高彈性聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)泡沫的制備對環(huán)境保護和治理“白色污染”具有重要意義,它具有良好的機械性能和生物相容性,有望替代用于鞋材、生物醫(yī)用材料等領(lǐng)域。
PBAT泡沫,怎么解決回彈性問題
PBAT泡沫也有一些缺點,它的回彈性相比于一些傳統(tǒng)的彈性體更弱一些,難以滿足高性能鞋材的要求。
對此,青島科技大學(xué)教授張振秀團隊提出了“將彈性更好的熱塑性聚醚酯彈性體(TPEE)和擴鏈劑(ADR)與PBAT通過一鍋共混,采用超臨界氮氣發(fā)泡來提高回彈性”的策略。
在這項工作中,張振秀團隊將ADR作為反應(yīng)性添加劑,除了增加PBAT與TPEE的相容性外,還可以增強PBAT/TPEE的粘彈性和熔體強度,提高發(fā)泡性能;TPEE的加入提高了PBAT泡沫的回彈性,當(dāng)PBAT/TPEE共混比為70:30時,拉伸強度和壓縮強度表現(xiàn)最好,回彈性也從40%大幅提升至61%。
張振秀教授已申請一系列聚合物發(fā)泡的發(fā)明專利,包括:一種超輕高阻燃生物可降解PLA泡沫及其制備工藝,專利申請?zhí)?02211548273.0;可生物降解的PBAT超臨界發(fā)泡材料及制備方法和應(yīng)用,專利申請?zhí)?02311564215.1。
據(jù)專利說明書介紹,制備出來的PBAT超臨界發(fā)泡材料發(fā)泡倍率高,密度低,力學(xué)性能優(yōu)異,泡孔不易破裂,回彈性好,廣泛用于制作瑜伽墊、鞋中底和鞋墊。
PBAT泡沫,怎么保持降解性能
PBAT發(fā)泡材料因其優(yōu)秀的生物降解性能,在一次性包裝或醫(yī)療用品領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用前景。但其線性分子鏈結(jié)構(gòu)使其難以發(fā)泡,傳統(tǒng)的交聯(lián)改性會降低其降解性能,如何保持其降解性能是業(yè)界研究的焦點。
在這項工作中,張振秀團隊以過氧化二異丙苯(DCP)為引發(fā)劑,將N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)接枝到PBAT上,然后用超臨界N2制備了PBAT-g-NVP泡沫。
結(jié)果表明,接枝反應(yīng)提高了熔體強度和發(fā)泡性能,但降解性能保持不變。
該團隊研究了接枝機理、流變性能、熱性能和發(fā)泡行為。流變性能表明,PBAT-g-NVP的熔體強度顯著提高。發(fā)泡窗口變寬(100℃-150℃),泡孔結(jié)構(gòu)變得均勻。當(dāng)DCP含量為0.4wt%和NVP含量為3wt%時,PBAT-g-NVP泡沫的膨脹率為10.5,最大壓應(yīng)力為253.2kPa。此外,PBAT-g-NVP泡沫在35d內(nèi)降解率達到98%。