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一种可降解高性能防滑PBAT发泡材料及其制备方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-12-06 15:17:15

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 黄哲芬 | 2023-12-06 15:17:15

本发明公开了一种可降解高性能防滑PBAT发泡材料及其制备方法。该复合物,包括以下组分:70份聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯PBAT、10份热塑性淀粉TPS、10份聚乳酸PLA、10份聚丁二酸丁二醇酯PBS、1 4份复合防滑剂、5份增塑剂、0.5 1份AC发泡剂、0.8份成核剂、0.8份发泡促进剂、8份架桥剂、0.2份润滑剂。其制备方法包括以下步骤:将上述原料先进行密炼混合均匀后再装入模具中在平板硫化仪热压下成型,即可得到降解高性能防滑PBAT发泡材料发泡材料。本发明的配方在保留产品发泡功能的同时,加入的复合防滑剂能够与基体混合均匀,改善基体的相容性,增强产品的力学性能,配方科学合理。

可降解高性能防滑PBAT发泡材料,由下述重量份数的原料制成:70份聚己二酸 / 对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、10份热塑性淀粉(TPS)、10份聚乳酸(PLA)、10份聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、1-4份复合防滑剂、5份增塑剂、0.5-1份AC发泡剂、0.8份成核剂、0.8份发泡促进剂、5-8份架桥剂、0.2份润滑剂。将聚己二酸 / 对苯二甲酸丁二醇酯、聚乳酸、热塑性淀粉、聚丁二酸丁二醇酯、复合防滑剂、增塑剂、成核剂、发泡促进剂、架桥剂、润滑剂、AC发泡剂放入密炼机中,温度120-180℃、转速40rpm,混炼时间为5-40min,得到共混物;将步骤1)得到的共混物移入平板硫化机中成型,上下模板温度均为170℃,压力为10MPa,模压时间300s,冷却300s后开模取出得到所述可降解高性能防滑PBAT发泡材料。

自 1950 年代以来,全球塑料产量增长了200 多倍。随着塑料产量的增加,塑料垃圾也随之增加。这是一个严重的问题,因为大多数塑料材料都是一次性产品,这意味着它们最终会进入垃圾填埋场等环境,或直接进入海洋,并在那里停留多年。在过去的几十年里,出于减少人类对环境的影响和减少全球塑料污染的需要,对可生物降解聚合物的研究呈指数增长,因此找到符合性能要求的可降解聚合材料越来越成为当前研究热点。

PBAT 是一种可堆肥的生物聚酯,可从可再生资源中获得,具有巨大的商业价值。由于其较低的价格、易于加工和特别是高延展性,PBAT 很可能在未来几年内成为卓越的柔性生物塑料。作为一种主要来自化石资源的聚酯,市场上的大量供应、相对较低的价格、高加工性以及最重要的是高柔韧性(即断裂伸长率可超过 700%)推动了人们对 PBAT 研究的兴趣,因为其特别适合生产软包装,可从多种应用中越来越多地替代和支持化石基聚烯烃和聚酯,从而减少“白色污染”。然而,PBAT 的另一个特点是刚度适中(即杨氏模量通常在75 到 150 MPa 之间),并且与非可降解高分子材料相比相比,PBAT生产成本高,因此限制了它的应用。

发明人:郑玉婴 谈乾鹏福州大学(Fuzhou University),简称福大,位于福建省福州市,创建于1958年,是国家“双一流”建设高校,国家“211工程”建设高校,国家教育部、国家国防科技工业局与福建省人民政府共建高校,福建省三所重点建设的高水平大学之一,福建省一流大学建设高校,入选国家建设高水平大学公派研究生项目、教育部首批“卓越工程师教育培养计划”高校、新工科研究与实践项目、数据中国“百校工程”项目、国家“111计划”、“高校国际化示范学院推进计划”、国家级大学生创新创业训练计划、全国首批深化创新创业教育改革示范高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、全国专业学位研究生教育综合改革试点单位、国家集成电路人才培养基地、首批高等学校科技成果转化和技术转移基地、高校国家知识产权信息服务中心。

碳化硅改性后其分子表面-OH之间形成的氢键被破坏,从而能够极大程度减弱碳化硅分子的团聚现象。未经处理的碳纤维具有表面惰性,与树脂界面结合不紧密,经过双氧水处理后表面富含-COOH,不仅能够与树脂中的—OH基团结合,也能够和改性的碳化硅分子中的-NH2发生脱水缩合,因此能够将碳化硅分子和树脂基体牢牢结合在一起。CF 可以在干燥条件下的磨损过程中充当基本的承载元件,SiC颗粒的接枝可以增加CF和树脂界面的结合从而减少滑动过程中的裂纹扩展有效传递界面应力。本发明合成的碳化硅接枝碳纤维化合物能够充分发挥碳纤维和碳化硅的协同作用,有效增大基体的摩擦系数,从而提高复合树脂的防滑性能。

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