PBAT kompozit filmlerin özellikleri üzerinde stearik asit ile modifiye edilmiş kalsiyum karbonatın partikül boyutunun etkisi
Polibütilen adipat/tereftalat (PBAT), bütilen adipat ve bütilen tereftalat kopolimeri olup, sadece iyi tokluk ve stabiliteye sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda mükemmel Biyobozunurluğa sahip, ideal bir yeşil çevre koruma filmi ambalaj malzemesidir ve aynı zamanda en çok çalışılanlardan biridir. biyolojik olarak parçalanabilen plastikler.
Bununla birlikte, PBAT’nin kendisinin gerilme mukavemeti düşüktür, bozunma hızı yavaştır ve fiyatı sıradan polipropilenin 5 ila 6 katıdır, bu nedenle uygulama ve tanıtımda sınırlıdır. Mevcut araştırma, üstün performans ve düşük maliyetle biyolojik olarak parçalanabilen malzemelerin nasıl elde edileceğine odaklanmaktadır. Araştırmaların çoğu, nispeten ucuz dolgu maddelerini PBAT ile karıştırarak aynı zamanda parçalanabilir özelliklerini sağlayarak yeşil kompozit malzemeler hazırlamaktır. Maliyetleri kontrol edin ve uygulama değerini pazarda genişletin.
Düşük fiyatı ve polimerler üzerindeki belirli sertleştirme etkisi nedeniyle, kalsiyum karbonat en yaygın kullanılan polimer dolgu maddelerinden biridir. PBAT/kalsiyum karbonat kompozit malzemesini hazırlamak için dolgu tozu olarak kalsiyum karbonatın kullanılması, PBAT maliyetini düşürmenin uygun bir yolu haline gelmiştir. PLA/PBAT/nano-kalsiyum karbonat üçlü kompozitlerinin özelliklerini inceleyerek, nano-kalsiyum karbonat eklendikten sonra kompozitlerin termal ve fiziksel özellikleri büyük ölçüde iyileştirilir. PBAT, kalsiyum karbonat ile doldurulmuş ve kalsiyum karbonatın kompozitin mekanik özelliklerini iyileştirirken maliyeti önemli ölçüde azalttığı bulunmuştur. % 20 kalsiyum karbonat eklerken ultra ince kalsiyum karbonat ile modifiye edilmiş PBAT, kompozit malzeme hala iyi fiziksel özelliklere sahiptir.
Farklı partikül boyutlarına sahip üç çeşit kalsiyum karbonatın yüzey modifikasyonu stearik asit ile gerçekleştirildi ve PBAT/modifiye kalsiyum karbonat kompozit filmi ayrıca eriyik harmanlama yöntemiyle hazırlandı. Mekanik özelliklerin ve su buharı geçirgenlik özelliklerinin etkileri şunları gösterir:
(1) Parçacık boyutu analizi yoluyla, aktif kalsiyum karbonatın parçacık boyutu dağılım aralığı nispeten geniştir, esas olarak 1 ~ 20μm’de dağıtılır, hacim ortalama parçacık boyutu 7.6μm’dir; ultra ince kalsiyum karbonatın parçacık boyutu esas olarak 0.2 ~ 5μm, hacim ortalama parçacık boyutunda dağıtılır. Çap 1.5 um’dir; nano-kalsiyum karbonatın parçacık boyutu dağılımı nispeten konsantredir, esas olarak 0,2-0,5 um’de dağıtılır ve hacim ortalama parçacık boyutu 0,34 um’dir. FTIR analizi yoluyla, stearik asidin kalsiyum karbonat yüzeyi üzerinde başarılı bir şekilde kaplandığı ve modifiye edilmiş kalsiyum karbonatın PBAT matrisinde dağıldığı doğrulandı.
(2) Modifiye kalsiyum karbonat eklendikten sonra, PBAT’nin kristalizasyon sıcaklığı, kristallik ve erime sıcaklığı arttırılır. Hacim ortalaması 7.6 um olan aktifleştirilmiş kalsiyum karbonat eklendiğinde, kristalizasyon sıcaklığı maksimum 84.12 °C değerine ulaştı, bu da saf PBAT’ninkinden 13.07 °C daha yüksekti; kristallik ayrıca %10,4 saf PBAT’den %11,48’e kadar bir maksimuma ulaştı. Modifiye edilmiş nano-kalsiyum karbonat eklendiğinde, erime sıcaklığı maksimum 124.99 °C değerine ulaştı.
(3) PBAT/modifiye kalsiyum karbonat kompozit filmlerin mekanik özellikleri önemli ölçüde iyileştirildi ve modifiye kalsiyum karbonatın partikül boyutunun azalmasıyla mekanik özellikler kademeli olarak arttı. 0.34 μm hacim ortalama partikül boyutuna sahip modifiye nano-kalsiyum karbonat eklendiğinde, kompozit filmin çekme dayanımı, saf PBAT’den 10.07 MPa daha yüksek olan 19.9 MPa maksimum değerine ulaşır ve nominal kırılma gerilimi saf PBAT’den daha yüksek olan %551.8’e ulaşır. %54 oranında artırılır ve dik açı yırtılma mukavemeti 72.5kN/m saf PBAT’den 139.3kN/m’ye yükseltilir.
(4) Filmin su buharına karşı bariyer özelliği, modifiye kalsiyum karbonat eklendikten sonra arttırılır. Aktif kalsiyum karbonat ekleyen kompozit filmin su buharı iletim hızı, saf PBAT filminden 28.06 daha düşük olan 232.3g/(m2·24h) olan en düşük değerdir. %, karşılık gelen su buharı geçirgenlik katsayısı %66.09 azaldı.