高弹性聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)泡沫的制备对环境保护和治理“白色污染”具有重要意义,它具有良好的机械性能和生物相容性,有望替代用于鞋材、生物医用材料等领域。
PBAT泡沫,怎么解决回弹性问题
PBAT泡沫也有一些缺点,它的回弹性相比于一些传统的弹性体更弱一些,难以满足高性能鞋材的要求。
对此,青岛科技大学教授张振秀团队提出了“将弹性更好的热塑性聚醚酯弹性体(TPEE)和扩链剂(ADR)与PBAT通过一锅共混,采用超临界氮气发泡来提高回弹性”的策略。
在这项工作中,张振秀团队将ADR作为反应性添加剂,除了增加PBAT与TPEE的相容性外,还可以增强PBAT/TPEE的粘弹性和熔体强度,提高发泡性能;TPEE的加入提高了PBAT泡沫的回弹性,当PBAT/TPEE共混比为70:30时,拉伸强度和压缩强度表现最好,回弹性也从40%大幅提升至61%。
张振秀教授已申请一系列聚合物发泡的发明专利,包括:一种超轻高阻燃生物可降解PLA泡沫及其制备工艺,专利申请号202211548273.0;可生物降解的PBAT超临界发泡材料及制备方法和应用,专利申请号202311564215.1。
据专利说明书介绍,制备出来的PBAT超临界发泡材料发泡倍率高,密度低,力学性能优异,泡孔不易破裂,回弹性好,广泛用于制作瑜伽垫、鞋中底和鞋垫。
PBAT泡沫,怎么保持降解性能
PBAT发泡材料因其优秀的生物降解性能,在一次性包装或医疗用品领域也有广阔的应用前景。但其线性分子链结构使其难以发泡,传统的交联改性会降低其降解性能,如何保持其降解性能是业界研究的焦点。
在这项工作中,张振秀团队以过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂,将N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)接枝到PBAT上,然后用超临界N2制备了PBAT-g-NVP泡沫。
结果表明,接枝反应提高了熔体强度和发泡性能,但降解性能保持不变。
该团队研究了接枝机理、流变性能、热性能和发泡行为。流变性能表明,PBAT-g-NVP的熔体强度显著提高。发泡窗口变宽(100℃-150℃),泡孔结构变得均匀。当DCP含量为0.4wt%和NVP含量为3wt%时,PBAT-g-NVP泡沫的膨胀率为10.5,最大压应力为253.2kPa。此外,PBAT-g-NVP泡沫在35d内降解率达到98%。
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