【摘 要】
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聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)是一种具有优异加工性能和良好力学性能的生物可降解高分子材料。然而,由于其线性的分子结构,和低分子量导致熔体强度较低。本文通过扩链增容的方法,对纯PBAT(N-PBAT)进行改性得到高分子量的PBAT(E-PBAT)并与马来酸酐(MA)封端的聚碳酸亚丙酯(PPC)进行二元共混,通过挤出发泡的方式制备了E-PBAT/M-PPC发泡材料,并在此基础上研究了以玄武岩
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聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)是一种具有优异加工性能和良好力学性能的生物可降解高分子材料。然而,由于其线性的分子结构,和低分子量导致熔体强度较低。本文通过扩链增容的方法,对纯PBAT(N-PBAT)进行改性得到高分子量的PBAT(E-PBAT)并与马来酸酐(MA)封端的聚碳酸亚丙酯(PPC)进行二元共混,通过挤出发泡的方式制备了E-PBAT/M-PPC发泡材料,并在此基础上研究了以玄武岩纤维(BF)为填料来提高PBAT的粘度、模量以及改善共混物的发泡性能。在PBAT/PPC共混体系中,对其力学性能、流变性能、相结构和泡孔结构进行了研究。流变结果表明,E-PBAT比N-PBAT的复数黏度增加了3400 Pa/s,PPC的加入使粘度显著提高,在PPC含量达到50%时,粘度最高达到88836 Pa/s。通过SEM对相结构进行观察得到,在E-PBAT/PPC-90/10组分中,共混物呈“海-岛”相结构,呈现大且疏的孔结构;在E-PBAT/PPC-70/30组分中,共混物呈“准连续”相结构,泡孔结构均匀,孔数量较多,;在E-PBAT/PPC-50/50组分中,共混物呈“双连续”结构,由于气体在共混物界面的快速逸出,导致泡孔严重塌陷。力学测试表明PPC的加入对共混物的模量有显著提高,拉伸的杨氏模量从58.8 MPa(E-PBAT)提升到187.74 MPa(E-PBAT/PPC-70/30)。同时,DMA结果显示,室温下共混物的储能模量(E’)从538 MPa增加到1650 MPa。在第一体系的基础上加入BF,对其力学性能、流变性能、热性能和泡孔结构进行了研究。通过DSC和DMA曲线均可以得到在E-PBAT/PPC-90/10和E-PBAT/PPC-70/30的组分中,PPC的玻璃化转变温度(Tg)均随着纤维的含量增多而升高,而在E-PBAT/PPC-50/50的组分中则结果相反。通过流变数据发现,BF与E-PBAT的共混物粘度较低,说明了其结合能力较差。然而,BF与PPC的结合能力较好,在E-PBAT/PPC-50/50的组分中,BF的增加会使粘度有一定程度的提高。DMA的数据表明,BF能够显著提高共混物的E’。在E-PBAT/PPC-70/30的组分中,7 wt%的BF能够使E’最大提高1.6倍;在E-PBAT/PPC-50/50的组分中,5 wt%的BF则使E’最大提高3.2倍。纤维含量的变化同时也影响共混物的发泡性能,从SEM图中可以看出,BF能够在共混物中起到异向成核点的作用,泡沫材料的泡孔密度得到很大提高,当BF的含量为5 wt%时,E-PBAT/PPC的泡孔密度最大,约为7.41×1011个/cm~3。
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