Influence de la taille des particules de carbonate de calcium modifié à l’acide stéarique sur les propriétés des films composites PBAT
L’adipate/téréphtalate de polybutylène (PBAT) est un copolymère d’adipate de butylène et de téréphtalate de butylène, qui a non seulement une bonne ténacité et stabilité, mais a également une excellente biodégradabilité est un matériau d’emballage de film de protection de l’environnement vert idéal, et c’est aussi l’un des plus étudiés plastiques biodégradables.
Cependant, la résistance à la traction du PBAT lui-même est faible, le taux de dégradation est lent et le prix est 5 à 6 fois supérieur à celui du polypropylène ordinaire, il est donc limité dans son application et sa promotion. La recherche actuelle se concentre sur la façon d’obtenir des matériaux biodégradables avec des performances supérieures et à faible coût. La plupart des recherches consistent à préparer des matériaux composites verts en mélangeant des charges relativement bon marché avec du PBAT, garantissant en même temps ses propriétés dégradables. Contrôlez les coûts et développez sa valeur d’application sur le marché.
En raison de son faible prix et de son effet durcissant certain sur les polymères, le carbonate de calcium est l’une des charges polymères les plus largement utilisées. L’utilisation de carbonate de calcium comme poudre de remplissage pour préparer le matériau composite PBAT/carbonate de calcium est devenue un moyen réalisable de réduire le coût du PBAT. En étudiant les propriétés des composites ternaires PLA/PBAT/nano-carbonate de calcium, les propriétés thermiques et physiques des composites sont grandement améliorées après l’ajout de nano-carbonate de calcium. Le PBAT a été rempli de carbonate de calcium et il a été constaté que le carbonate de calcium réduisait considérablement le coût tout en améliorant les propriétés mécaniques du composite. PBAT modifié avec du carbonate de calcium ultrafin, lors de l’ajout de 20% de carbonate de calcium, le matériau composite a toujours de bonnes propriétés physiques.
La modification de surface de trois types de carbonate de calcium avec différentes tailles de particules a été réalisée avec de l’acide stéarique, et le film composite PBAT/carbonate de calcium modifié a ensuite été préparé par la méthode de mélange à l’état fondu. Les effets des propriétés mécaniques et des propriétés de transmission de la vapeur d’eau montrent que :
(1) Grâce à l’analyse granulométrique, la plage de distribution granulométrique du carbonate de calcium activé est relativement large, principalement distribuée dans 1 ~ 20 μm, la granulométrie moyenne en volume est de 7,6 μm; la taille des particules de carbonate de calcium ultrafin est principalement distribuée en 0,2 ~ 5 μm, taille moyenne des particules en volume. Le diamètre est de 1,5 µm ; la distribution granulométrique du carbonate de nano-calcium est relativement concentrée, principalement distribuée dans 0,2-0,5 μm, et la taille moyenne des particules en volume est de 0,34 μm. Grâce à l’analyse FTIR, il a été confirmé que l’acide stéarique a été appliqué avec succès sur la surface du carbonate de calcium et que le carbonate de calcium modifié a été dispersé dans la matrice PBAT.
(2) Après l’ajout de carbonate de calcium modifié, la température de cristallisation, la cristallinité et la température de fusion du PBAT sont augmentées. Lorsque du carbonate de calcium activé avec une taille moyenne de particules en volume de 7, 6 μm a été ajouté, la température de cristallisation a atteint une valeur maximale de 84, 12 ° C, soit 13, 07 ° C de plus que celle du PBAT pur; la cristallinité a également atteint un maximum, passant de 10,4 % de PBAT pur à 11,48 %. Lorsque le carbonate de nano-calcium modifié a été ajouté, la température de fusion a atteint une valeur maximale de 124,99 °C.
(3) Les propriétés mécaniques des films composites PBAT/carbonate de calcium modifié ont été considérablement améliorées et, avec la diminution de la taille des particules de carbonate de calcium modifié, les propriétés mécaniques ont progressivement augmenté. Lorsque le carbonate de nano-calcium modifié avec une granulométrie moyenne en volume de 0,34 μm est ajouté, la résistance à la traction du film composite atteint la valeur maximale de 19,9 MPa, soit 10,07 MPa de plus que celle du PBAT pur, et la déformation nominale à la rupture atteint 551,8 %, ce qui est supérieur à celui du PBAT pur. Elle est augmentée de 54 % et la résistance à la déchirure à angle droit passe de 72,5 kN/m de PBAT pur à 139,3 kN/m.
(4) La propriété barrière du film à la vapeur d’eau est améliorée après l’ajout de carbonate de calcium modifié. Le taux de transmission de vapeur d’eau du film composite ajoutant du carbonate de calcium activé est le plus bas, soit 232,3 g/(m2·24h), soit 28,06 de moins que celui du film PBAT pur. %, le coefficient de perméabilité à la vapeur d’eau correspondant a diminué de 66,09 %.