربونات الكالسيوم بأحجام جزيئات مختلفة باستخدام حمض دهني ، وتم تحضير فيلم مركب كربونات الكالسيوم PBAT / المعدل بطريقة المزج المصهور. تظهر تأثيرات الخواص الميكانيكية وخصائص انتقال بخار الماء ما يلي:
(1) من خلال تحليل حجم الجسيمات ، يكون نطاق توزيع حجم الجسيمات لكربونات الكالسيوم المنشط عريضًا نسبيًا ، ويتم توزيعه بشكل أساسي في 1 ~ 20 ميكرومتر ، ومتوسط حجم حجم الجسيمات هو 7.6 ميكرومتر ؛ يتم توزيع حجم الجسيمات من كربونات الكالسيوم متناهية الصغر بشكل أساسي في 0.2 ~ 5 ميكرومتر ، متوسط حجم حجم الجسيمات. القطر 1.5 ميكرومتر ؛ يتركز توزيع حجم الجسيمات من كربونات الكالسيوم النانوية نسبيًا ، ويتم توزيعها بشكل أساسي في 0.2-0.5 ميكرومتر ، ومتوسط حجم الجسيمات هو 0.34 ميكرومتر. من خلال تحليل FTIR ، تم التأكيد على أنه تم طلاء حمض دهني بنجاح على سطح كربونات الكالسيوم ، وتم تشتيت كربونات الكالسيوم المعدلة في مصفوفة PBAT.
(2) بعد إضافة كربونات الكالسيوم المعدلة ، تزداد درجة حرارة التبلور ، التبلور ودرجة حرارة الانصهار لـ PBAT. عندما تمت إضافة كربونات الكالسيوم المنشط بمتوسط حجم حجم جسيم يبلغ 7.6 ميكرومتر ، وصلت درجة حرارة التبلور إلى قيمة قصوى تبلغ 84.12 درجة مئوية ، والتي كانت أعلى بنسبة 13.07 درجة مئوية من قيمة PBAT النقي ؛ وصل التبلور أيضًا إلى الحد الأقصى ، من 10.4٪ من PBAT النقي إلى 11.48٪. عندما تمت إضافة كربونات الكالسيوم النانوية المعدلة ، وصلت درجة حرارة الانصهار إلى الحد الأقصى لقيمة 124.99 درجة مئوية.
(3) تم تحسين الخواص الميكانيكية لأغشية PBAT / كربونات الكالسيوم المركبة المعدلة بشكل كبير ، ومع انخفاض حجم الجسيمات لكربونات الكالسيوم المعدلة ، زادت الخواص الميكانيكية تدريجياً. عند إضافة كربونات الكالسيوم النانوية المعدلة بمتوسط حجم جسيم يبلغ 0.34 ميكرومتر ، تصل قوة الشد للفيلم المركب إلى القيمة القصوى 19.9 ميجا باسكال ، وهي أعلى بـ 10.07 ميجا باسكال من تلك الخاصة بـ PBAT النقي ، وسلالة الكسر الاسمية تصل إلى 551.8٪ ، وهي أعلى من تلك الخاصة بـ PBAT النقي. تمت زيادته بنسبة 54٪ ، وزادت قوة تمزق الزاوية اليمنى من 72.5 كيلو نيوتن / م من PBAT النقي إلى 139.3 كيلو نيوتن / م.
(4) يتم تحسين خاصية الحاجز للفيلم لبخار الماء بعد إضافة كربونات الكالسيوم المعدلة. معدل نقل بخار الماء للفيلم المركب الذي يضيف كربونات الكالسيوم المنشط هو الأدنى ، وهو 232.3 جم / (م 2 · 24 ساعة) ، وهو أقل بمقدار 28.06 من معدل نقل PBAT النقي. ٪ ، انخفض معامل نفاذية بخار الماء المقابل بنسبة 66.09 ٪.